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Título: Produção de ácido propiônico em soro lácteo por cultura mista de Propionibacterium freudenreichii PS-1 e Lactobacillus helveticus
Autor : Ngome, Moisés Tomás
Primeiro orientador: Alves, José Guilherme Lembi Ferreira
metadata.teses.dc.contributor.advisor-co: Piccoli, Roberta Hilsdorf
Primeiro membro da banca: Abreu, Luiz Ronaldo de
Boari, Cleube Andrade
Área de concentração: Ciência dos Alimentos
Palavras-chave: Propionibacterium freudenreichii PS-1
Lactobacillus helveticus
Ácido orgânico
Organic acid
Data da publicação: 2013
Referência: NGOME, M. T. Produção de ácido propiônico em soro lácteo por cultura mista de Propionibacterium freudenreichii PS-1 e Lactobacillus helveticus. 2013. 104 p. Dissertação (Mestrado em Ciência dos Alimentos)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2013.
Resumo: Substratos líquidos e poluentes como soro podem ser aproveitados para a produção de novos produtos com maior valor agregado, minimizando assim, o impacto ambiental e custos pelo tratamento de efluente por laticínios. A fermentação do soro por Propionibacterium freudenreichii PS-1produz ácido propiônico, usado como agente antifúngico em alimentos e sementes e como um ingrediente em termoplásticos, drogas antiartrite, perfumes, aromas e solventes. Inicialmente, foi realizada a adaptação das linhagens de Propionibacterium freudenreichii PS-1 usando erlenmeyers com 100 mL de caldo lactato com concentrações crescentes de 0 %, 0,1 %, 0,15 % e 0,25 % do ácido propiônico incubados a 30ºC, monitorando o crescimento a partir da densidade óptica (DO660nm). Os resultados indicaram que o aumento da concentração do ácido propiônico promoveu a diminuição na velocidade específica máxima de crescimento de Propionibacterium freudenreichii PS-1, de 0,1137 a 0,0277 h-1. Portanto, o crescimento celular de bactérias propiônicas é negativamente influenciado pela concentração de ácido propiônico, aumentando o tempo de crescimento de 32h para 100h, com o aumento da concentração de ácido propiônico no meio de crescimento para 0,25% m/v. Posteriormente, foi feito um estudo cinético da fermentação propiônica com cultura pura de Propionibacterium freudenreichii PS-1 e mista com o mesmo microrganismo e Lactobacillus helveticus em meio com soro desnatado o extrato de levedura, a 30oC. Na fermentação com cultura mista, foi produzida maior quantidade de ácidos totais (2, 1978 g acidez total por 100 mL). Em seguida, utilizou-se um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) para avaliar o efeito da concentração de inóculo e do tempo de adição de Propionibacterium freudenreichiiPS-1 sobre a produção de ácido propiônico usando cultura mista. Foram conduzidas fermentações em erlenmeyers de 500 mL contendo 300 mL do soro desnatado suplementado com 1% de extrato de levedura, inoculados com 10% v/v. As concentrações de células do inóculo foram determinadas a partir da densidade ótica a 660 e 540 nm para Propionibacterium freudenreichii PS1 e Lactobacillus helveticus respectivamente. Os meios foram incubados a 30 oC durante 168h, sem agitação. As amostras foram retiradas em tempos regulares durante a fermentação para estudo cinético e análise da produção dos ácidos orgânicos.Os resultados foram1, 0989g/100 mL para acidez e pH final de 3,76 para cultura pura e para a cultura mista 2,1978g/100mL e 2,87 de acidez e pH, respectivamente. A produção máxima atingida dos ácidos orgânicos foi de 3,78 g/L para ácido propiônico e 3,10 g/L para ácido acético. Todos os parâmetros analisados não tiveram efeitos estatisticamente significativos, ao nível de significância de 5% (p<0,05).
Liquid substrates and pollutants such as whey may be used in the production of new products with larger added value, thus minimizing the environmental impact and the costs of treating effluents with dairy products. Whey fermentation by Propionibacterium freudenreichii PS-1 produces propionic acid, used as an anti-fungi agent in foods and seeds and as an ingredient in thermoplastic, anti-arthritis drugs, perfumes, aromas and solvents. Initially, isolates of Propionibacterium freudenreichii PS-1 were adapted using erlenmeyers with 100 mL of lactate juice with increasing propionic acid concentration (0%, 0.1%, 0.15% and 0.25%), incubated at 30 oC, monitoring the growth through the absorbance in a spectrophotometer at 660 nm. The results showed that the increase in propionic acid concentration decreased the maximum specific growth rate of the Propionibacterium freudenreichii PS-1 from 0.1137 to 0.0277 h-1. Therefore, the cellular growth of the propionic bacteria was negatively influenced by propionic acid concentration, increasing the growth time from 32 h to 100 h, with an increase of propionic acid concentration in the medium to 0.25% m/v. Posteriorly, a kinetic study of the propionic fermentation with a Propionibacterium freudenreichii PS-1 pure culture and a mixed culture with the same microorganism and Lactobacillus helveticus was performed in a medium with skimmed whey and yeast extract, at 30 oC. In the fermentation with mixed culture, a larger quantity of total acids was produced (2.1978 g total acidity per 100 mL). Subsequently, a Central Composite Rotational Design was used in order to evaluate the effect of the inoculum concentration and of the Propionibacterium freudenreichii PS-1 addition time over the production of propionic acid using mixed cultures. Fermentations were conducted in erlenmeyers of 500 mL containing 300 mL of skimmed whey supplemented with 1% yeast extract, inoculated with 10% v/v. The concentrations of cells in the inoculum were determined from the optical density of 660 and 540 nm for Propionibacterium freudenreichii PS-1 and Lactobacillus helveticus, respectively. The mediums were incubated at 30 oC during 168 h, without agitation. The samples were removed in regular times during fermentation for kinetic study and analyses of organic acid production. The results were 1.10 g lactic acid/100 mL for acidity and final pH of 3.76 for pure culture and, for the mixed culture, 2.32 g lactic acid /100 mL and 2.87 of acidity and pH, respectively. The maximum production of organic acids reached was 3.78 g/L for propionic acid and 3.10 g/L for acetic acid. All the analyzed parameters did not present statistically significant effects at 5% (P,0.05) level of significance.
metadata.teses.dc.description: Dissertação apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, área de concentração em Ciência dos Alimentos, para a obtenção do título de Mestre.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/684
Publicador: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Idioma: pt_BR
Aparece nas coleções:DCA - Ciência dos Alimentos - Mestrado (Dissertações)

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