Evaluación del proceso de liofilización sobre la estabilidad de pigmentos producidos por Monascus purpureus CCT 3802
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i17.38807Palabras clave:
Estabilidad; El secado; Pigmentos Monascus.Resumen
Los pigmentos de Monascus, además de tener colores atractivos, tienen un alto poder colorante, sin embargo, son inestables a altas temperaturas y pH extremos. En este contexto, han ido surgiendo algunos métodos alternativos para favorecer su estabilidad, como la liofilización. Este estudio buscó evaluar el efecto de la liofilización sobre la estabilidad frente a la temperatura (50 a 90 ºC) y pH (3 a 8) de pigmentos Monascus purpureus CCT 3802 producidos por fermentación sumergida. La estabilidad térmica se basó en la determinación de la constante de degradación térmica (Kd), la vida media (t1/2), la energía de activación (Ea), el valor de reducción decimal (D), el valor Z y el análisis termodinámico que se calcularon antes y después. liofilización. El extracto crudo mostró un valor de Kd = 0.232 h-1, t1/2 = 3.0 hy valor D = 9.93 h a 90 ºC y valor Z = 31.25 h. Sin embargo, el extracto liofilizado mostró Kd = 0.167 h-1, t1/2 = 4.2 h y valor D = 13.84 ha 90 ºC y valor Z = 58.82 h, demostrando mayor estabilidad de este extracto a altas temperaturas. Los resultados obtenidos en relación a la estabilidad del pH demostraron que la liofilización mostró una menor degradación del pigmento, variando el porcentaje de pigmentos del 100 al 96% en 60 min. Por tanto, la tecnología de liofilización demostró ser una excelente alternativa para mejorar la estabilidad de los pigmentos sintetizados por Monascus purpureus CCT 3802.
Citas
Abdollahi, F., Jahadi, M., & Ghavami, M. (2021). Thermal stability of natural pigments produced by Monascus purpureus in submerged fermentation. Food Science & Nutrition, 9(9), 4855-4862. https://doi.org/10.1002/fsn3.2425
Agboyibor, C., Kong, W. B., Chen, D., Zhang, A. M., & Niu, S. Q. (2018). Monascus pigments production, composition, bioactivity and its application: A review. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 16, 433-447. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2018.09.012
Agboyibor, C; Kong, W. B.; Zhang, A. M.; Niu, S. Q. (2019). Nutrition regulation fot the production of Monascus red and yellow pigment with submerged fermentation by Monascus purpureus. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, n. 21, p. 1-7, 2019. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2019.101276
Ali, I., Al-Dalali, S., Hao, J., Ikram, A., Zhang, J., Xu, D., & Cao, Y. (2022). The stabilization of Monascus pigment by formation of Monascus pigment-sodium caseinate complex. Food Chemistry, 384, 132480. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.132480
Almeida, A. B., Santos, N. H., Lima, T. M., Santana, R. V., Filho, J. G. O., Peres, D. S., & Egea, M. B. (2021). Pigment bioproduction by Monascus purpureus using corn bran, a byproduct of the corn industry. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 32, 101931. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2021.101931
Bastos, B., Grandini, C., Rodrigues, S., Santos, M. A., Lopes, T., & Antelo, F. (2015). Avaliação da cinética de degradação térmica de betalaínas extraídas de Beta Vulgaris L. Blucher Chemical Engineering Proceedings, 1(2), 3916-3923. 10.5151/chemeng-cobeq2014-0765-24116-172169
Bezerra, D. P., Santana, J. M., Nunes, R. I., de Oliveira, J. B., de Souza, W. W., Santos, P. R. F., & Maciel, O. S. (2015). Analise dos Parâmetros Físicos: Sólidos Totais, Sólidos Sedimentáveis, Sólidos Totais Dissolvidos e Sólidos Suspensos nas Águas do Vale do Açu. Blucher Chemistry Proceedings, 3(1), 746-754. 10.5151/chenpro-5erq-am17
Carvalho, J. C. D., Oishi, B. O., Pandey, A., & Soccol, C. R. (2005). Biopigments from Monascus: strains selection, citrinin production and color stability. Brazilian Archives of Biology and Technology, 48(6), 885-894. https://doi.org/10.1590/S1516-89132005000800004
Heidtmann, R. B., Duarte, S. H., Pereira, L. P. D., Braga, A. R. C., & Kalil, S. J. (2012). Caracterização cinética e termodinâmica de β-galactosidase de Kluyveromyces marxianus CCT 7082 fracionada com sulfato de amônio. Brazilian Journal of Food Technology, 15(1), 41-49. https://doi.org/10.1590/S1981-67232012000100005
Jung, H., Choe, D., Nam, K. Y., Cho, K. H., & Shin, C. S. (2011). Degradation patterns and stability predictions of the original reds and amino acid derivatives of Monascus pigments. European food research and technology, 232(4), 621-629. https://doi.org/10.1007/s00217-011-1427-7
Keivani, H., & Jahadi, M. (2022). Solid-state fermentation for the production of Monascus pigments from soybean meals. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 46, 102531. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2022.102531
Lv, J., Zhang, B. B., Liu, X. D., Zhang, C., Chen, L., Xu, G. R., & Cheung, P. C. K. (2017). Enhanced production of natural yellow pigments from Monascus purpureus by liquid culture: the relation ship between fermentation conditions and mycelial morphology. Journal of Bioscience and Bioengineering, 124(4), 452-458. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2017.05.010
Mercali, G. D., Jaeschke, D. P., Tessaro, I. C., & Marczak, L. D. F. (2013). Degradation kinetics of anthocyanins in acerola pulp: Comparison between ohmic and conventional heat treatment. Food chemistry, 136(2), 853-857. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.08.024
Nnolim, N. E., Okoh, A. I., & Nwodo, U. U. (2020). Proteolytic bacteria isolated from agro-waste dumpsites produced keratinolytic enzymes. Biotechnology Reports, 27, e00483. https://doi.org/10.1016/j.btre.2020.e00483
Oliveira, C. F. D., Costa, J. P. V., & Vendruscolo, F. (2019). Maltose syrup residue as the substrate for Monascus pigments production. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 18, 101101. 10.1016/j.bcab.2019.101101
Panesar, R., Kaur, S., & Panesar, P. S. (2015). Production of microbial pigments utilizing agro-industrial waste: a review. Current Opinion in Food Science, 1, 70-76. https://doi.org/10.1016/j.cofs.2014.12.002
Pereda, J. A. O; Rodríguez, M. I. C.; Álvarez, L. F.; Sanz, M. L. G.; Minguillón, G. D. G. F.; Perales, L. H.; Cortecero, M. D. S. (2005). Tecnologia de Alimentos: Componentes dos Alimentos e Processos. Porto Alegre: Artmed.
Peron, D. V., Fraga, S., & Antelo, F. (2017). Thermal degradation kinetics of anthocyanins extracted from juçara (Euterpe edulis Martius) and “Italia” grapes (Vitis vinifera L.), and the effect of heating on the antioxidant capacity. Food Chemistry, 232, 836-840. 10.1016/j.foodchem.2017.04.088
Pineda-Insuasti, J. A., Duarte-Trujillo, A. S., Ayala-Pastaz, K. B., Soto-Arroyave, C. P., & Pineda-Soto, C. A. (2016). Produção de metabólitos por Monascus spp.: Uma revisão. ICIDCA. Sobre os derivados da cana-de-açúcar, 50 (2), 43-52.
Priatni, S. (2015). Encapsulation and Stability Study of Monascus Fermented Rice Extract. Procedia Chemistry, 17, 189-193. https://doi.org/10.1016/j.proche.2015.12.118
Reis, R. C., Viana, E. D. S., Jesus, J. L., Lima, L. F., Neves, T. T. D., & Conceição, E. A. D. (2015). Compostos bioativos e atividade antioxidante de variedades melhoradas de mamão. Ciência Rural, 45(11), 2076-2081. https://doi.org/10.1590/0103-8478cr20140776
Rosa, C. H., Antelo, F., & Rosa, G. R. (2018). Kinetics of thermal‐degradation of betanins: A teaching mini‐project for undergraduates employing the red beet. Journal of Food Science Education, 17(4), 104-110. https://doi.org/10.1111/1541-4329.12147
Selim, K. A., Khalil, K. E., Abdel-Bary, M. S., & Abdel-Azeim, N. A. (2008). Extraction, encapsulation and utilization of red pigments from roselle (Hibiscus sabdariffa L.) as natural food colourants. Alexandria Journal of Food Science and Technology. 7-20. 10.21608/ajfs.2008.19642
Silva, N. L., Crispim, J. M., & Vieira, R. P. (2017). Kinetic and thermodynamic analysis of anthocyanin thermal degradation in acerola (Malpighia emarginata DC) pulp. Journal of Food Processing and Preservation, 41(4), 1-7. https://doi.org/10.1111/jfpp.13053
Silva, J. R., Silva, T. T., Silva, E. K., Silva, S. P., Moreira, K. A., & Ribeiro, D. S. (2018). Produção de pigmentos de Monascus ruber CCT 3802 utilizando casca de mandioca como substrato. Revista Brasileira de Agrotecnologia, 8(3), 26-31.
Silveira, S. T., Daroit, D. J., Sant’Anna, V., & Brandelli, A. (2013). Stability modeling of red pigments produced by Monascus purpureus in submerged cultivations with sugarcane bagasse. Food and Bioprocess Technology, 6(4), 1007-1014. https://doi.org/10.1007/s11947-011-0710-8
Teng, S. S., & Feldheim, W. (2001). Anka and anka pigment production. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 26(5), 280-282. https://doi.org/10.1038/sj.jim.7000126
Vendruscolo, F., Müller, B. L., Moritz, D. E., de Oliveira, D., Schmidell, W., & Ninow, J. L. (2013). Thermal stability of natural pigments produced by Monascus ruber in submerged fermentation. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 2(3), 278-284. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2013.03.008
Vendruscolo, F., Schmidell, W., de Oliveira, D., & Ninow, J. L. (2017). Kinetic of orange pigment production from Monascus ruber on submerged fermentation. Bioprocess and Biosystems Engineering, 40(1), 115-121. 10.1007/s00449-016-1679-5
Wang, Y., Wig, T. D., Tang, J., & Hallberg, L. M. (2003). Sterilization of foodstuffs using radio frequency heating. Journal of Food Science, 68(2), 539-544. 10.1111/j.1365-2621.2003.tb05708.x
Wang, L., Dai, Y., Chen, W., Shao, Y., & Chen, F. (2016). Effects of light intensity and color on the biomass, extracellular red pigment, and citrinin production of Monascus ruber. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 64(50), 9506-9514. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.6b04056
Yamaguchi, S. K. F., Krebs, C. S., Bertolli, S. L., & Carvalho, L. F. (2017). Liofilização de produtos lácteos: Uma revisão. Revista Espacios, 38(22), 1-12.
Yuliana, A., Singgih, M., Julianti, E., & Blanc, P. J. (2017). Derivates of azaphilone Monascus pigments. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 9, 183-194. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2016.12.014
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