Bioprocessamento de resíduos de camarão para obtenção de quitina, quitosana e mistura de proteínas, pigmentos e minerais

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2010
Autor(a) principal: Carvalho, Tecia Vieira
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Estadual do Ceará
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://siduece.uece.br/siduece/trabalhoAcademicoPublico.jsf?id=66853
Resumo: O processamento comercial de camarão de cativeiro no Brasil gera aproximadamente 35 mil toneladas de resíduos anualmente. Esses resíduos são ricos em produtos de grande valor comercial, tais como proteínas, quitina e pigmentos. Desses compostos, apenas quitina é aproveitada comercialmente no Brasil, particularmente para produção de quitosana, seu derivado desacetilado. Mundialmente, a extração comercial de quitina é feita por métodos químicos, que envolvem o emprego de ácidos fortes e álcalis, além de altas temperaturas. Esse processamento além de comprometer a recuperação das proteínas e pigmentos presentes nos resíduos produz poluentes químicos. Visando uma alternativa a esse processamento, este estudo teve por objetivo avaliar a viabilidade técnica e econômica do emprego da fermentação láctica para a extração comercial de quitina e sua subsequente conversão à quitosana, por desacetilação química. Além disso, o trabalho avaliou a recuperação da mistura final do processo fermentativo, composta principalmente de proteínas, além de minerais e pigmentos, visando o aproveitamento total dos resíduos e, ao mesmo tempo, contribuir para minimizar a poluição oriunda da carcinicultura. Para tanto, foi realizada uma seleção de lactobacilos isolados a partir de amostras ambientais a fim de descobrir linhagens mais promissoras para serem usadas como “starters”. Foram selecionadas quinze linhagens de lactobacilos, que após estudo de suas características fenotípicas e genotípicas levaram à descoberta da linhagem Lact06, identificada como Lactobacillus sp. Essa linhagem foi capaz de promover a recuperação de 92% das proteínas, 78,6% dos minerais, 92% de carbonato de cálcio e 88% dos pigmentos dos resíduos em meio contendo 5% de sacarose como fonte de carbono, em 48h. O processo teve um rendimento de 12% de quitina, praticamente livre de contaminantes orgânicos (1,07%) e inorgânicos (0,98%). Essa quitina foi analisada por métodos físicos (TG, DSC, FTIR, MEV) e sua qualidade foi similar à quitina comercializada pela empresa SIGMA (USA). A desacetilação química da quitina obtida por fermentação, sob vácuo e em diferentes temperaturas, levou à produção de quitosanas com graus de desacetilação variando de 53%-86% e viscosidade de 25-58 Cp, com um rendimento de 62%. O plano de negócios mostrou ser economicamente viável a extração de quitina por fermentação láctica com a linhagem Lact06. Considerando apenas a produção anual da carcinicultura cearense, que gira em torno de 20 mil toneladas, podem ser produzidas anualmente 288 toneladas de quitina, 178 toneladas de quitosana, além de um hidrolisado rico em proteínas e pigmentos, que pode ser utilizado como ingredientes em rações para peixe e/ou aves, demonstrando assim a viabilidade comercial de aproveitamento dos resíduos sólidos da carcinicultura. Palavras-chave: camarão, fermentação láctica, quitina, quitosana, proteínas, pigmentos.
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Visando uma alternativa a esse processamento, este estudo teve por objetivo avaliar a viabilidade técnica e econômica do emprego da fermentação láctica para a extração comercial de quitina e sua subsequente conversão à quitosana, por desacetilação química. Além disso, o trabalho avaliou a recuperação da mistura final do processo fermentativo, composta principalmente de proteínas, além de minerais e pigmentos, visando o aproveitamento total dos resíduos e, ao mesmo tempo, contribuir para minimizar a poluição oriunda da carcinicultura. Para tanto, foi realizada uma seleção de lactobacilos isolados a partir de amostras ambientais a fim de descobrir linhagens mais promissoras para serem usadas como “starters”. Foram selecionadas quinze linhagens de lactobacilos, que após estudo de suas características fenotípicas e genotípicas levaram à descoberta da linhagem Lact06, identificada como Lactobacillus sp. Essa linhagem foi capaz de promover a recuperação de 92% das proteínas, 78,6% dos minerais, 92% de carbonato de cálcio e 88% dos pigmentos dos resíduos em meio contendo 5% de sacarose como fonte de carbono, em 48h. O processo teve um rendimento de 12% de quitina, praticamente livre de contaminantes orgânicos (1,07%) e inorgânicos (0,98%). Essa quitina foi analisada por métodos físicos (TG, DSC, FTIR, MEV) e sua qualidade foi similar à quitina comercializada pela empresa SIGMA (USA). A desacetilação química da quitina obtida por fermentação, sob vácuo e em diferentes temperaturas, levou à produção de quitosanas com graus de desacetilação variando de 53%-86% e viscosidade de 25-58 Cp, com um rendimento de 62%. O plano de negócios mostrou ser economicamente viável a extração de quitina por fermentação láctica com a linhagem Lact06. Considerando apenas a produção anual da carcinicultura cearense, que gira em torno de 20 mil toneladas, podem ser produzidas anualmente 288 toneladas de quitina, 178 toneladas de quitosana, além de um hidrolisado rico em proteínas e pigmentos, que pode ser utilizado como ingredientes em rações para peixe e/ou aves, demonstrando assim a viabilidade comercial de aproveitamento dos resíduos sólidos da carcinicultura. Palavras-chave: camarão, fermentação láctica, quitina, quitosana, proteínas, pigmentos.Brazilian shrimp farming generates approximately 35000 tons of solid wastes annually. This waste is rich in compounds with great commercial values such as proteins, chitin and pigments. Among these compounds only chitin is commercially recovereredfrom shrimp wastes in Brazil, mostly to produce its derivative chitosan. Worldwide the commercial extraction of chitin from shrimp wastes has been done by chemical treatments using strong acids and alkalis under high temperatures. These treatments, however, do not lead to the recuperation of proteins and pigments and also generates chemical wastes. Aiming to develop an alternative to overcome these problems this study evaluated the technical and economic viability of lactic fermentation to extract chitin and recover a mixture of proteins, minerals and pigments from shrimp wastes. This work involved a preliminary screening of lactobacilli from different environmental sources aiming to discovery new strains with better profile to be used as starter cultures. Among the isolates fifteen strains were selected to study their phenotypic and genotypic characteristics leading to the discovery of Lact06, identified as Lactobacillus sp. which was able to promote the recuperation of 92% proteins, 78.6% minerals, 92% calcium carbonate and 88% pigments by lactic fermentation of shrimp heads using 5% sucrose as carbon source within 48h. The fermentation yields 12% chitin with a small amount of organic (1.07%) and inorganic (0.98%) contaminants. The chitin was further analyzed by physical methods (TG, DSC, FTIR, and MEV) and compared with a sample of the commercial chitin from SIGMA (USA). The results proved that both chitins were quite similar although the chitin obtained by fermentation seems more pure and less degraded. The process of chemical deacetylation under vaccum, in different temperatures, yields 62% of chitosan with 53%-86% of deacetylation and 25-58 Cp of viscosity. The business plan demonstrates the economic viability of the production of chitin by lactic fermentation using Lact06 as well as its chemical conversion to chitosan, and the recuperation of a mixture rich in proteins, minerals and pigments. Considering only the 20000 tons of shrimp farming produced annually in the Ceará State it is possible to obtain 288 tons of chitin, 178 tons of chitosan besides a mixture of proteins, minerals and pigments, demonstrating the economic viability of the utilization of the solid wastes from shrimp farming. Keywords: shrimp, lactic fermentation, chitin, chitosan, proteins, pigmentsUniversidade Estadual do CearáVania Maria Maciel MeloCarvalho, Tecia Vieira2011-02-22T00:00:00Z2010info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://siduece.uece.br/siduece/trabalhoAcademicoPublico.jsf?id=66853info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UECEinstname:Universidade Estadual do Cearáinstacron:UECE2011-02-22T00:00:00Zoai:uece.br:66853Repositório InstitucionalPUBhttps://siduece.uece.br/siduece/api/oai/requestopendoar:2011-02-22T00:00Repositório Institucional da UECE - Universidade Estadual do Cearáfalse
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