Programa de Pós Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos

Engenharia e Cultivo de Microalgas

Responsável pelo Projeto: Prof. Dr. Jorge Alberto Vieira Costa

Descrição: O projeto intitulado Engenharia e Cultivo de Microalgas, o qual pertence a linha de pesquisa Bioprocessos em Alimentos do Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências de Alimentos, tem como objetivo avaliar as condições de cultivo microalgal para promover a produção de biomassa e biomoléculas. Nesta temática, os estudos contemplam o desenvolvimento e utilização de fotobiorreatores (abertos e fechados); isolamento de cepas nativas; modos de condução de cultivo indoor e outdoor (descontínuo, semicontínuo e contínuo); fatores nutricionais (substratos alternativos, como efluentes gasosos e resíduos sólidos de origem termelétrica, pentoses; limitação de nutrientes, como o nitrogênio e fósforo; reciclo de nutrientes), físico-químicos (temperatura, pH, fotoperíodo, iluminância e utilização de campos magnéticos), hidrodinâmicos (aeração/agitação, transferência de massa, configuração de aspersores) e integração de fixação biológica, química (absorventes químicos) e física (nanofibras e nanopartículas) de dióxido de carbono (CO2). Neste contexto, o cultivo de microalgas e/ou a biomassa podem ser aplicados em alimentos, biorremediação, produção de biocombustíveis, biofertilizantes, biopolímeros e fitohormônios. Além disso, a utilização de co-produtos industriais e a obtenção de diversos compostos permitem que a engenharia microalgal seja aplicada em sistemas integrados de biorrefinaria.

Produção de Bioprodutos em Cultivos Microbianos e Processos Enzimáticos

Responsável pelo Projeto: Profa. Dra. Janaína Fernandes de Medeiros Burkert

Descrição: A obtenção de uma variedade de bioprodutos de interesse para a indústria alimentícia, por fermentação submersa e/ou semi-sólida utilizando diferentes cepas microbianas, isoladas e de bancos de cultivo, vem sendo desenvolvida neste projeto no PPG-ECA. Nesta temática vem sendo estudada a modificação das condições de cultivo com objetivo de modificar a composição química dos micro-organismos e a produção de biocompostos. Para tal, tem sido estudados aspectos relacionados ao aproveitamento de coprodutos agroindustriais como fontes alternativas nos meios de produção; o uso de fatores de stress no meio de cultivo; o scale-up do processo; a recuperação destes biocompostos; a avaliação do encapsulamento dos bioprodutos, sua estabilidade, caracterização, toxicidade e aplicação em diferentes formulações. Outro potencial explorado neste projeto é a aplicação de um dos bioprodutos, as enzimas comerciais e “home-made”, de forma livre ou imobilizada em processos de interesse para indústria de alimentos, citando-se como exemplos de aplicação: a obtenção de ingredientes para alimentos, como os oligossacarídeos e os bioaromas; o desenvolvimento de alimentos lácteos com baixo teor de lactose e o desenvolvimento de novos biocatalisadores imobilizados.

Estratégias para o Aproveitamento de Resíduos e Subprodutos da Agroindústria de Alimentos

Responsável pelo Projeto: Profa. Dra.  Vilásia Guimarães Martins

Descrição: Este projeto abrange o aproveitamento geral de resíduos da agroindústria frente ao desperdício de alimentos, o beneficiamento e processamento desses, como oportunidade de desenvolvimento de subprodutos, assim como a agregação de valor perdido, e a utilização sustentável desses resíduos. O projeto se justifica pela observação de que diversas agroindústrias de alimentos têm realizado o aproveitamento de resíduos na produção de subprodutos, atentando a agregação de valor destes. Sendo assim, a utilização dos resíduos na pesquisa passará por uma tomada de decisões de acordo com a natureza e especificidade do resíduo. As pesquisas desenvolvidas para valorização dos resíduos da agroindústria de alimentos terão sua origem em grande parte, de indústrias de processamento de origem animal e vegetal. A utilização de resíduos seja por via química ou bioquímica, para essa ou outras finalidades poderá considerar também aspectos econômicos, em vista de que a economicidade do aproveitamento residual indicará a destinação final do produto, seja este de caráter alimentício ou não.

Propriedades Físico-químicas e Bioquímicas de Recursos Agropecuários

Responsável pelo Projeto: Prof. Dr. Ednei Gilberto Primel

Descrição: Conhecer as propriedades físico-químicas e bioquímicas dos recursos agropecuários é o ponto de partida para promover a valoração de matérias primas convencionais ou para explorar novas fontes de insumos alimentícios para atender a demanda da sociedade. As características nutricionais, a qualidade tecnológica e segurança para consumo humano e por animais de criação podem ser inferidos a partir destas propriedades determinadas. Ao lado destes aspectos, pode-se identificar também novos usos para biomoléculas que estão em porções não comestíveis dos recursos agropecuários visando sua aplicação em processos industriais diferenciados. Neste contexto, o projeto visa a caracterização físico-química e bioquímica de recursos agropecuários disponíveis na região sul do Brasil, tendo enfoque na valoração destes recursos, explorando suas potencialidades tecnológicas e valorizando sua qualidade nas diferentes etapas, produção, comercialização e armazenamento dos alimentos. Para isto serão desenvolvidos métodos analíticos, bioquímicos, físicos e toxicológicos confiáveis para serem empregados no conhecimento dos materiais biológicos do ecossistema na sua forma nativa, durante o cultivo, armazenamento e processamento para empregá-los de forma eficiente, sustentável e segura.

Variáveis Bióticas e Abióticas e seus Impactos na Qualidade e Segurança Alimentar

Responsável pelo Projeto: Profa. Dra. Eliana Badiale Furlong

Descrição: Ao longo da cadeia produtiva de alimentos uma série de variáveis afeta a qualidade de alimentos. As variáveis bióticas são inerentes de sua origem e porção a ser empregada para fins comestíveis; as abióticas são dadas por parâmetros ambientais, de processo e preparo prévio ao consumo. Assim conhecer a influência delas permite adotar estratégias que favorecem o melhor aproveitamento de seu potencial nutricional, funcional e tecnológico além de permitir prevenir ou mitigar a presença de contaminantes no alimento pronto para consumo. Neste projeto pretende-se estudar o efeito do cultivo e do processamento na composição de macro e micro componentes, compostos funcionais, resíduos e contaminantes, propriedades físicas e bioacessibilidade de moléculas de interesse ao longo da cadeia produtiva de alimentos típicos da dieta nacional, visando contribuir para a produção de alimentos seguros e de qualidade. Para isto serão desenvolvidos e adaptados métodos analíticos confiáveis, caracterizados quanto a susceptibidade a degradação endógena e exógena, propriedades funcionais e tecnológicas de diferentes matrizes alimentares e produtos alimentícios.

Polímeros e Aplicações em Alimentos

Responsável pelo Projeto: Profa. Dra. Michele Greque de Morais

Descrição: Os biopolímeros, polímeros biodegradáveis e polímeros verdes apresentam potencial para substituição de polímeros de origem petroquímica, agredindo menos o meio ambiente. O objetivo deste projeto é a obtenção, processamento e desenvolvimento de produtos a partir de biopolímeros, polímeros biodegradáveis ou polímeros verdes para aplicação na área de alimentos. Desta forma, estuda-se a extração de polímeros de origem animal, vegetal ou microbiana, como quitosana, polihidroxialcanoatos entre outros. A partir dos polímeros obtidos são desenvolvidos filmes nanocompósitos, hidrogéis, nanoesferas e nanofibras. Estes materiais são aplicados na adsorção de gases, membranas filtrantes, sensores para detecção e monitoramento da condição de alimentos, embalagens ativas, inteligentes, rígidas ou flexíveis, bem como películas para frutas e filmes para agricultura.

Recuperação e Purificação de Produtos Naturais

Responsável pelo Projeto: Profa. Dra. Susana Juliano Kalil

Descrição:  A biosseparação de proteínas e peptídeos, que se refere à recuperação e purificação de produtos proteicos, oriundos de várias correntes biológicas de obtenção, é uma importante operação unitária na indústria de alimentos, farmacêutica e biotecnológica. A separação de proteínas é no presente momento mais importante na indústria de bioprocessos do que em qualquer momento anterior. Isto está em grande parte relacionado aos fenômenos de desenvolvimento dos últimos anos no campo de biotecnologia moderna. Cada vez mais produtos proteicos têm que ser purificados em quantidades maiores. Dentro desta temática, este projeto tem como motivação principal investigar as etapas de recuperação e purificação de diferentes produtos de interesse para a região, como C-ficocianina, enzimas e peptídeos oriundos de processos biotecnológicos e de resíduos da indústria química e de alimentos.

Recursos da Agrobiodiversidade para Obtenção de Produtos de Interesse

Responsável pelo Projeto: Prof. Dr. Luiz Antonio de Almeida Pinto

Descrição: O projeto visa o desenvolvimento tecnológico sustentável de matérias-primas da agrobiodiversidade nacional para a obtenção de produtos de alto valor agregado. Nesse projeto também são consideradas as caracterizações físico-químicas, morfológicas, estruturais, térmicas, funcionais, nutricionais e da bioatividade presente nas matérias-primas e produtos obtidos. A importância do projeto está no uso multifuncional de diferentes espécies de alimentos e matérias-primas encontradas em um país - continente como o Brasil. Também, o projeto busca a utilização dos resíduos desses substratos da agrobiodiversidade para o desenvolvimento de novos produtos com fins alimentício, farmacêutico, nutracêutico e outros.