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Importância das Proteínas

As proteínas são macromoléculas nitrogenadas fundamentais para o crescimento, desenvolvimento e manutenção das funções celulares de todos os organismos vivos. Estão presentes em muitos processos biológicos atuando como enzimas, anticorpos, hormônios, moléculas de transporte, de armazenamento, de motilidade, além de possuir importante função estrutural.

INTRODUÇÃO

O valor biológico de uma proteína depende da sua capacidade de fornecer os aminoácidos essenciais – histidina, fenilalanina, isoleucina, metionina valina, lisina, triptofano e treonina. As proteínas também devem ser facilmente digeríveis e livres de toxicidade ou substâncias antinutricionais

As proteínas de origem vegetal são consideradas de baixa qualidade ou incompletas porque não possuem níveis adequados de alguns aminoácidos essenciais. As de origem animal são consideradas de alta qualidade ou completas, pois contêm os requerimentos necessários destes aminoácidos.

INTRODUÇÃO

Os microrganismos têm sido componentes da alimentação humana há muito tempo.

As leveduras usadas na fabricação de pão, vinho e cerveja, os fungos utilizados na obtenção de queijo e molho de soja.

Em geral a fermentação aumenta a quantidade de proteína, aminoácidos essenciais e vitaminas. A enorme versatilidade dos microrganismos também tem sido explorada através de processos fermentativos na obtenção de metabólitos de alto valor comercial, como vitaminas, enzimas, além da própria biomassa microbiana, rica em proteínas de alta qualidade, que surge como uma alternativa promissora na obtenção de fontes protéicas de baixo custo.

O uso de microrganismos como alimento ou como suplemento protéico tem atraído grande interesse, pois estes são capazes de crescer em diferentes tipos de subprodutos industriais, produzindo grandes quantidades de células, denominadas proteína unicelular ou proteína microbiana.

Composição de diferentes SCP

Fonte: ANUPAMA E RAVINDRA, 2000.

Em 1781, foram estabelecidos processos para a preparação de formas altamente concentradas de levedura.

Em meados dos anos 60, quase um quarto de milhão de toneladas de fermento em alimentos estavam sendo produzidos em diferentes partes do mundo, e somente a União Soviética produziu cerca de 900.000 toneladas em 1970 de alimentos e leveduras.

A pesquisa sobre a tecnologia de proteína de célula única começou há um século, quando Max Delbrück e seus colegas descobriram o alto valor do fermento excedente de cerveja como um suplemento alimentar para animais.

Na década de 1960, os pesquisadores da British Petroleum desenvolveram o que eles chamaram de "processo de proteínas a partir do petróleo", uma tecnologia para a produção de proteínas unicelulares por leveduras alimentadas por n-parafinas cerosas, um subproduto das refinarias de petróleo.

O termo SCP (single cell protein - proteína de célula única) foi cunhado em 1966 por Carroll L. Wilson, do MIT .

HISTÓRICO

Durante a Primeira Guerra Mundial e a Segunda Guerra Mundial, a SCP (levedura) foi empregada em larga escala na Alemanha para combater a escassez de alimentos durante as guerras.

A idéia do "alimento do petróleo" tornou-se bastante popular na década de 1970, com Champagnat sendo agraciado com o Prêmio da Ciência da UNESCO em 1976 e instalações de leveduras alimentadas com parafina sendo construídas em vários países. O principal uso do produto foi como aves e gado.

Em 1985, a RHM recebeu permissão para vender micoproteínas para consumo humano após um programa de avaliação de dez anos. - Quorn

Em 1919, Sak na Dinamarca e Hayduck na Alemanha inventaram um método chamado “Zulaufverfahren” (lote alimentado) no qual a solução de açúcar era alimentada continuamente a uma suspensão aerada de levedura, em vez de adicionar levedura à solução de açúcar diluído uma vez (lote).

Outro tipo de análogo de carne à base de proteínas de célula única (que não utiliza fungos, mas bactérias) é o Calysta (2012).

MERCADO

O mercado mundial de extratos protéicos de fontes de proteínas unicelulares foi avaliado em US $ 5,3 bilhões em 2017 e deverá avançar em uma CAGR de 8,6% no período previsto (2018-2023) , de acordo com a P&S Intelligence.

CARG - taxa de crescimento anual composta

EXTRATOS GLOBAIS DE PROTEÍNA SCP

Fonte: P&S Intelligence (2018).

ROTAS DE PRODUÇÃO - Quorn

ROTAS DE PRODUÇÃO - Calysta

ROTAS DE PRODUÇÃO

Alga

Levedura

Bactéria

Fungo

PRODUTOS

Durante as últimas décadas, a produção de proteína unicelular tem sido objeto de muitos estudos, pois o consumo de microrganismos pode ser uma opção na tentativa de prevenir a desnutrição protéica e energética em países em desenvolvimento. A proteína de origem microbiana também pode ser utilizada como ingrediente funcional, fornecendo aos alimentos características desejáveis, tais como sabor, formação de espuma, retenção de água e de gordura, textura, entre outras.

APLICAÇÕES

PRODUÇÃO DE PROTEÍNA UNICELULAR DE RESÍDUOS DE ABACAXI USANDO LEVEDURA

Investigar a possibilidade de bioconversão de abacaxi em proteína de célula única (SCP) usando duas linhagens de leveduras; Saccharomyces cerevisiae e Candida tropicalis cultivadas em meio contendo diferentes concentrações de hidrolisado de abacaxi.

OBJETIVO

Foram preparados cinco meios, além do controle, constituídos pelos meios basais (D-glicose-10,0g; (NH2) 2SO4 - 5,0g; KH2PO4 - 1,0g; MgSo4, 7H2O - 0,5g; NaCl - 0,1g; CaCl2 - 0,1 g; Água destilada 1000 ml; pH - 5,5 (Phaff et al., 1996), isento de glicoses, mas fornecido com 1 a 5% de hidrolisado de abacaxi. O meio foi distribuído em frascos de Erlenmeyer e esterilizado a 121ºC por 15 minutos. Inoculados no meio e incubados a 28ºC por 7 dias, as células de levedura foram separadas por lavagem do caldo fermentado e analisadas.

RESULTADOS OBTIDOS

Figura 2. Alterações nos meios inoculados com S. cerevisiae durante o período de fermentação

RESULTADOS OBTIDOS

Figura 3. Alterações nos meios inoculados com C. tropicalis ao longo do período de fermentação.

Os resultados encontrados revelam que o resíduo de abacaxi pode ser usado como fonte alternativa eficaz de carbono para a produção de SCP.

CONCLUSÃO

O termo Proteína Unicelular (do inglês Single Cell Protein – SCP) tem sido usado para denominar as células secas de microrganismos utilizadas tanto na alimentação humana como na ração animal. As células de algas, bactérias, leveduras e fungos multiplicam-se rapidamente, podendo conter até 70 % de proteína bruta, mostrando-se como um produto atrativo quanto à obtenção de fontes protéicas mais baratas, especialmente se esses organismos forem cultivados em resíduos agroindustriais.

REFERÊNCIAS

ALBUQUERQUE, P. M. Estudo da produção de proteína microbiana a partir do bagaço de maçã. Dissertação (Doutorado em Engenharia de Alimentos) – Programa de Pós-graduação em Engenharia de Alimentos, Universidade Federal de Santa Catarina. Florianopolis, 2003.

P&S Intelligence. Protein Extracts from Single Cell Protein Sources Market is Expected to Advance at a CAGR of 8.6% in Coming Years: P&S Intelligence. Disponível em: < https://www.globenewswire.com/news-release/2019/05/08/1819107/0/en/Protein-Extracts-from-Single-Cell-Protein-Sources-Market-is-Expected-to-Advance-at-a-CAGR-of-8-6-in-Coming-Years-P-S-Intelligence.html>. Acesso em: 04 dez. 2019.

P&S Intelligence. Protein Extracts from Single Cell Protein Sources Market Overview. Disponível em: https://www.psmarketresearch.com/market-analysis/protein-extracts-from-single-cell-protein-sources-market>. Acesso em: 04 dez. 2019.

Finnigan .T.J.A. Mycoprotein: origins, production and properties. Handbook of Food Proteins. v. 52, p 335-352. 2011

Abu-Elteen, Khaled & Hamad, Mawieh. Antifungal Agents for Use in Human Therapy: Biology and Applications. DOI: 10.1002/9781119374312.ch12. 2017.

Halasz, et al. Use of Yeast Biomass in Food Production. CRC Press. ISBN 9780849358661. 19990