Study on the hydrolysis of α-keratin in dog fur

Authors

DOI:

https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2022.002.0015

Keywords:

Clean Technologies, Keratinous Residues, Papain, Waste Management

Abstract

Currently, there is a high increase in the number of pet dogs and this fact has increased the activities of pet shops, such as the grooming of animals, however, this procedure generates a large amount of hair, classified as keratinous waste, with high polluting potential. Researchers have investigated various forms of treatment and use of keratinous residues, such as chicken feathers, wool and bovine hair, however, research on the use of dog hair is scarce in the literature and, in addition, based on environmental concerns, some researchers have proposed the use of green chemistry in the process of hydrolysis of α-keratin using papain. Thus, the objective of this study was to establish the best condition for hydrolysis of α-keratin present in dog hair and to characterize the levels of nitrogen (N) and sulfur (S) in the hydrolyzed material, using green papaya extract as a papain source. The tests were carried out at the Interdisciplinary Laboratory of Chemical and Biological Analysis / Unicesumar and 4 types of hair samples from adult dogs were used: smooth, curled, bristly and pooled hair, in colors: black, brown and white and color pool, subjected to hydrolysis with different levels of urea, sodium sulfite and papain sources (green or commercial papaya extract), and hydrolysis times. After defining the best hydrolysis protocol, the hydrolyzed material was analyzed for N and S concentrations. The results showed that the use of green papaya extract as a papain source, regardless of the level used and the time, resulted in a low level of hair hydrolysis. However, it was possible to hydrolyze the hairs, regardless of the hair type and/or color, using commercial papain. The hydrolyzed material showed high levels of N (15.15%), however, the levels of S were low (1.55%). It is suggested that more research be conducted in order to improve, more and more, the protocol and test the use of hydrolyzed material, especially as a bioferilizer, and thus, contribute to the management of keratinous waste from the pet chain.

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Author Biographies

Douglas Fabiano Costa de Lima, Universidade Cesumar

Graduado em Ciências Biológicas pela UNICESUMAR - Centro Universitário de Maringá, Mestre em Tecnologias Limpas pela UNICESUMAR, Doutorando em Biotecnologia pela UNIPAR, Gerente de Impactos Urbanísticos, da Prefeitura Municipal de Maringá , Conselheiro do Conselho de Defesa do Meio Ambiente do Município de Maringá. Atualmente atuo em elaboração e análise de Estudos de Impactos de Vizinhança EIV/RIV, e Estudos de Impactos Ambientais. Possuo experiência em análise microbiológica de alimentos e água. 

Márcia Aparecida Andreazzi, Universidade Cesumar

Graduada em Zootecnia pela Universidade Estadual de Maringá (UEM), mestre em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual de Maringá (UEM), doutora em Produção Animal pela Universidade Estadual de Maringá (UEM) e pós doutora pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Atualmente é Coordenadora do Mestrado em Tecnologias Limpas (conceito 3- Capes), área de Ciências Ambientais, da Universidade Cesumar (UNICESUMAR). Pesquisadora do Instituto Cesumar de Ciência, Tecnologia (ICETI/ UNICESUMAR). Membro do Núcleo Docente Estruturante (NDE), do colegiado e docente do curso de Medicina Veterinária (UNICESUMAR). Membro do Comitê Assessor de Pesquisa (CAPEC/ UNICESUMAR). Membro do Conselho Municipal de Defesa do Meio Ambiente de Maringá (COMDEMA). Tem experiência na área de bioquímica e fisiologia animal, produção animal e agroindústria e agropecuária sustentável. 

José Eduardo Gonçalves, Universidade Cesumar

Químico pela Universidade Estadual de Maringá (1992), mestrado em Química pela Universidade Estadual de Maringá (1995) e doutorado em Química pela Universidade Estadual de Campinas (2000). Atualmente é professor do Centro Universitário de Maringá, , membro do corpo docente permanente e do colegiado do Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Limpas e do Programa de Pós-Graduação em Ciência, Tecnologia e Segurança Alimentar, além de ser bolsista Produtividade do ICETI - Instituto Cesumar de Ciência, Tecnologia e Inovação desde setembro de 2011. Tem experiência na área de Química, com ênfase em Química Analítica e Biotecnologia, atuando principalmente nos seguintes temas: controle de qualidade, identificação de substâncias bioativas, cromatografia gasosa e espectrometria de massa e na área de Ciências Ambientais. Membro do Banco de Avaliadores do Sistema Nacional de Avaliação da Educação Superior (Basis) do Instituto Nacional de Estudos (SINAES/INEP/MEC), estando credenciado como Avaliador Institucional e de Cursos de Graduação do SINAES/CAPES.Bolsista Produtividade em Pesquisa - PQ ( CNPq Nº 09/2018) na área de Ciências Ambientais - período 2019 - 2022.

José Roberto Bello, Universidade Cesumar

Graduado em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual do Norte do Paraná. Licenciatura em Pedagogia pelo Centro Universitário Unifacvest. Mestre em Tecnologias Limpas pelo Centro Universitário de Maringá - UniCesumar.

Laura Paulino Mardigan, Universidade Cesumar

Pós doutora no Centro de Ciências da Saúde, Departamento Farmácia (UEM), pesquisa com óleo essencial da planta Tabernaemontana catharinensis e sua sua atividade biológica. Doutora em Ciências de Alimentos pela Universidade Estadual de Maringá no Programa de Pós Graduação Ciências de Alimentos, área de pesquisa em Química de Alimentos, pesquisa na área de ácidos graxos e atividade antioxidante em frutas. Mestre em Agronomia pela Universidade Estadual de Maringá, Programa de Pós Graduação Ciências Agrárias, na área de Produção Vegetal, pesquisa na área de pós colheita em frutos. Tecnóloga em Alimentos formada pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Campo Mourão na área de Ciência e Tecnologia de Alimentos com ênfase em Tecnologia de Produtos de Origem Vegetal. Licenciatura em Química formada pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Campo Mourão. Possui experiência na área de Ciência e Tecnologia de Alimentos,com enfase em Avaliação e Controle de Qualidade de Alimentos, atuando principalmente sobre os seguintes temas: Química e Microbiologia de Alimentos, Cromatografia a gás, Atividade antioxidante, Ciência e Tecnologia do Leite, Química de óleos e gorduras, Desenvolvimento de novos produtos, Métodos de conservação na pós colheita de frutos.

Maria de Los Angeles Perez Lizama, Universidade Cesumar

Possui graduação em Biologia pela Universidade de Mogi das Cruzes (1988), mestrado em Ecologia de Ambientes Aquáticos Continentais pela Universidade Estadual de Maringá (1994) e doutorado em Ecologia de Ambientes Aquáticos Continentais pela Universidade Estadual de Maringá (2003). Realizou orientação no Curso de Especialização em Aquicultura - Sanidade e desenvolvimento sustentável na Universidade Estadual de Maringá. Atualmente é professora na UNICESUMAR, onde desempenha atividades de pesquisa, orientação e docência como responsável na graduação nas disciplinas de Parasitologia Geral, Legislação Profissional, Zoologia Geral, Zoologia de Vertebrados, Anatomia e Fisiologia Comparada e Evolução no curso de Ciências Biológicas e Ecologia e Bioclimatologia e Sustentabilidade no curso de graduação de Medicina Veterinária e na pós-graduação em Tecnologias Limpas. Neste programa também participa de projetos na área de educação ambiental. Possui Bolsa de Produtividade pelo ICETI. Projetos de pesquisa e extensão da Universidade Estadual também. Atualmente é primeira secretária da Associação Brasileira de Patologistas de Organismos Aquáticos - ABRAPOA, participa como membro do CONDEMA, do CEUA, do CBH Piraponema, GT-CBH Paranapanema, membro consultor da Reserva das Perobas (ICMBIO) e membro da Climate Resilience Network - RIPEDRC. Atua como membro consultivo "Elsevier Advisory Panel" desde 2020 e do "Inter-University Sustainable Development Reseach Programme" (IUSDRP) e consultora da FAPESP, FACEPE e FA. Tem experiência na área de Ictiologia, Ictioparasitologia, com ênfase em bioindicadores ambientais, ecologia e ciências ambientais. Na pós-graduação atua na área de biomonitoramento de qualidade ambiental, recursos hídricos, sustentabilidade, ecoeficência urbana, resíduos e educação ambiental.

Anny Izumi Toma, Universidade Cesumar

Graduanda em Medicina Veterinária pelo Centro Universitário de Maringá ( CESUMAR ) desde 2018. Bolsista de Iniciação Científica PIBIC/CNPq, durante o ano de 2020-2021. Presidente na Consultoria Júnior de Medicina Veterinária - AMBIVET durante o ano de 2019-2021. Atual presidente do Grupo de Estudos de Equino- GEEQUI-CESU. Bolsista de iniciação científica ICETI durante o ano de 2021 -2022. 

Hellen Valéria de Souza, Universidade Cesumar

Graduanda em Medicina Veterinária pelo Centro Universitário de Maringá (CESUMAR), com previsão para conclusão em 2022. Bolsista de Iniciação Científica PIBIC/CNPq, durante o ano de 2021/2022. 

Published

2022-07-02

Issue

Section

Desenvolvimento, Sustentabilidade e Meio Ambiente

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