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Hidrolise enzimatica de farinha de penas como estratégia para agregação de valor e melhoria de suas propriedades físico-químicas e biológicas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Leite Junior, Fernando José Silveira, 1974-
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Peptídeos bioativos
Peptídeos hidrolases
Penas
Subprodutos
Hidrólise
Peptide hydrolases
Feathers
By-products
Hydrolysis
Bioactive peptides
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/26069
Resumo: Orientadores: Ruann Janser Soares de Castro, Maria Isabel Rodrigues
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O processo convencional de aproveitamento e transformação de penas em farinha envolve alta temperatura e pressão, resultando em elevados custos de energia, baixo aproveitamento nutricional e riscos operacionais. Este estudo foi conduzido com o objetivo de avaliar e otimizar tecnicamente um processo enzimático de hidrólise de penas para produzir um hidrolisado proteico de melhores propriedades funcionais e biológicas a fim de ser utilizado como fonte proteica alternativa em formulação de rações. Na primeira fase do trabalho foi aplicado um planejamento fatorial de Plackett & Burman (PB) para 5 variáveis: temperatura, pH, razão penas:água, enzima protease (FoodPro® PXT de Bacillus subtilis) e sulfito de sódio, onde os melhores resultados foram observados no ensaio no5 a temperatura de 70oC, pH 8,5, penas:água na proporção 1:2, 0,4% da protease e 0,4% de sulfito de sódio. Nestas condições, foram observados aumentos significativos (p < 0,05) da digestibilidade proteica (de 30% para mais de 90%), além de um significativo (p < 0,05) aumento de solubilização das penas, indicando um aumento potencial de cerca de 3 vezes quanto ao aproveitamento da proteína de penas de frango. Os hidrolisados obtidos nas condições selecionadas como mais adequadas foram caracterizados quanto às suas propriedades antioxidantes (ABTS, DPPH e FRAP), ao perfil de distribuição da massa molecular dos peptídeos por CLAE, e propriedades tecnofuncionais (solubilidade, estabilidade térmica, capacidade de formação de gel e emulsificante). O hidrolisado proteico de penas apresentou alto potencial antioxidante atingindo 625, 27 e 44 µmol TE/g estimados pelos métodos ABTS, DPPH e FRAP, respectivamente comparada a uma farinha de penas convencional não hidrolisada enzimaticamente que apresentou 134, 10 e 12 µmol TE/g. O perfil de distribuição de massa molecular revelou peptídeos de tamanho médio em torno de 1.411 Da, com mais de 98% do total abaixo de 10.000 Da, e um teor de proteína e digestibilidade acima de 80% com um balanço de aminoácidos de alto aproveitamento como ingrediente proteico para diversas aplicações. O hidrolisado proteico apresentou propriedades tecnofuncionais melhoradas em relação à farinha de penas convencional, especialmente quanto à solubilidade, estabilidade térmica e propriedades gelificantes. O hidrolisado proteico de penas obtido pela utilização da enzima FoodPro® PXT, tem alto potencial para ser utilizado como ingrediente alternativo de rações animais, e contribuir para o aumento da oferta global de proteína, impactando positivamente em sustentabilidade, proteção ao meio ambiente, e melhor gerenciamento de subprodutos e resíduos da indústria avícola globalAbstract: Feathers are an important waste product from chicken slaughter and represent approximately 7% of its weight, equivalent to approximately 4.5 million tons per year worldwide. It is estimated that 1 million tons of this waste is transformed into flour for fertilizers and animal feed. The conventional process of using and transforming feathers into flour involves high temperatures and pressures, resulting in high energy costs, low nutritional value and operational risks. This study was conducted with the objective of evaluating and technically optimizing an enzymatic process of feather hydrolysis to produce a protein hydrolysate with better functional and biological properties to be used as an alternative protein source in feed formulations. In the first phase of the study, a Plackett & Burman (PB) factorial design was applied for 5 variables: temperature, pH, feather:water ratio, protease enzyme (FoodPro® PXT from Bacillus subtilis) and sodium sulfite, where the best results were observed in trial no. 5 at a temperature of 70°C, pH 8.5, feather:water ratio 1:2, 0.4% protease and 0.4% sodium sulfite. Under these conditions, significant increases (p < 0.05) in protein digestibility were observed (from 30% to over 90%), in addition to a significant (p < 0.05) increase in feather solubilization, indicating a potential increase of approximately 3 times in the use of chicken feather protein. The hydrolysates obtained under the conditions selected as most suitable were characterized according to their antioxidant properties (ABTS, DPPH and FRAP), the molecular mass distribution profile of the peptides by HPLC, and techno functional properties (solubility, thermal stability, gel formation capacity and emulsification). The feather protein hydrolysate showed high antioxidant potential reaching 625, 27 and 44 µmol TE/g estimated by the ABTS, DPPH and FRAP methods, respectively, compared to a conventional non-enzymatically hydrolyzed feather meal that presented 134, 10 and 12 µmol TE/g. The molecular mass distribution profile revealed peptides of average size around 1,411 Da, with more than 98% of the total below 10,000 Da, and a protein content and digestibility above 80% with a balance of amino acids of high use as a protein ingredient for several applications. The protein hydrolysate showed improved techno functional properties compared to conventional feather meal, especially regarding solubility, thermal stability and gelling properties. The feather protein hydrolysate obtained by using the FoodPro® PXT enzyme has high potential to be used as an alternative ingredient in animal feed, and to contribute to the increase in the global supply of protein, positively impacting sustainability, environmental protection, and better management of by-products and waste from the global poultry industryAbertoMestradoCiência de AlimentosMestre em Ciência de AlimentosCAPES001[s.n.]Castro, Ruann Janser Soares de, 1987-Rodrigues, Maria Isabel, 1957-Sato, Helia HarumiBagagli, Marcela PavanUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia de AlimentosPrograma de Pós-Graduação em Ciência de AlimentosUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASLeite Junior, Fernando José Silveira, 1974-20242024-08-30T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (113 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/26069LEITE JUNIOR, Fernando José Silveira. Hidrolise enzimatica de farinha de penas como estratégia para agregação de valor e melhoria de suas propriedades físico-químicas e biológicas. 2024. 1 recurso online (113 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP. Disponível em: 20.500.12733/26069. Acesso em: 29 set. 2025.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1413950https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1413950Cover: https://repositorio.unicamp.br/capa/capa?codigo=1413950Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2025-08-05T16:51:52Zoai::1413950Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2025-08-05T16:51:52Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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