BR112021004196A2 - método para enriquecer uma biomassa com proteínas - Google Patents

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Abstract

MÉTODO PARA ENRIQUECER UMA BIOMASSA COM PROTEÍNAS. A presente invenção se refere a um método para o enriquecimento de proteína de uma biomassa de algas unicelulares vermelhas, tal como Galdieria, e à biomassa assim obtida.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: M TODO
PARA ENRIQUECER UMA BIOMASSA COM PROTE NAS CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção se refere a um processo para enriquecer uma biomassa de algas vermelhas unicelulares, tal como Galdieria, com proteínas e a biomassa assim obtida.
FUNDAMENTOS DA TÉCNICA
[002] Várias fontes de proteínas vegetais são conhecidas para uso em alimentos para consumo humano ou animal, diretamente ou como suplementos dietéticos, para fornecer aos animais e humanos os aminoácidos necessários ao seu metabolismo. Essas fontes de proteína são destinadas a ser fontes de aminoácidos disponíveis para os animais ou humanos, uma vez que o alimento é ingerido.
[003] A fonte mais conhecida de proteína vegetal utilizada na alimentação animal é a soja, geralmente utilizada na forma de farinha, que é o resíduo sólido remanescente após a extração do óleo. No entanto, o uso do farelo de soja apresenta várias desvantagens associadas à sua origem. A farinha geralmente é importada de países que praticam o cultivo intensivo de soja em detrimento de outras plantas que fornecem biodiversidade. Além disso, muitos países promovem o cultivo de variedades de soja geneticamente modificada (GM), que são encontradas misturadas com soja não-GM na farinha, o que não ajuda a atender a uma demanda crescente por produtos alimentícios de origem vegetal livres de organismos geneticamente modificados (OGM) origem.
[004] Outras fontes de proteínas vegetais, em particular Espirulina ou Chlorella, são conhecidas por serem utilizadas como suplementos dietéticos para humanos.
[005] A Espirulina, tal como a Chlorella, entretanto, tem a desvantagem de baixa produtividade, o que impede o cultivo em fermentador de alto rendimento. Embora o seu cultivo possibilite atender a uma demanda local e limitada de suplementos alimentares convencionais, não permite atender ao objetivo de uma produção industrial mais ampla e economicamente viável de uma fonte de proteína alimentar cujas qualidades permitirão substituir o fontes comuns, como a soja, em alimentos para consumo animal e humano.
[006] Microalgas tais como Galdieria também são estudadas em relação às suas características nutricionais (Graziani & al., 2013). Extratos de proteínas de microalgas, tal como Aurantiochytrium, conhecidos por produzir óleos ricos em ácidos graxos poliinsaturados, também são descritos (WO 2017/132407, WO 2017/019125, WO 2016/015013). Porém, são implantados em biomassa desengordurada, ou seja, após a extração e eliminação da fração de gordura da biomassa cultivada. Isso também é implementado para a recuperação de proteínas de Chlorella (WO 2016/120548, WO 2016/00194).
[007] Métodos para a produção de biomassas de microrganismos ricos em proteínas são conhecidos, por exemplo, através da seleção de cepas particularmente adaptadas à superexpressão de proteínas e/ou à implementação de métodos de cultivo que promovem esta superexpressão e enriquecem a biomassa com proteínas. No entanto, as biomassas derivadas de microrganismos geneticamente modificados (OGM) são inadequadas para certos mercados de alimentos e rações, incluindo a aquicultura (particularmente na Europa).
[008] Há um interesse em propor fontes de biomassa não transgênicas, ricas em proteínas e que atendam a um objetivo de produção industrial ampla e economicamente viável, como alternativa às fontes convencionais de proteína, tal como a soja.
DIVULGAÇÃO DA INVENÇÃO
[009] A presente invenção se refere a um processo para a produção de biomassa rica em proteínas, o processo compreendendo as etapas de: b.1. suspender uma biomassa de microrganismos lisados, b.2. acidificar a suspensão a um pH menor ou igual a 5, c. recuperar a fração de biomassa lisada insolúvel em pH menor ou igual a 5, e se necessário, repetir as etapas b.1., b.2. e c. na fração de biomassa lisada insolúvel em pH menor ou igual a 5 recuperado em c.
[0010] A fração de biomassa recuperada em c. pode então ser seca.
[0011] A invenção também se refere à biomassa assim obtida, ao uso da mesma para alimentação humana ou animal e aos alimentos e composições alimentares que os contêm.
DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[0012] A Figura 1 representa o teor de proteína (% de aminoácidos na matéria seca) para uma biomassa de Espirulina e para uma biomassa de Galdieria sulphuraria cepa UTEX 2919 antes e após o tratamento de acordo com a invenção por 1 ciclo (HP1) ou 4 ciclos (HP4) de tratamento.
[0013] A Figura 2 representa a composição de aminoácidos (em g/100g DM) para uma biomassa de Espirulina e para uma biomassa de Galdieria sulphuraria cepa UTEX 2919 antes e após o tratamento de acordo com a invenção para 1 ciclo (HP1) ou 4 ciclos (HP4) de tratamento.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0014] A presente invenção se refere a um processo para a produção de uma biomassa rica em proteínas de microrganismos lisados, o processo compreendendo as etapas de: b.1. suspender uma biomassa de microrganismos lisados,
b.2. acidificar a suspensão a um pH menor ou igual a 5, c. recuperar a fração de biomassa lisada insolúvel em pH menor ou igual a 5, e se necessário, repetir as etapas b.1., b.2. e c. na fração de biomassa lisada insolúvel em pH menor ou igual a 5 recuperado em c.
[0015] De acordo com a invenção, microrganismos são essencialmente microrganismos que acumulam glicogênio solúvel em água, tais como leveduras ou protistas que acumulam glicogênio solúvel em água durante seu crescimento, em particular em condições industriais de cultura de fermentação com acúmulo de biomassa.
[0016] Vantajosamente, o processo é particularmente adequado para uma biomassa de microrganismos produtores de ficobiliproteína. O processo vantajosamente agrega valor à biomassa remanescente após a extração das ficobiliproteínas, um subproduto da produção dessas moléculas de interesse.
[0017] Estes microrganismos e seus métodos de cultura são bem conhecidos dos versados na técnica, em particular descritos nos pedidos WO 2017/050917, WO 2017/050918 e WO 2017/093345.
[0018] Uma menção particular pode ser feita às algas vermelhas unicelulares (URA). De acordo com a invenção, "URA" significa Rodófitas, em particular da subdivisão
Cyanidiophytina, de preferência da classe Cyanidiophyceae, em particular da ordem Cyanidiales, mais particularmente das famílias Cyanidiaceae ou Galdieriaceae, ainda mais particularmente dos gêneros Cyanidioschyzon, Cyanidium ou Galdieria.
[0019] De preferência, os URA são selecionados a partir das espécies Cyanidioschyzon merolae 10D, Cyanidioschyzon merolae DBV201, Cyanidium caldarium, Cyanidium daedalum, Cyanidium maximum, Cyanidium partitum, Cyanidium rumpens, Galdieria daedala, Galdieria maxima, Galdieria partita ou Galdieria sulphuraria, mais preferencialmente a partir da espécie Galdieria sulphuraria.
[0020] De preferência, o processo é implementado com uma biomassa lisada em que pelo menos 70% das células são lisadas, mais preferencialmente pelo menos 80% das células lisadas, ainda mais preferencialmente 90%, ainda mais preferencialmente 95%.
[0021] De acordo com uma modalidade da invenção, o processo compreende uma etapa preliminar a. de lise de uma biomassa de microrganismos previamente cultivados.
[0022] Etapa a. de lise pode ser feita por qualquer meio de lise celular conhecido pelo especialista. Pode ser feita menção particular à trituração ou lise enzimática. De preferência, a lise celular é realizada por trituração, sendo este método particularmente preferido para a lise de URA, em particular da espécie Galdieria sulphuraria.
[0023] Isso pode ser feito enquanto as células estão suspensas em água, mosto de fermentação ou suspensão reconstituída, ou sobre uma biomassa chamada "seca", ou seja, separada do meio de fermentação, fresco ou após secagem e armazenamento, por exemplo, após liofilização.
[0024] Vantajosamente, a lise por trituração é realizada em uma biomassa de células "secas", em particular em uma biomassa de células frescas separadas do meio de fermentação após a cultura por qualquer método de separação bem conhecido do especialista, em particular por filtração ou por centrifugação.
[0025] De acordo com outra modalidade da invenção, a lise por trituração é realizada em uma biomassa de células previamente liofilizadas ou secas para seu armazenamento.
[0026] Etapa b. 1. de suspensão permite obter uma suspensão da biomassa lisada.
[0027] A suspensão obtida na etapa b1 geralmente tem entre 1% e 40% de matéria seca, ou mais. De preferência, terá entre 20% e 30% de matéria seca.
[0028] Etapa b.2. é realizada pela adição de um ácido para obter uma suspensão cuja fase aquosa tem um pH menor ou igual a 5. Preferencialmente, um pH menor ou igual a 4 será procurado.
[0029] O ajuste do pH é feito pela adição de um ácido, mineral ou orgânico, forte ou fraco, na forma de um sólido ou de uma solução, sendo a quantidade de ácido adicionada determinada pelo pH da suspensão a ser tratada e o valor do pH que o especialista tentará obter. Entre os ácidos minerais bem conhecidos do especialista, pode ser feita menção particular ao ácido clorídrico, ácido sulfúrico e ácido fosfórico. Entre os ácidos orgânicos bem conhecidos do especialista, pode ser feita menção particular ao ácido acético, ácido cítrico, ácido tartárico, ácido láctico, de preferência ácido cítrico. Também pode ser feita menção de polifenóis ácidos, tal como ácido rosmarínico, ácido tânico, ácido digálico, ácido quercitânico, ácido galotânico, taninos ácidos, tal como quercetina, elagitaninos, castalagina, castalina, casuariticina, grandinina, punicaligina punicalina, roburina A, Tellimagrina II, Tellimagrina II, terflavina B, vescaligina, pendunculagina, casuarina, castlin, vescalina, de preferência ácido tânico.
De preferência, os ácidos utilizados são ácidos autorizados para utilização alimentar, nomeadamente ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido cítrico ou ácido tânico.
[0030] A suspensão ácida obtida na etapa b.2. de preferência tem um teor de matéria seca maior ou igual a 1%,
vantajosamente mais de 2% de matéria seca, preferencialmente de 3 a 30% de matéria seca, mais preferencialmente de 4 a 15% de matéria seca, ainda mais preferencialmente de 5 a 12%, ainda mais preferencialmente de 6 a 10%.
[0031] De acordo com uma modalidade particular da invenção, as etapas b.1. e b.2. são consecutivas, sendo a etapa b.2 realizada diretamente após a etapa b.1 sem qualquer outra etapa de tratamento da biomassa, tal como uma etapa de desengorduramento, por exemplo. A suspensão, ou diluição da suspensão, é seguida pela adição de ácido, na forma sólida ou líquida.
[0032] De acordo com outra modalidade particular da invenção, as etapas b.1. e b.2. são realizadas simultaneamente pela adição de uma quantidade apropriada de uma solução ácida para obter o pH desejado menor ou igual a 5 e o teor de matéria seca desejado.
[0033] Dependendo da biomassa lisada recuperada da etapa a., em particular se a lise foi realizada em uma suspensão celular em água ou em uma biomassa chamada "seca", o especialista saberá como adicionar as quantidades de água e ácido necessário para obter uma suspensão com o teor de matéria seca desejado e o pH desejado, sejam essas adições em duas etapas ou em uma única etapa.
[0034] Etapa c. é realizada por qualquer meio de separação conhecido pelo especialista para separar os resíduos sólidos da lise celular da solução aquosa da suspensão ácida que compreende as células lisadas, em particular por filtração ou por centrifugação. Para filtração, pode ser feita menção particular à filtração tangencial, por exemplo, filtração tangencial em membranas cerâmicas ou membranas orgânicas, tais como fibras ocas de polietersulfona. Filtração frontal também pode ser usada (filtro de placa ou filtro de prensa).
[0035] Se necessário, o ciclo de suspensão/acidificação/recuperação (b.1./b.2./c.) Pode ser repetido várias vezes na fração de biomassa lisada insolúvel em pH menor ou igual a 5 recuperado em c. de modo a esgotá- lo de elementos solúveis em pH ácido. Vantajosamente, o ciclo de suspensão/acidificação/recuperação é repetido 1, 2 ou 3 vezes na biomassa lisada recuperada em c.
[0036] A fração de biomassa enriquecida com proteína recuperada em c. pode então ser seca por qualquer método de secagem conhecido.
[0037] Os licores-mãe da suspensão são geralmente recuperados para tratamento para extrair componentes solúveis em pH ácido que podem ter valor por conta própria.
Este é particularmente o caso das ficocianinas quando os microrganismos são microrganismos produtores de ficobiliproteína conforme definido acima. Tal processo é descrito em particular no pedido de patente PCT/EP2018/058294 registrado em 30 de março de 2018.
[0038] A biomassa obtida geralmente possui pelo menos 60% de proteínas (avaliada pela determinação de nitrogênio total, N*6,25) em relação à matéria seca, preferencialmente mais de 65%, ainda mais preferencialmente mais de 68%, mais de 70% ou até mais de 80%.
[0039] A biomassa também tem preferencialmente um teor total de açúcar inferior a 20% em relação à matéria seca, mais preferencialmente inferior a 10%, inferior a 5%.
[0040] A biomassa obtida também possui preferencialmente um teor de glicogênio menor que 10% em relação à matéria seca, mais preferencialmente menor que 5%, ou ainda menor que 1%, ainda mais preferencialmente menor que 0,1%.
[0041] Dependendo dos microrganismos utilizados, a biomassa lisada insolúvel em pH menor ou igual a 5, pode ter um teor de gordura, em particular lipídios, que pode ser de pelo menos 5%, ou mesmo pelo menos 10% em relação à matéria seca, ou mesmo pelo menos 15%, pelo menos 16%, até 20%. A composição da gordura também dependerá dos microrganismos.
Para URA, a biomassa lisada de acordo com a invenção geralmente compreende ácidos graxos poliinsaturados do tipo ômega 3, 6 e 9, em particular ácidos oleico, palmítico e alfa-linolênico, que representam pelo menos 30% da gordura, preferencialmente 40%, ainda mais preferencialmente 50% da gordura.
[0042] O especialista saberá como adaptar as condições de implementação do processo de acordo com a invenção, em particular o pH da suspensão e o número de ciclos de suspensão/acidificação/recuperação a serem repetidos na biomassa lisada recuperada, a fim de obter um biomassa com as quantidades desejadas de proteínas, açúcares, glicogênio e lipídios e, em particular, conforme definido acima.
[0043] As percentagens em peso das proteínas podem ser expressas tanto em relação às próprias proteínas como em relação aos aminoácidos contidos nas referidas proteínas. De acordo com a presente invenção, proteína significa qualquer proteína, peptídeo ou aminoácido insolúvel em um pH ácido menor ou igual a 5.
[0044] A presente invenção também se refere à biomassa como previamente definida, obtida pelo processo de acordo com a invenção.
[0045] Esta biomassa tem vantajosamente: - pelo menos 60% de proteínas, de preferência mais de 65%, ainda mais preferencialmente mais de 68%, mais de 70% ou mesmo mais de 80%,
- menos de 20% de açúcares totais, preferencialmente menos de 10%, mais preferencialmente menos de 5%, - menos de 10% de glicogênio, de preferência menos de 5%, mais preferencialmente menos de 1% e ainda mais preferencialmente menos de 0,1%, e - até 20% de gordura, sendo as percentagens expressas em relação à matéria seca da biomassa.
[0046] A invenção também se refere ao uso de uma biomassa como descrito acima nos campos de cosméticos, produtos farmacêuticos, alimentos para consumo humano ou animal.
[0047] Refere-se, em particular, ao uso de uma biomassa enriquecida com proteínas de acordo com a invenção, como descrito acima e abaixo, para melhorar o desempenho animal.
Essa melhoria no desempenho pode ser avaliada, em particular, medindo o consumo de ração, o ganho de peso ou a taxa de conversão alimentar.
[0048] Pode ser feita uma distinção na alimentação animal entre a alimentação de gado, particularmente na agricultura industrial, e a de animais domésticos ou de estima o o os chamados animais de la er , tais como peixes de aquário ou aviários ou pássaros de gaiola ou animais de estimação exóticos.
[0049] "Gado" significa, em particular, animais de pasto (em particular gado criado para carne, leite, queijo e couro; ovelhas criadas para carne, lã e queijo; cabras), porcos, coelhos, aves (frangos, galinhas, perus, patos, gansos e outros), equídeos (pôneis, cavalos, potros), destinados a apoiar as atividades humanas (transporte, recreação) ou a sua alimentação, animais aquáticos (por exemplo peixes, camarões, crustáceos (nomeadamente ostras e mexilhões)). No entanto, pode ser feita uma distinção entre a alimentação dos peixes até a fase de alevinagem e a dos peixes de viveiro, incluindo a ração e as composições alimentares destinadas a eles.
[0050] Devem ser distinguidos dos animais domésticos, animais de estimação ou de lazer, que também incluem mamíferos, ruminantes ou não, pássaros ou peixes. Em particular, eles incluem cães e gatos.
[0051] A invenção também se refere a um alimento, ou composição alimentar, para humanos ou animais, compreendendo uma biomassa de acordo com a invenção conforme descrito acima. Comida significa q alq er composi o q e pode ser usada para alimentar humanos ou animais.
[0052] De acordo com a invenção o alimento pode conter apenas biomassa, seca ou não, processada ou não, ou biomassa, seca ou não, processada ou não, misturada com qualquer outro aditivo, veículo ou carreador, utilizado na área de alimentação para consumo humano ou animal, tais como conservantes de alimentos, corantes, intensificadores de sabor, reguladores de pH ou aditivos farmacêuticos, tais como hormônios de crescimento, antibióticos.
[0053] A presente invenção refere-se, em particular, a alimentos para animais e, mais particularmente, para gado.
Estes alimentos apresentam-se normalmente na forma de farinhas, grânulos ou sopa, nos quais se incorpora a biomassa de acordo com a in en o. Ra o animal significa q alq er coisa que possa ser usada para alimentar animais.
[0054] Para a pecuária intensiva, os alimentos podem compreender, além da biomassa de algas, uma base nutricional e aditivos nutricionais. A maior parte da ração alimentar do animal consiste, portanto, na base n tricional e na biomassa de algas. A título de exemplo, esta base é constituída por uma mistura de cereais, proteínas e gorduras de origem animal e/ou vegetal.
[0055] As bases nutricionais para animais são adaptadas à alimentação desses animais e são bem conhecidas do especialista. No contexto da presente invenção, essas bases nutricionais incluem, por exemplo, milho, trigo, ervilha e soja. Estas bases nutricionais são adaptadas às necessidades das diferentes espécies animais às quais se destinam. Essas bases nutricionais podem já conter aditivos nutricionais, tais como vitaminas, sais minerais e aminoácidos.
[0056] Os aditivos usados na alimentação animal podem ser adicionados para melhorar certas características dos alimentos, por exemplo, para realçar o sabor, para tornar as matérias-primas para alimentação mais digeríveis ou para proteger os animais. Eles são frequentemente usados na criação intensiva de gado em grande escala.
[0057] Os aditivos usados na alimentação animal são divididos, em particular, nas seguintes subcategorias (fonte EFSA): - aditivos tecnológicos: por exemplo, conservantes, antioxidantes, emulsificantes, estabilizantes, reguladores de acidez e aditivos de silagem; - aditivos sensoriais: por exemplo, aromatizantes, corantes, - aditivos nutricionais: por exemplo, vitaminas, aminoácidos e oligoelementos; - aditivos zootécnicos: por exemplo, melhoradores de digestibilidade, estabilizadores da flora intestinal; - coccidiostáticos e histomonostáticos (antiparasitários).
[0058] Em uma modalidade, a invenção se refere a ração para gado compreendendo entre 1 e 60%, de preferência entre
1 e 20%, mais preferencialmente entre 3 e 8% de uma biomassa seca obtida pelo processo de acordo com a invenção.
[0059] Em outra modalidade, a invenção se refere a ração para gado compreendendo entre 1 e 40%, de preferência entre 5 e 10% de uma biomassa não seca obtida pelo processo da invenção.
[0060] De acordo com uma modalidade particular da invenção, a ração destina-se a gado, em particular gado bovino, ovelhas, porcos, coelhos, aves domésticas e equídeos.
[0061] De acordo com outro modo particular da invenção, a comida é destinada a animais aquáticos, em particular peixes, pelo menos até a fase de alevinagem, incluindo peixes de viveiro e ornamentais.
[0062] De acordo com outra modalidade particular da invenção, o alimento é destinado a animais domésticos, animais de estimação e/ou animais de lazer e animais de estimação exóticos.
[0063] Finalmente, de acordo com outra modalidade da invenção, a composição alimentar é destinada a humanos.
[0064] A invenção também se refere a uma composição cosmética, nutracêutica ou farmacêutica para humanos ou animais compreendendo uma biomassa de acordo com a invenção como descrito acima.
[0065] De acordo com a invenção, a composição cosmética, nutracêutica ou farmacêutica pode compreender apenas biomassa, seca ou não, transformada ou não, ou biomassa, seca ou não, transformada ou não, misturada com qualquer outro aditivo, veículo ou carreador, utilizado no campo de cosméticos ou farmácia, como por exemplo conservantes, corantes, reguladores de pH.
[0066] A invenção também se refere ao uso da biomassa conforme descrito acima na terapia, bem como na prevenção e tratamento da desnutrição.
EXEMPLOS Materiais e Métodos Biomassa lisada
[0067] As biomassas tratadas pelo processo de acordo com a invenção são biomassas de Espirulina (Arthrospira platensis) e de Galdieria sulphuraria cepa UTEX 2919 (UTEX Culture Collection of Algae, 205 W. 24th St, Biological Labs 218, The University of Texas at Austin (A6700), Austin, TX 78712 EUA) cultivadas de acordo com os métodos usuais para o cultivo dessas cepas.
[0068] A biomassa lisada tem um conteúdo de células lisadas de 95%
[0069] O teor de matéria seca é de 10% Procedimento operacional
[0070] O processo de enriquecimento é realizado lavando repetidamente o pellet de biomassa moída sob condições de pH ácido. Para fazer isso, a operação envolve o uso de uma centrífuga, aqui descrita pelo uso de um rotor de ângulo fixo SORVALL RC5B plus e Sorvall SLA 3000. A biomassa moída é centrifugada a 12000 x g por 15min para granular a fração insol el ao m imo. O sobrenadante da fra o sol el removido e substituído por água. O pellet é ressuspenso antes de repetir a operação de centrifugação, e o pH é monitorado e ajustado, se necessário, para um valor abaixo de pH 4,8.
Este processo, repetido de 3 a 4 vezes, maximiza o enriquecimento de proteínas e lipídios da fração insolúvel.
Análises
[0071] As proteínas totais são estimadas usando o método Kjeldahl conhecido do especialista. O perfil de aminoácidos por hidrólise ácida é realizado de acordo com a ISO 13903: 2005; Método UE 152/2009. A análise do conteúdo lipídico e da composição é feita por GC/FID e calibração interna conhecida do especialista. O perfil de açúcar é determinado por cromatografia de íons - detecção amperométrica pulsada.
Resultados
[0072] Monitoramos a composição da fase pesada (HP ou fração insolúvel) após a primeira extração (HP1) e a quarta
(HP4) e comparamos com a do lisado de entrada para uma biomassa da cepa de Galdieria sulphuraria UTEX 2919 (Tabela 1) e para a Biomassa de Espirulina (Tabela 2). Os percentuais são expressos em relação à Matéria Seca (MS).
Tabela 1 Açúcares Proteínas C_PC APC Aminoácidos Lipídeos totais N*6,25 UTEX 2919 8,3% 0,99% 27,5% 58,8% 54% 6,5% UTEX 2919 5,2% 0,9% 14% 68,3% 62,7% 15% HP1 UTEX 2919 1,9% 0,3% 11,3% 73% 68,3% 16,1% HP4
[0073] Um claro aumento no conteúdo de proteína da biomassa lisada é observado a partir do primeiro ciclo de suspensão/acidificação/recuperação (mais de 6%). Este aumento é ainda mais acentuado após o quarto ciclo de tratamento (mais de 16%).
Tabela 2 Açúcares Proteínas C_PC APC totais N*6,25 Espirulina 9,3% 2,8% 11,75% 68% Espirulina HP4 (pH 4) 5,3% 1,2% 13,8% 64,32%
[0074] Ao contrário de URA, tal como Galdieria, a implementação do processo em Espirulina leva a uma diminuição do teor de proteína na biomassa lisada insolúvel em pH menor ou igual a 5 (Tabela 2). Para uma extração em pH 4, pH inferior ao pHi da ficocianina (C-PC) da aloficocianina (APC), podemos observar uma diminuição na quantidade de ficocianina e aloficocianina na fase pesada. Em pH 4, como o C-PC e o APC não são solúveis em água, as perdas observadas no HP4 em relação à biomassa são certamente devidas à degradação de parte dessas moléculas neste pH.
[0075] O conteúdo de proteína das diferentes biomassas é mostrado na Figura 1. Olhando em detalhes para a composição de aminoácidos dos diferentes produtos mostrados na Figura 2, revela um aumento geral de todos os aminoácidos nas fases pesadas e quantidades maiores ou iguais às da Espirulina para a maioria deles, exceto para a alanina.
[0076] Se as recomendações da FAO relativas aos aminoácidos essenciais para a nutrição humana forem levadas em consideração e comparadas com a composição das diferentes fases pesadas, as quantidades são todas maiores ou iguais aos valores recomendados.
[0077] Após várias extrações, ainda há ficocianina (C- PC e APC) na fase pesada que representa cerca de 3% da massa seca. A ficocianina é conhecida por ser uma molécula com forte poder antioxidante. A composição de ácidos graxos apresenta quantidades significativas de ácidos graxos insaturados do tipo ômega 3, 6 e 9, na forma de lipídios polares, representando mais de 50% da massa de gordura o que representa cerca de 5% a 20% da massa seca da fase pesada (Tabela 3).
Tabela 3 % de FA na gordura total Ácidos Graxos (FAMEs) C8:0 ácido caprílico 0,12 (± 0,3) C10:0 ácido cáprico 0,17 (± 0,38) C12:0 ácido láurico 0,19 (± 0,39) C14:0 ácido mirístico 0,78 (± 0,58)
15:0 ácido pentadecil 0,27 (± 0,41) C16:0 ácido palmítico 29,35 (± 1,96) C16:1 (n-7c) ácido palmitoléico 0,45 (± 0,46) C17:0 ácido Margarico 0,15 (± 0,37) C18:0 ácido esteárico 4,85 (± 0,95) C18:1 (n-7c) ácido vacênico 0,36 (± 0,44) C18:1 (n-9c) ácido oleico 9 22,34 (± 1,74) C18:1 (n-9t) + C18: 1 (n-12t) 0,14 (± 0,37) C18:2 (n-6c) Ácido linoléico (LA) 6 33,77 (± 2,09) C18:2 t2 0,09 (± 0,34) C18:3 (n-3) cido -linolênico (ALA) 3 5,87 (± 1,02) C20:0 ácido araquídico 0,19 (± 0,39) C20:1 (n-9c) ácido gondoico 0,25 (± 0,41) C20:2 (n-6c) ácido eicosadienoico 0,46 (± 0,46) C20:3 (n-3c) ácido eicosatrienoico 0,06 (± 0,33) C22:0 ácido beênico 0,07 (± 0,33) C24:0 ácido lignocérico 0,06 (± 0,33) Ra o 6/ 3 5,76
[0078] Os açúcares estão abaixo do limite de detecção do método, assim como as fibras (Tabela 4).
Tabela 4 Açúcares %DM Glicose < 0,2 Frutose < 0,2 Sacarose < 0,2 Lactose < 0,2 Maltose < 0,2 Galactose < 0,2 Soma dos açúcares redutores < 0,2 Soma de açúcares (mono e dissacarídeos) < 0,2 Teor de fibras < 0,5 Teor de cinzas 2,00 (± 0,28)
[0079] O processo de acordo com a invenção foi repetido na biomassa de uma cepa de Galdieria sulphuraria UTEX 2919 cultivada de acordo com o método descrito no pedido de patente WO 2017/050917.
[0080] A biomassa inicial compreende mais de 70% de proteínas em relação ao DM. Após três tratamentos de acordo com a invenção, uma biomassa com mais de 80% de proteínas é obtida, um aumento de mais de 14%.
[0081] Extrações em série são realizadas em 3 biomassas com diferentes teores de glicogênio. Podemos notar que quase todo o glicogênio solúvel da biomassa é encontrado em solução após a primeira extração.
Tabela 5. Monitoramento da solubilização do glicogênio no sobrenadante durante a extração em série.
AMOSTRA # 1 # 2 # 3 Glicogênio (% DM) 12,5 15,2 21,3 Proteínas (% DM) 61,6 56 54,6 Glicogênio sobrenadante 1 (g/l) 4,03 5,05 12,3 Glicogênio sobrenadante 2 (g/l) 0 0 0,971 Glicogênio sobrenadante 3 (g/l) 0 0 0 Proteínas HP1 (% DM) 68,2 62,6 64,2 Proteínas HP2 (% DM) 68,6 63,6 64,2 Proteínas HP3 (% DM) 69,6 66,4 68,8
[0082] A fase pesada enriquecida em proteína assim obtida pode então ser tratada enzimaticamente com proteases para obter um hidrolisado de proteína e aumentar a solubilidade e digestibilidade do produto.
[0083] Dependendo dos diferentes períodos da vida e do gasto energético diário de cada pessoa, a quantidade de proteína recomendada (ANSES, 2007) pode variar. Em adultos saudáveis, a Ingestão Diária Recomendada (RDA) para proteínas é de 0,83 g/kg/dia. No entanto, essas recomendações variam e são aumentadas em mulheres grávidas, idosos e alguns atletas.
[0084] A fração enriquecida com proteína produzida pelo processo descrito nesta invenção pode ser consumida diretamente na forma de um comprimido prensado a frio, um pó em forma de cápsula ou diretamente como um pó para ser misturado com outros ingredientes. Esta fração também pode ser incorporada em outras preparações alimentares que podem ser utilizadas na fabricação de bolos de pão, biscoitos ou outros produtos de pastelaria, ou barras de cereais, ou qualquer preparação como um substituto da farinha convencional a fim de enriquecer o alimento assim preparado com proteínas.
[0085] Também podemos prever a utilização em preparações à base de leite (animal ou vegetal), leite bruto ou fermentado, tais como sobremesas cremosas, iogurtes, queijos. Pode ser adicionado para obter uma preparação de leite ou queijo enriquecida com proteínas, ao mesmo tempo que reduz a quantidade de gordura. Também pode ser considerada a preparação com bases de queijos crus, de queijos cozidos prensados ou não prensados, ou de queijos processados. As algas podem ser incorporadas na massa ou simplesmente fora da crosta se esta for comestível.
[0086] Essa fração de proteína também pode ser incorporada em preparações para uso como um substituto de carne, como hambúrgueres vegetarianos, ou em barras de proteína do tipo surimi, em que essas proteínas podem ser texturizadas ou usadas como estão.
[0087] Outro exemplo de uso seria na forma de um pó para ser adicionado em bebidas tais como smoothies ou shakes.
Exemplos de composição: Farinha enriquecida com proteínas de algas:
[0088] Composição para 1 kg de farinha: 800 g de farinha de trigo (10-12% de proteínas) 200 g de extrato de alga marinha enriquecido com proteínas (65 a 80% de proteínas) Ou seja, 16 a 19% de proteínas por 100 g de farinha contra 10 a 12% para a farinha de trigo normal do tipo 55.
[0089] Biscoitos feitos com farinha enriquecida com proteínas de algas: Ingredientes para 100 g de biscoitos (7 g a 9 g de proteínas): 45 g de farinha enriquecida com proteína de algas marinhas 23 g de manteiga 21,7 g de açúcar 5g de cacau em pó 4g de ovos 1 g de sal 0,3 g de fermento em pó
Pão feito com farinha enriquecida com proteínas de algas:
[0090] Ingredientes para 100 g de pão (10 a 25 g de proteínas): 63,2 g de farinhas enriquecidas com proteína de algas marinhas 34 g de água 1,8 g de sal 1 grama de fermento de padeiro Hambúrguer vegetariano com algas marinhas Composição para um hambúrguer de 100 g.
[0091] Água, farinha de grão de bico (26%), pó de alga marinha (25%), cebola, cenoura, glúten de trigo (3%), suco de limão, extrato de levedura, amido de batata, óleo vegetal (girassol), cúrcuma, alho, regulador de acidez (cloreto de potássio), antioxidante, fibra de batata, espessante (carragenina), amido (milho, trigo), emulsificante (goma de guar).
[0092] Isso representa entre 22 e 33 g de proteína por hambúrguer.
Produto lácteo enriquecido com proteínas de algas.
[0093] Preparação à base de queijo tipo Gouda.
[0094] A fração de alga marinha enriquecida com proteína é adicionada às proteínas do leite coaguladas antes de prensar a pasta. A porcentagem da fração de algas enriquecidas com proteínas pode variar de 1% a 50%. Nesse caso, o fator limitante estará relacionado à aparência do produto final e, em particular, à sua textura e capacidade de corte.
Tabela 6. Principais componentes em gramas por 100 gramas de produto.
Proteína Lipídeos Água Carboidratos Gouda 24 g 29,9 g 38,6 g 0 g Preparação contendo 25% de 30 a 34 g 22,5 - 26 g 38,6 g 2,5g extrato de algas Pó para bebidas enriquecidas com proteínas de algas.
[0095] Composição para um smoothie: 93,8 g de pó da fração enriquecida com proteína de algas 5 g de aromatizante de fruta natural 0,25 g de goma xantana 0,2 g de goma de guar 0,25 g de adoçante natural ou aromatizante com poder adoçante Misturar 25 g de pó em 200 ml de água fria ou suco de fruta.
[0096] Isso representa entre 15 e 18,5 g de proteínas por bebida.
[0097] Composição para um shake: 84,35 g de pó da fração enriquecida com proteína de algas 10 g de leite em pó 5 g de cacau 0,2 g de goma xantana 0,2 g de goma de guar 0,25 g de adoçante Misturar 25 g de pó em 200 ml de água fria ou quente.
Isso representa entre 15 e 20 g de proteínas por bebida.
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Claims (13)

REIVINDICAÇÕES
1. Processo para a produção de uma biomassa rica em proteínas de microrganismos lisados, o processo caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de b.1. suspender uma biomassa de microrganismos lisados, b.2. acidificar a suspensão para um pH menor ou igual a 5, c. recuperar a fração de biomassa lisada insolúvel em pH menor ou igual a 5, e se necessário, repetir as etapas b.1., b.2. e c. na fração de biomassa lisada insolúvel em pH menor ou igual a 5 recuperado em c.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a suspensão ácida obtida em b.2. tem um pH menor ou igual a 4,5.
3. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a suspensão ácida obtida pela etapa b.2. tem um teor de matéria seca de 1% a 30%.
4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que as etapas b.1. e b.2. são consecutivas ou simultâneas.
5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que as etapas b.1. e b.2. são consecutivas, a etapa b.2. sendo realizada diretamente após a etapa b.1. sem qualquer outra etapa de tratamento de biomassa, em particular sem uma etapa de desengorduramento.
6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações
1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende uma etapa preliminar a. de lise de uma biomassa de microrganismos previamente cultivados.
7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a biomassa recuperada em c. está seca.
8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que os microrganismos são selecionados a partir de algas vermelhas unicelulares (URA) das famílias Cyanidiaceae ou Galdieriaceae.
9. Biomassa de microrganismos lisados ricos em proteínas caracterizada pelo fato de que é obtida pelo processo conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.
10. Biomassa, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos 60% de proteínas em relação à matéria seca, e pelo menos um teor de açúcar total inferior a 20% em relação à matéria seca e/ou um teor de glicogênio de menos de 10% em relação à matéria seca e/ou um teor de gordura de pelo menos 5% em relação à matéria seca.
11. Alimento ou composição alimentar para consumo humano ou animal caracterizado(a) pelo fato de que compreende uma biomassa de microrganismos lisados, como definida nas reivindicações 9 ou 10.
12. Biomassa de microrganismos lisados, conforme definido nas reivindicações 9 ou 10, caracterizada pelo fato de ser para uso em terapia.
13. Biomassa de microrganismos lisados, como definida nas reivindicações 9 ou 10, caracterizada pelo fato de ser para uso na prevenção e tratamento da desnutrição.
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