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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.60.2007.tde-05122008-151240
Documento
Autor
Nome completo
Guilherme Augusto Teixeira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Ribeirão Preto, 2007
Orientador
Banca examinadora
Freitas, Luis Alexandre Pedro de (Presidente)
Bastos, Jairo Kenupp
Furtado, Niege Araçari Jacometti Cardoso
Título em português
Estudo da produção de monacolina K por 'Monascus Ruber Van Tiegham' e secagem do extrato por 'spray dryer'
Palavras-chave em português
Lovastatina
Monascus
Resumo em português
Monascus é um fungo ascomiceto tradicionalmente utilizado na China. Os povos orientais utilizam o produto de sua fermentação em arroz não aglutinado, ao qual dão o nome de "Ang-kak", e no inglês, "Red yeast rice". Sabe-se que este extrato contém substâncias hipocolesterolêmicas, como a Monacolina K, inibidor competitivo da enzima HMG-CoA. Este trabalho se insere neste contexto uma vez que consiste na otimização da fermentação e secagem do extrato de Monascus ruber. Embora já existam estudos sobre a atividade biológica deste extrato, os quais comprovam seus benefícios, não há muitos estudos que visam otimizar a sua fermentação em meio submerso e a secagem do extrato. Para tanto, foram avaliados diversos parâmetros na fermentação através de dois planejamentos fatoriais. No primeiro planejamento, as variáveis estudadas foram o meio de cultura (meio arrozina-glicose e meio sólido de arroz) e agitação (0 rpm e 10 rpm). A agitação promoveu um leve aumento na produção de monacolina-K, já o meio líquido foi mais eficiente na produção desta substância do que o meio sólido de arroz. Baseado neste experimento escolheu-se o meio fermentativo para os demais estudos. No segundo experimento as variáveis estudadas foram a adição no meio arrozina-glicose de zinco, amônio e glutamato. Neste experimento pôde-se verificar que o a produção de monacolina K e de pigmentos foi maior no meio com concentrações intermediárias de zinco e de glutamato e com concentrações maiores de amônio. No estudo da secagem, realizou-se um planejamento Box Benkhin, a fim de se avaliar a influência da proporção do adjuvante: fármaco, do tempo de incorporação do excipiente e da temperatura sobre características do extrato seco como: densidade aparente, densidade de compactação, fator de Hausner, umidade residual, atividade de água, atividade antioxidante e teor de monacolina K. Em relação à proporção do adjuvante: droga pode-se afirmar que a menor produz pós com menor atividade de água e teor de umidade, porém todos os pós obtidos tiveram seu teor de umidade e atividade de água dentro do ideal e a análise estatística mostrou que a proporção do adjuvante: droga não influenciou de forma significativa a atividade de água e o teor de umidade; a proporção 7,5:1 produz melhor rendimento e pós com melhores propriedades de fluxo, por possuírem menores valores de índice de compressibilidade e fator de hausner, já com a proporção 10:1 fornece pós com maior teor de monacolina e maior atividade antioxidante. Em relação à temperatura pode-se afirmar que utilizando-se 50°C obteve-se pós com melhores propriedades de fluxo, ou seja, menor índice de compressibilidade e menor e fator de hausner. Utilizando temperatura de 80°C obteve-se menor atividade antioxidante, maior rendimento e maior teor de monacolina K. Contudo, a análise estatística mostrou que a temperatura não influenciou de forma significativa o teor de monacolina K. Com uma temperatura maior, 110°C obteve-se menor teor de umidade e maior teor de pigmentos vermelhos. Em relação ao tempo de mistura do adjuvante pode-se afirmar que com 1 minuto obteve-se maior teor de pigmentos e pós com melhores propriedades de fluxo, com 5 minutos obteve-se menor teor de pigmentos, maior rendimento, maior teor de monacolina K e menor atividade de água, já com 10 minutos obteve-se menor teor de umidade e maior porcentagem de inibição. A análise estatística demonstrou que o tempo de mistura não influencia de forma significativa a atividade antioxidante.
Título em inglês
Study on the Spray-drying of Monacolin K Produced by Monascus ruber Van Thiegham
Palavras-chave em inglês
monacolin
Monascus ruber
pigments
spray dryer
validation
Resumo em inglês
Monascus ruber is an ascomycete fungus traditionally used in China. Eastern peoples use the product of its fermentation in rice non-agglutinated, which they call Ang-kak (red yeast rice, in English). It is known that this extract contains hypocholesterolemic substances such as the Monacoline K, a competitive inhibitor of the HMG-CoA enzyme. This work comes into this context since it consists in the optimization of the fermentative and drying processes of the Monascus rubers extract. Despite the existence of studies on the biological activity of this extract, which support its benefits, not many aimed at optimizing the fermentative process in submerged conditions and the drying of the extract. This work aimed at optimizing the fermentative process and the drying of the Monascus rubers extract. In order to do such, several parameters of the fermentative process were evaluated through two factorial plannings. In the first one, the variables studied were the modes of culture (liquid culture and solid-state culture) and agitation (0 rpm and 10 rpm). Agitation led to a slight increase in the production of Monacoline-K, and the liquid culture was more efficient in the production of this substance than the solid-state culture. Based on these findings, the fermentative substrate for the following experiments was chosen. In the second experiment, the variables studied were the addition of zinc, ammonium and glutamate in the liquid culture. It was observed that the production of monacoline-k and pigments was increased in the substrates with intermediary concentrations of zinc and glutamate and higher concentration of ammonium. In the drying study, a Box-Benkhin planning was adopted in order to assess the influence of the adjuvant: drug proportion, excipient incorporation time and temperature over the characteristics of the dried extract, such as: apparent density, compactation density, Hausner factor, residual humidity, water activity, antioxidant activity and monacoline-K levels. Regarding the adjuvant: drug proportion, it can be stated that the 5:1 proportion produces powders with smaller water activity and humidity levels, however, all the powders obtained presented humidity levels and water activity within the ideal and, besides that, the statistical analysis showed that the adjuvant: drug proportion had no significant influence on water activity or humidity levels; the proportion of 7,5:1 produces greater quantities and powders with better flow properties, since they have lower values of IC and FH; and with the proportion of 10:1, powders with higher levels of monacoline-K and greater antioxidant activity can be obtained. Concerning temperature, it was observed that powders with better flow properties (lower IC and FH) were obtained at 50°C. At 80°C, lower antioxidant activity, greater quantities and higher levels of monacoline-K were observed, however, the statistical analysis showed that the temperature had no significant effect on the levels of monacoline-K. With a higher temperature (110°C), lower humidity levels and higher red pigment levels were obtained. Concerning the mix time adjuvant: drug proportion, it can be stated that with 1 minute higher levels of pigment and powders with better flow properties were obtained; lower levels of pigment, greater quantities, higher levels of monacoline-K and lower water activity were obtained with 5 minutes and; lower humidity level and greater percentage of inhibition were observed with 10 minutes, however, the statistical analysis showed that the mix time has no significant influence on the antioxidant activity.
 
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Dissertacao.pdf (1.39 Mbytes)
Data de Publicação
2009-01-05
 
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