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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31768| Título: | Desenvolvimento de celulose bacteriana: otimização do processo e avaliação das propriedades físico-químicas |
| Título(s) alternativo(s): | Development of bacterial cellulose: process optimization and evaluation of physicochemical properties |
| Autor(es): | Lima, Nicole Folmann |
| Orientador(es): | Haminiuk, Charles Windson Isidoro |
| Palavras-chave: | Bactérias - Cultura e meios de cultura Celulose Fermentação Bebidas fermentadas Antioxidantes Fenóis Flavonóides kombucha Bacteria - Culture and culture media Cellulose Fermentation Brewing Antioxidants Phenols Flavonoids Kombucha tea |
| Data do documento: | 24-Abr-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | LIMA, Nicole Folmann. Desenvolvimento de celulose bacteriana: otimização do processo e avaliação das propriedades físico-químicas. 2023. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023. |
| Resumo: | A kombucha é uma bebida fermentada tradicional chinesa, produzida a partir da fermentação do chá preto ou chá verde (Camellia sinensis) utilizando uma cultura simbiótica de bactérias e leveduras (SCOBY) em um meio nutritivo por aproximadamente 7 a 10 dias. A membrana de celulose bacteriana (CB) produzida durante o processo de fermentação é atualmente alvo de muitos estudos, devido às suas diversas aplicações, no entanto, sua produção ainda é demorada e custosa. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo a otimização da produção de CB, além da caracterização do meio e da CB. Foram analisadas como hipóteses para maximizar o crescimento da CB os seguintes fatores: borra de café, chá verde, complexo vitamínico, sacarose, tamanho do SCOBY, tempo de incubação e kombucha. Os delineamentos experimentais de Plackett-Burman e Box-Behnken foram empregados para otimizar o meio de cultivo, onde a produção de CB (g celulose/dia.L) foi utilizada como parâmetro de avaliação. Os resultados indicaram que a sacarose em nível superior, a kombucha em nível superior e o tamanho do SCOBY em nível inferior foram os fatores mais significativos na produção de CB, comparados aos demais. A produção em meio otimizado foi cerca de 86,7% mais eficiente do que o meio básico de chá verde. O meio otimizado foi analisado para a cinética de fermentação em um período de 7 dias. Ao final da fermentação houve um aumento da concentração de fenólicos totais de 80% e em flavonoides totais de 22,5%. Também apresentou níveis de atividade antioxidante relevantes com 943,50 μM para DPPH e 2789,00 μM para ABTS. Além disso, a CB pura produzida apresentou alta capacidade de absorção de água (524,45%), permitindo a realização da adsorção de fenólicos da membrana em meio de chá verde, o que possibilitou a manutenção da presença de compostos bioativos mesmo depois da purificação da membrana. Com isso, o meio otimizado apresentou potencial tanto para a produção de bebida tipo kombucha rica em compostos bioativos, quanto para a produção de CB de maneira mais produtiva e eficiente, além de ser um potencial adsorvente de fenólicos. |
| Abstract: | Kombucha is a traditional Chinese fermented beverage produced by fermenting black or green tea (Camellia sinensis) using a symbiotic culture of bacteria and yeast (SCOBY) in a nutrient-rich medium for approximately 7 to 10 days. The bacterial cellulose (BC) membrane produced during the fermentation process is currently the subject of extensive research due to its various applications; however, its production is still time-consuming and costly. In this context, this study aimed to optimize the production of BC and characterize the medium and BC. The following factors were analyzed as hypotheses to maximize BC growth: coffee grounds, green tea, vitamin complex, sucrose, SCOBY size, incubation time, and kombucha. The Plackett-Burman and Box-Behnken experimental designs were employed to optimize the culture medium, with BC production (g cellulose/day.L) used as the evaluation parameter. The results indicated that sucrose at a higher level, kombucha at a higher level, and SCOBY size at a lower level were the most significant factors in BC production compared to others. The production in the optimized medium was approximately 86.7% more efficient than the basic green tea medium. The optimized medium was analyzed for fermentation kinetics over a period of 7 days. At the end of fermentation, there was an 80% increase in total phenolic concentration and a 22.5% increase in total flavonoids. It also exhibited relevant levels of antioxidant activity with 943.50 μM for DPPH and 2789.00 μM for ABTS. Furthermore, the pure BC produced showed high water absorption capacity (524.45%), enabling the adsorption of phenolics from the membrane in a green tea medium, which allowed the maintenance of bioactive compounds even after membrane purification. As a result, the optimized medium showed potential for the production of kombucha-like beverages rich in bioactive compounds, as well as for the more productive and efficient production of BC, serving as a potential adsorbent for phenolics. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31768 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental |
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