Three experiments were developed to test the effect of the supplementation with defated rice bran (FAD), corn gluten feed (FGM) and their mixture, on steers performance. The field tests were at the Experimental Farm "Area Nova", and the laboratorial analyses at the Animal Nutrition Laboratory - LANA, both pertaining to the Department of Animal Science of the Universidade Federal de Santa Maria - UFSM, Santa Maria city, state of Rio Grande do Sul. Twenty-four steers with average age of 15 months and live weight 210 kg, cross Nelore x Charolais, that had as diet base, pasture of sorgo AG2501® variety grazing (Sorghum bicolor (L.) Moench) whe the steers remained four daily hours in the mourning. The animals were distributed at the following experiments: 1) levels of supplementation with FGM, 2) levels of supplementation with FAD and 3) levels of substitution of FGM per FAD in the supplement composition. The quantitative parameters of the pasture, the ingested forrage and supplements quality, and the performance of the animals were evaluated. The total dry matter intake was determined by the indirect fecal production estimate, using a external marker (Chromium Oxide). The FGM increased the daily average weight gain with the increase of the supplementation level in relation to the live weight. The FAD can be used as supplementation approximately 0.40% of the animals live weight; levels above of these can harm the bovines development. The mixture of the two supplements did not influence the animals performance. / Foram desenvolvidos três experimentos para testar os efeitos da suplementação com farelo de arroz desengordurado (FAD), farelo de glúten de milho (FGM) e as suas interações, no desempenho de novilhos de corte. Os testes de campo foram realizados na Fazenda Experimental Área Nova , e as análises laboratoriais no Laboratório de Nutrição Animal LANA, ambos pertencentes ao Departamento de Zootecnia da Universidade Federal de Santa Maria - UFSM, município de Santa Maria, estado do Rio Grande do Sul. Foram utilizados 24 novilhos machos com idade média de 15 meses e peso vivo inicial médio de 210 kg, cruzas Nelore x Charolês, que tiveram como dieta base pastagem de sorgo AG2501® variedade pastejo (Sorghum bicolor (L.) Moench), onde permaneceram quatro horas diárias pela manhã. Os animais foram distribuídos nos seguintes experimentos: 1) níveis de suplementação com FGM, 2) níveis de suplementação com FAD e 3) níveis de substituição de FGM por FAD na composição do suplemento. Foram avaliados os parâmetros quantitativos da pastagem, a valor nutritivo da forragem e suplementos ingeridos e o desempenho dos animais. O consumo de matéria seca total foi determinado através da estimativa indireta da produção fecal, com a utilização de marcador externo (Óxido de Cromo). O FGM demonstrou potencializar o ganho de peso médio diário de acordo com o aumento do nível de suplementação em relação ao peso vivo. O farelo de arroz desengordurado pode ser utilizado em suplementação em aproximadamente 0,40% do peso vivo dos animais; níveis acima destes podem prejudicar o desenvolvimento dos bovinos. A mistura dos dois suplementos não influenciou o desempenho dos animais.

Orientadores: Florencia Cecilia Menegalli, Paulo Jose do Amaral Sobral / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-07T15:07:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TapiaBlacido_DeliaRita_D.pdf: 17761474 bytes, checksum: e38470a57c6ad14e72e3942d6f7e3db5 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O amaranto apresenta-se como uma matéria prima interessante para a elaboração de filmes biodegradáveis por seu conteúdo em amido, proteína e lipídios. O amaranto é uma cultura própria de países andinos, mas nas últimas décadas seu cultivo está sendo desenvolvido por países como Estados Unidos e Japão. Nesse contexto, o Brasil, também começou a desenvolver experimentalmente essa cultura nos solos dos cerrados brasileiros com bons resultados. Diante da necessidade de apresentar alternativas de uso comercial do amaranto, este estudo tem como objetivo estudar a capacidade da farinha de amaranto na formação de filmes biodegradáveis, atendendo também a outra necessidade atual, qual seja, a diminuição do uso de plásticos sintéticos. Para cumprir esse objetivo, em uma primeira etapa realizou-se a caracterização física-química e microestrutural da farinha como um material integral composto de amido, proteína e lipídios. Através de reologia e calorimetria de suspensões de amido e de farinha de amaranto foi estudado o processo de gelatinização, por ser um processo importante na obtenção da solução formadora do filme. Também foi avaliado o efeito do ajuste de pH e da adição de plastificante (glicerol ou sorbitol) na gelatinização da solução filmogênica de amido e de farinha, e nas propriedades reológicas dessas soluções. Foi desenvolvido um planejamento experimental 22 com quatro pontos axiais e três pontos centrais para estudar o efeito da temperatura de processo (Tp) e concentração de plastificante (Cg glicerol, Cs sorbitol) nas propriedades reológicas da solução filmogênica de farinha. Paralelamente, essas soluções filmogênicas foram secas e os filmes foram caracterizados quanto às suas propriedades mecânicas e de solubilidade. Os resultados foram analisados estatisticamente segundo a metodologia de superfície de resposta (RSM) para avaliar os efeitos das variáveis de processo (Tp, Cg ou Cs) sobre as propriedades mecânicas e a solubilidade dos filmes. Utilizando a análise de multi-resposta foram obtidas as condições ótimas para a elaboração de filmes de farinha de amaranto. Estas condições foram: temperatura de processo de 75ºC para os filmes com glicerol e sorbitol e concentração de plastificante de 20 g de glicerol/100 m.s e 29,6 g de sorbitol/100 g de m.s. Os filmes de glicerol elaborados segundo as condições otimizadas foram menos resistentes, menos solúveis, mais higroscópicos e mais permeáveis ao vapor de água e ao oxigênio do que os filmes com sorbitol. Ambos os filmes apresentaram coloração amarelada e relativa opacidade. O efeito o da temperatura e umidade relativa de secagem as propriedades mecânicas, solubilidade, permeabilidade ao vapor de água (PVA) e tempo de secagem dos filmes de glicerol e sorbitol elaborados com as condições otimizados foi estudado através de um planejamento experimental completo 22. A análise estatística dos resultados confirmou que a temperatura e umidade relativa de secagem apresentaram efeito significativo sobre as variáveis de resposta estudadas. Também foram determinadas as cinéticas de secagem e as isotermas de sorção. As cinéticas de secagem mostraram um comportamento típico de materiais poliméricos e as isotermas de sorção evidenciaram uma inversão no comportamento da umidade de equilíbrio em altas temperaturas e altas umidades relativas. Na última etapa deste trabalho foi estudada a contribuição do amido, proteína e lipídios, e suas interações nas propriedades dos filmes de farinha de amaranto das espécies Amaranthus cruentus e Amaranthus caudatus. Assim, foram elaborados filmes de amido, farinha desengordurada (amido-proteína), proteína-lipídio e proteína de amaranto. Os filmes foram caracterizados quanto às suas propriedades mecânicas, de barreira, solubilidade, umidade, ópticas, propriedades térmicas por calorimetria diferencial de Varredura (DSC) e a microestrutura por Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de transmissão (TEM). Também foram estudadas as interações intermoleculares presentes nos filmes por espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR) / Abstract: Amaranth can be considered as an interesting raw material for the elaboration of biodegradable films due to its starch, protein and lipid contents. Amaranth is a natural culture of the Andean countries, but in the last few decades has been cultivated in countries like the USA and Japan. Brazil also started experimenting with this culture in scrubland soil, with good results. Faced with the need to present alternatives for the commercial use of amaranth, the objective of the present study was to investigate the capacity of amaranth flour to form biodegradable films, attending another current need, that of reducing the use of synthetic plastics. With this objective in mind, the first stage was a physical-chemical and micro-structural characterisation of the whole flour, composed of starch, protein and lipid. The gelatinisation process was also studied by way of the rheology and calorimetry of amaranth starch and flour suspensions, since this is an important process in obtaining a film-forming solution. The effects of pH adjustment and the addition of a plastifying agent (glycerol or sorbitol) on the gelatinisation of filmogenic starch and flour solutions was also evaluated, as also on the rheological properties of these solutions. A complete 22 experimental design was developed to study the effect of process temperature (Tp) and plastifier concentration (Cg glycerol, Cs sorbitol) on the properties of the flour filmogenic solution. In parallel, these filmogenic solutions were dried and the films characterised for their mechanical and solubility properties. The results were statistically analysed using response surface methodology (RSM) to evaluate the effects of the variables (Tp, Cg and Cs) on the mechanical and solubility properties of the films. Using a multi-response analysis, the optimal conditions for the elaboration of amaranth flour films were determined. These conditions were: a process temperature of 75°C and plastifier concentrations of 20.0g glycerol /100g dm or 29.6g sorbitol/100g dm (dm=dry mass). The films made with glycerol under the optimised conditions were less resistant, less soluble, more hygroscopic and more permeable to water vapour than those made with sorbitol under the optimised conditions. Both films presented a yellowish colour and relative opacity. The effect of drying temperature and relative humidity on the mechanical and solubility properties and on the water vapour permeability and drying time of the films made with glycerol and sorbitol elaborated under the optimised conditions, was studied using a complete 22 experimental design. A statistical analysis of the results confirmed that the drying temperature and relative humidity presented a significant effect on the response variables studied. The drying kinetics and sorption isotherms were also determined. The drying kinetics showed behaviour typical of polymeric materials and the sorption isotherms showed evidence of an inversion of the equilibrium moisture behaviour at high temperature and relative humidity. In the last stage of the study, the contributions of the starch, protein and lipid and their interactions to the properties of films made from flours from the species Amaranthus cruentus and Amaranthus caudatus, were studied. Thus films were elaborated from the starch, defatted flour (starch-protein), protein-lipid and protein of the amaranth species. The films were characterised with respect to their mechanical, barrier, solubility, moisture, optical, and thermal properties using differential scanning calorimetry (DSC), and the microstructure by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The inter-molecular interactions present in the films were also studied by infrared absorption spectroscopy (IRAS) / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Yoon Kil Chang / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-18T15:58:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Biasutti_ElizaAugustaRolim_D.pdf: 5427328 bytes, checksum: bb45f1359e2ca61015efd7dd7e6eddc1 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Os plásticos de amido apresentam aplicações limitadas devido às pobres propriedades mecânicas e processabilidade, além de serem hidrofílicos. Para superar estas deficiências, a associação do amido com outros polímeros biodegradáveis ou a adição de nanoargilas são formas de se obter materiais de baixo custo, com melhores propriedades e compostáveis. O objetivo geral deste trabalho foi o desenvolvimento e avaliação de blendas poliméricas e nanocompósitos, obtidos por extrusão, extrusão de filme tubular e injeção, cujo principal componente da matriz polimérica foi o amido. No artigo I, para estudar o efeito da nanoargila sobre as propriedades mecânicas e estruturais de blendas poliméricas extrusadas de amido e gelatina, quatro misturas foram obtidas, sendo que as proporções de amido, gelatina, glicerol e água (100:20:40:40) foram mantidas constantes, enquanto o teor de nanoargila das blendas variou de 0 a 2,5%. Os resultados de difração de raios-X dos nanocompósitos revelaram a expansão dos espaços interlamelares consistentes com um processo de intercalação e, consequentemente, foi observado o aumento da resistência à tração (RT). No artigo II, para obtenção dos filmes de blendas poliméricas de amido de milho nativo (AN) e amido reticulado (AM) e poli (adipato de butileno-co-tereftalato) (PBAT) o processo de extrusão de filme tubular foi empregado. Para definição das misturas para produção dos filmes foi usada a metodologia de planejamento de misturas. As propriedades de tração dos filmes foram determinadas nas direções de fabricação (DF) e transversal (DT). Verificou-se que tanto para RT na DF quanto para o alongamento na ruptura (AR) na DF, os maiores valores de resposta, 5,48 MPa e 41,79%, respectivamente, foram encontrados para as composições localizadas próximo ao vértice do triângulo, correspondente às menores concentrações de AM e maiores concentrações de AN. Através da análise do perfil de desejabilidade, obteve-se a mistura ótima, correspondente à formulação com 60% de AN, 10% de AM e 30% de PBAT, que foi avaliada quanto às propriedades de barreira e estruturais (Artigo III). O filme de AN/AM/PBAT 60:10:30 apresentou coeficientes de permeabilidade ao vapor de água e ao oxigênio de 7,56 x 10-6 g. m-1.Pa-1.dia-1 e de 4997 cm3.µm.m-2.dia-1.atm-1, respectivamente. A análise das micrografias de microscopia eletrônica de varredura dos filmes mostrou uma estrutura heterogênea e a presença de grânulos de amido intactos, também visualizados nas micrografias de luz polarizada. Os espectrogramas de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier e módulo de refletância total atenuada, revelaram que não houve uma boa compatibilização entre os amidos e o PBAT. O ensaio de degradação em solo simulado revelou que após 27 dias, o filme de AN/AM/PBAT 60:10:30 não apresentava fragmentos visíveis, enquanto o filme de PBAT puro havia perdido somente 1,5 % de sua massa inicial. No artigo IV, blendas de AN e PBAT foram obtidas por injeção para avaliar a variação das propriedades mecânicas, em função do tempo de permanência no solo. Verificou-se que, de uma forma geral, a blenda de AN/PBAT 50:50 apresentou uma redução na RT em função do tempo de enterramento no solo (cerca de 50% após 30 dias em solo), enquanto que a blenda de AN/PBAT 60:40 apresentou um comportamento completamente distinto, exibindo um aumento da RT em função do tempo de permanência no solo. Concluiu-se, portanto, que a obtenção de blendas poliméricas e nanocompósitos, à base de amido, empregando-se os processos de extrusão, extrusão de filme tubular e injeção, é uma alternativa tecnologicamente viável para o estudo e desenvolvimento de produtos plásticos biodegradáveis/compostáveis / Abstract: Starch plastics have limited applications due to poor mechanical properties and processability, in addition to being hydrophilic. To overcome these shortcomings, the combination of starch with other biodegradable polymers or the addition of nanoclays are ways to obtain low-cost compostable materials with improved properties. The aim of this work was the development and evaluation of polymeric blends and nanocomposites, obtained by extrusion, blown film extrusion and injection, whose main component of the polymeric matrix was starch. In article I, to study the effect of nanoclays on the mechanical and structural properties of extruded starch-gelatin blends, four mixtures were obtained with proportions of starch, gelatin, glycerol and water (100:20:40:40) that were kept constant while the nanoclay content ranged from 0 to 2.5%. The X-ray diffraction results revealed an expansion of the interlayer spaces consistent with an intercalation process, and, consequently, tensile strength (RT) increases were observed. In article II, to obtain films of polymeric blends of native cornstarch (AN), cross-linked starch (AM) and polybutylene adipate co-terephthalate (PBAT), the process of blown film extrusion was employed. To set the raw material mixtures for film production the methodology of mixture design was used. The tensile properties of the films were determined in the manufacture (DF) and transverse (DT) directions. It was found that both RT and elongation at break, both in the DF, the highest responses, 5.48 MPa and 41.79% respectively, were found for the compositions located near the apex of the triangle, corresponding to lower concentrations of AM and higher concentrations of AN. By analyzing the profile of desirability, the optimum mix ratio was obtained, corresponding to the formulation with 60% native cornstarch, 10% crosslinked starch and 30% PBAT, which was evaluated for barrier and structural properties (article III). The film of AN/ AM/ PBAT 60:10:30 showed coefficients of permeability to water vapor and oxygen of 7.56 x 10-6 g. m-1.Pa-1.day-1 and 4997 cm3.µm.m-2.day-1.atm-1, respectively. The film MEV analysis showed a heterogeneous structure and the presence of intact starch granules, also visualized through polarized light microscopy. FTIR-ATR analysis revealed that there not was a good match between the starches and PBAT. The degradation test in simulated soil showed that the film, after 27 days, did not present visible fragments in soil, while the PBAT lost just 1.5% of its initial mass. In article IV, AN and PBAT blends were obtained by injection to evaluate the changes on mechanical properties as a function of length of stay in simulated soil. It was found that, in general, the blend of AN/ PBAT 50:50 showed a reduction in the RT as a function of time in the soil (about 50% after 30 days), while the blend of AN/ PBAT 60:40 presented a completely different behavior, showing an increase of RT as a function of time in soil. Therefore, obtaining starch-based polymeric blends and nanocomposites, using the processes of extrusion, blown film extrusion and injection, is a technologically feasible alternative for the study and development of biodegradable/ compostable plastic products / Doutorado / Tecnologia de Alimentos / Doutor em Tecnologia de Alimentos

O sítio Lapa Grande de Taquaraçu é um abrigo calcário em uma área limítrofe com a microrregião de Lagoa Santa no estado de Minas Gerais. A sua temporalidade, vai de 11.360 ± 110 cal AP a 1.100 ±80 cal AP, com um hiato na sua ocupação de 9.000 ± 70 a 1.100 ± cal AP. Com o objetivo de definir o uso dos recursos naturais nesse sitio, o sedimento de peças líticas não lavadas foi analisado para identificar a presença de sangue e grânulos de amido. Somado a isso, os macro vestígios carbonizados (madeiras e sementes) saídos da peneira foram classificados e pesados. Os grânulos de amidos foram separados do sedimento por diferença de densidade e analisados sob um microscópio de luz polarizada. Para detectar a presença de hemoglobina, foi realizado um teste com tiras de uranálise. Grânulos de amido de tipos variados foram achados nas peças líticas. Três peças apresentaram um positivo tênue para a presença de hemoglobina. Entre os macro vestígios, foram distinguidos diversos tipos de sementes, sendo os coquinhos dominantes no registro. Não houve uma diferença significativa na utilização de combustíveis nos distintos períodos de ocupação do sítio. Os resultados parecem concordar com pesquisas anteriores a respeito do consumo de alimentos amiláceos por parte dos habitantes antigos de Lagoa Santa. Concordam também sobre a as pesquisas de indústria lítica na região, onde os artefatos não são elaborados com vistas a usos específicos. / The site of Lapa Grande de Taquaraçu is a limestone shelter located in Minas Gerais, south-central Brazil. The site\'s chronology ranges from 11,360 ± 110 cal BP to 1,100 ±80 cal BP, with an occupation hiatus from 9,000 ± 70 to 1.100 ± cal BP. In order to define the use of natural resources on this site, sediment from unwashed stone artifacts was analyzed for the presence of blood and starch granules, coupled with this, charred macroremains from the sieve were studied. Starch granules were separated from the sediment by density difference and analyzed under a polarized light microscope. For the detection of hemoglobin, a test was performed using urine test strips. Starch granules of various types were found in all stone artifacts. Three artifacts dimmed positive for the presence of hemoglobin. Among the macroremains, various types of seeds were distinguished, being a species of a small coconut dominant in the registry. There was no significant difference in fuel use at the site\'s different occupation times. The results seem consistent with previous researches regarding the consumption of starchy foods by the ancient inhabitants of Lagoa Santa. Were also consistent with the regional lithic industry investigations, where artifacts are not created with an specific use in mind.

Embora os indivíduos construtores dos sambaquis constituam o grupo pré-histórico brasileiro melhor estudado, várias questões continuam em aberto. Algumas delas estão ligadas a estratégias de subsistência. Sabe-se que a economia desses indivíduos era baseada na pesca e que a coleta de moluscos teria papel complementar na alimentação. Mas, atualmente, estudos antracológicos e de cálculo dentário vêm demonstrando a grande importância da utilização de plantas pelos sambaquieiros. Entretanto, pouco se conhece sobre as espécies consumidas e o modo de preparo dos alimentos. O sambaqui Jabuticabeira II, localizado na região sul de Santa Catarina, apresenta indícios da utilização de plantas que incluem: artefatos líticos que se acredita que tenham sido usados para raspar, moer e quebrar vegetais; sementes de famílias de plantas que produzem frutos comestíveis; coquinhos; e restos carbonizados de lenho de uma grande diversidade de espécies. Além disso, notou-se grande número e variedade de grãos de amido no cálculo dentário dos indivíduos sepultados nesse sambaqui, sugerindo que o consumo de vegetais ricos em amido teria sido grande. O presente estudo trata, portanto, da análise de 119 microvestígios vegetais de cálculo dentário de 19 adultos de Jabuticabeira II, objetivando avaliar se ocorria, de fato, um consumo de grande variedade de vegetais amiláceos, bem como identificar quais plantas foram consumidas. Para possibilitar tal identificação, foi iniciada a elaboração de uma coleção de referência de grãos de amido de plantas nativas da região. A partir dos resultados obtidos sugere-se que os sambaquieiros de Jabuticabeira II consumiam uma grande variedade de plantas ricas em amido. Embora o número de microrrestos vegetais variasse bastante entre os indivíduos, aparentemente, não ocorria diferença quanto a dieta vegetal de acordo com sexo, classe etária ou lócus de enterramento. A presença de diatomáceas de ambientes de água salobra indicam que os recursos faunísticos consumidos eram obtidos a partir da paleolaguna. Eram consumidos órgãos de reserva subterrâneos de aráceas (inhames), Dioscorea sp. (carás), Calathea SP. (ariá) e Ipomoea batatas (batata-doce) e, possivelmente, frutos das famílias Myrtaceae (incluindo Eugenia uniflora - pitanga) e Arecaceae (palmeiras). Acredita-se que o milho (Zea mays) também fazia parte da dieta, embora não tenha sido possível discernir se era cultivado nesse sitio, ou se foi obtido através de troca com grupos cultivadores de outras regiões. Ainda que fitólitos de gramíneas possam ter sido acidentalmente incorporados ao cálculo dentário dos indivíduos de Jabuticabeira II, sugere-se que algumas gramíneas poderiam ter sido utilizadas, não somente como alimento, mas também com fins medicinais ou de higiene oral. O alimento de origem vegetal parece ter sido processado através de moagem ou maceração, assado em brasas ou cinzas ou, ainda, preparado em fornos escavados. As evidências obtidas neste trabalho não apontam para o cultivo intensivo das plantas que eram utilizadas na dieta desse grupo, mas não corroboram, nem descartam a hipótese de que o manejo ou horticultura de alguns taxa florísticos importantes tenha ocorrido / The sambaqui (shellmound) builders are the best studied ancient human group from Brazil. However, much has still to be discovered about them. It is very well known that their subsistence was based on fishing and that molluscs\' gathering was a complement to their diet. Recently, anthracology and dental calculus studies have shown the importance of plants, but very little is known about the species eaten and the processes that were used for food preparation. The Jabuticabeira II sambaqui, located in southern Santa Catarina, shows evidences of plant use that include: lithic artifacts related to food processing; seeds from plant families that produce edible fruits; palm nuts; and remains from carbonized wood from a variety of species. Besides that, a high number and variety of starch grains were recovered from the dental calculus of some skeletons, suggesting that the consumption of starchy plants was important. For the present study, plant microfossils (n=119) recovered from the dental calculus from 19 adults exhumed from Jabuticabeira II shellmound were analysed, in order to identify the species consumed and to test if, in fact, their diet consisted of a high variety of starchy plants. To allow identification, the construction of a starch reference collection from plants from the studied region was initiated. The results suggest that the individuals buried at Jabuticabeira II indeed ate a high variety of starchy plants. Despite the inter- individual variation in the number of microfossils, there seems to be no difference in the plant intake according to sex, age class and burial site. The diatoms from brackish water that were also found indicate that the faunal resources consumed were obtained from the paleolagoon nearby. Underground storage organs from the Araceae family (arum family), Dioscorea sp. (yams), Calathea sp. (llerén), Ipomoea batatas (sweet potato), and possibly fruits from the Myrtaceae family, including Eugenia uniflora (pitanga), and Arecaceae family (palm trees) were eaten. Although corn starch (Zea mays) grains were also identified, it is not yet clear if it was cultivated in Jabuticabeira II, or if it was obtained through exchange with cultivators from other sites. The grass leaf phytoliths that were also recovered suggest that plants from the Poaceae family could have been used as medicine or for oral hygiene. Plant food seems to have been processed through grinding, toasting in ashes, and maybe in underground ovens. Finally, there is no evidence that suggests that plants were cultivated in Jabuticabeira II, but the management of some botanical taxa cannot be excluded

Phytochromes (PHYs) and plant hormones have been emerging as important regulators of fleshy fruit physiology and quality traits; however, the relevance of PHY-hormonal signaling crosstalk in controlling fruit development and metabolism remains elusive. This Thesis assesses the role of PHYs and their interplay with auxins, cytokinins and ethylene during the regulation of tomato (Solanum lycopersicum) fruit development and ripening, with a focus on the control of the plastid biogenesis, sugar metabolism and carotenoid accumulation. In Chapter I, we present evidence that the deficiency in PHY chromophore phytochromobilin (PΦB) biosynthesis, which leads to a global deficiency in functional PHYs, represses fruit chloroplast biogenesis in immature fruits and inhibits fruit sugar accumulation by transcriptionally downregulating sink- and starch biosynthesis-related enzymes. Genetic and physiological evidence suggested the involvement of both auxins and cytokinins as mediators of the negative impact of PΦB deficiency on fruit sink strength and chloroplast formation. During the ripening phase, PΦB deficiency was shown to delay the rise in climacteric ethylene production, affecting the ripening initiation rather than its progression. PHY-hormonal signaling crosstalk was shown to be active not only in the more externally positioned fruit tissues (i.e., pericarp) but also in the most inner fruit regions (i.e., columella). We, therefore, concluded that the global deficiency in functional PHY drastically affects fruit sugar metabolism, chloroplast formation as well as the timing of ripening via an intricate interplay involving phytochromes, auxins, cytokinins and ethylene. In Chapter II, we employed fruit-specific RNAi-mediated silencing of PHY genes to shed light on the specific role played by fruit-localized PHYs and their downstream signaling cascades on tomato fruit physiology and quality traits. Data revealed that fruit-localized SlPHYB2 negatively regulates chlorophyll accumulation in immature fruits whereas SlPHYA positively influences the plastid division machinery. Both SlPHYA and SlPHYB2 were shown to play overlapping, yet distinct, roles in controlling fruit starch metabolism and carotenoid biosynthesis. Our data implicated cytokinin signaling-related proteins as mediators of the SlPHYA-dependent regulation of plastid division machinery, and specific AUXIN RESPONSE FACTORs as intermediates in the PHY-mediated regulation of fruit sugar and carotenoid metabolisms. We concluded that fruit-localized SlPHYA- and SlPHYB2-mediated light perception regulate fruit plastid biogenesis as well as sugar and carotenoid metabolisms via coordinated changes in key components of both auxin and cytokinin signaling cascades. Altogether, this study brings important insights into the combined action of PHYs and hormones in the control of fruit plastid biogenesis and highlights that the interplay between PHY-hormonal signaling cascades influences essential features of tomato fruit quality, such as the sugar and carotenoid accumulation / Fitocromos (PHYs) e fitormônios têm sido caracterizados como importantes reguladores da fisiologia e qualidade de frutos carnosos; todavia, a importância de interações entre a sinalização hormonal e dos PHYs no controle do desenvolvimento e metabolismo de frutos ainda permanece pouco elucidada. Este trabalho de Tese avaliou o papel dos PHYs e das suas interações com as auxinas, as citocininas e o etileno sobre a regulação do desenvolvimento e amadurecimento de frutos de tomateiro (Solanum lycopersicum), particularmente no que tange ao controle da biogênese plastidial e metabolismos de açúcares e de carotenoides. No Capítulo I são apresentadas evidências de que a deficiência na produção de fitocromobilina (PΦB), a qual resulta numa deficiência global in PHYs funcionais, impacta negativamente a biogênese de cloroplastos em frutos imaturos e inibe o acúmulo de açúcares por meio da repressão transcricional de enzimas relacionadas a biossíntese de amido e força de dreno nos frutos. Evidências genéticas e fisiológicas indicaram o envolvimento tanto das auxinas quanto das citocininas como mediadoras do impacto negativo da deficiência de PΦB sobre a força de dreno dos frutos bem como na formação de cloroplastos. Durante a fase de amadurecimento, a deficiência em PΦB atrasou a produção climatérica de etileno, afetando o início do amadurecimento mas não a sua progressão. As interações entre PHYs e hormônios mostraram-se ativas não apenas nos tecidos posicionados mais externamente (i.e., pericarpo) mas também nas regiões mais internas do fruto (i.e., columela). Conclui-se, portanto, que a deficiência global em PHYs funcionais afeta drasticamente o metabolismo de açucares, formação de cloroplastos, bem como o tempo de amadurecimento através de uma interação complexa envolvendo fitocromos, auxinas, citocininas e etileno. No Capítulo II utilizamos o silenciamento fruto-específico de PHYs a fim de desvendar de que forma a fisiologia e parâmetros de qualidade do tomate seriam regulados por PHYs presentes no próprio fruto. Os dados obtidos revelaram que moléculas de SlPHYB2 presentes no próprio fruto regulam negativamente o acúmulo de clorofilas nos frutos imaturos, já as de SlPHYA influenciam positivamente a maquinaria de divisão plastidial, e tanto SlPHYA quanto SlPHYB2 desempenham papel sobrepostos, porém distintos, no controle do metabolismo de amido e acúmulo de carotenoides em frutos de tomateiro. Evidências sugerem que proteínas relacionadas à sinalização de citocininas atuariam como mediadoras do impacto de SlPHYA sobre a maquinaria de divisão plastidial, e que AUXIN RESPONSE FACTORs específicos seriam intermediários no controle dos PHYs sobre os metabolismos de açúcares e carotenoides. Conclui-se, dessa forma, que a percepção de luz mediada por moléculas de SlPHYA e SlPHYB2 presentes no próprio fruto regulam a biogênese plastidial e os metabolismos de açúcares e carotenoides por meio de alterações coordenadas em componentes chaves das cascatas de sinalização de auxinas e citocininas. Quando combinados, os dados obtidos neste estudo apresentam novidades importantes sobre a ação conjunta de PHYs e fitormônios no controle da biogênese plastidial e demonstram que a interação entre esses sinalizadores influencia características essenciais da qualidade de frutos de tomateiro, tais como o acúmulo de açúcares e de carotenoides

O desenvolvimento e o amadurecimento de frutos são processsos complexos e organizados, ondeo fitormônios, como o ácido indol-3-acético (AIA), o ácido abscísico (ABA) e o etileno desempenham papel relevante. Dentro os processos característicos do amadurecimento, a degradação do amido apresenta impacto direto sobre a qualidade da manga, sendo practicamente todo degradao a síntese de sacarose. Várias enzimas participam da degradação do grânulo de amido, como também em bananas. A mobilização do amido em mangas Keitt parece estar dissociada temporalmente da evolução do etileno; e as variações nos níveis de AIA e ABA sugerem um possível papel na sinalização para mobilização do amido. A biossíntese da sacarose foi atrasada pelo 1-MCP, um antagonista do etileno, sugerindo redução na velocidade do fluxo de carbono do amido para síntese da sacarose que pode ser, resultante das alterações no metabolismo da maltose proveniente da degradação do amido. / The fruit development and ripening are organized and complex processes where phytohormones, like indol-3-acetic acid (IAA), abscisc acid (ABA) and ethylene have a pivotal role. In mango fruit one of the main metabolisms that have direct impact in the mango quality is the starch degradation, practically being all degrated the synthesis of sacarose. Some enzymes participate of the degradation, as hidrolases (alfa and beta-amylases, disproportionating enzymes) and phosphorylases, described also in bananas. The mobilization of the starch in Keitt mangoes it does not seem to be temporally associated with ethylene; and variations in the IAA and ABA levels suggest their possible role in the signalling for the starch. Sucrose biosynthesis was delayed by 1-MCP indicating a reduction in the speed of the carbon flux from the starch that it can be, resultant of the alterations in the metabolism of maltose provenient from the starch degradation.

Avaliando-se, em ratos a glicemia produzida pela ingestão de diferentes alimentos contendo carboidratos complexos e, através de ensaios \"in vitro\", observou-se que as sementes de leguminosas (feijão e lentilha) produziram menores respostas glicêmicas do que a dos cereais (arroz, pão, macarrão, farelo de trigo, polenta, farinha de milho e extrusado de milho) e dos tubérculos ( batata, mandioca, farinha de mandioca e beiju) (p<0,05). Observou-se, ainda correlação positiva entre as respostas \"in vivo\" e os ensaios de digestibilidde \"in vitro\" (r=0,95 p<0,0l). As causas das diferenças observadas não são ainda bem conhecidas. Nas análises \"in vitro\" com feijões que sofreram diferentes tratamentos e por observações ao microscópio óptico, verificou-se que com o aumento do tempo de cocção ocorreu descompactação celular, porém a parede celular que envolve os grânulos não sofreu ruptura. A resistência oferecida à desintegração parece ser um dos possíveis fatores responsáveis pela menor digestibilidade das sementes de leguminosas. / The determination of postprandial glycemia from ingest of different foods contained complex carbohydrates, \"in vivo\" and \"in vitro\" assays, showed that leguminous seeds (bean and lentil) produced lower glycemic responses than those from the cereals (rice, bread, macaroni, wheat bran, porridge corn, cornflakes and corn flour) and the tubercles (potato, cassava, cassava flour and \"beiju\") (p<0,05). positive relationship between the \"in vivo\" responses and the \"in vitro\" digestibility assays (r=0,95, p<0,0l) was observed. The causes of the observed differences werenot knomn yet. In the \"in vitro\" analysis, heat treatment and optical microscope with beans were applied. The results from optical microscope revealed that the longer the cooking time was the greater the cell separated. And no damages on bean cell walls were observed. The resistance of cell wall to heat damage could be one of possible factors for the lower digestibility of the leguminous seeds.

A maca é uma raiz aromática com 52 a 76% de carboidratos e seu período de conservação pós-colheita é bastante longo, sem demonstrar sinais de deterioração. O mecanismo de degradação do amido e dos componentes da parede celular via ação enzimática não eram ainda conhecidos. O objetivo do trabalho foi caracterizar a ação de enzimas amilolíticas e pectinolíticas nessas raízes, bem como a morfologia do grânulo de amido e a composição centesimal. Os resultados mostraram que foi obtida a purificação parcial de &#946;-amilase com peso molecular aproximado de 57 kDa, com atividade máxima a 40,7 ºC e pH de 5,1. A pectinesterase foi extraída a pH 6,0 com maior atividade a 49,4ºC e pH 6,6 a maior atividade da poligalacturonase foi a 46 ºC e pH 5,4, quando extraída a pH 8,5.O teor de amido total foi de 8,92%, os grânulos apresentaram morfologia oval em observados em microscopia eletrônica de varredura (MEV). / Maca is an aromatic root that contends 52 to 76 per cent of carbohydrates and is very stable for a long period without signals of deterioration. The degradation mechanisms of the reserve carbohydrates and the cell wall components by enzymatic way had not been described yet. The main objective of this study was the identification of inner enzymes which degrades the starch and the pectins; the others objectives were the analysis and the morphology of the starch grains as well as the root\'s contend composition. The results showed that was obtained the partial purification of a &#946;- amylase, characterized by the molecular mass of 57 kDa, with a highest activity at 40.7 °C and pH 5.1. The pectinesterease was extracted with a pH of 6.0 and its maximum activity was at 49.4 °C and pH 6.6; the polygalacturonase was extracted with a pH of 8.5 and its top activity was achieved at 46 °C and pH 5.4. The total contend of starch was 8.92 % and the grains had an oval morphology observed by SEM.

A germinação do milho (Zea mays L.) é usada no processamento de alimentos pela ativação de enzimas endógenas em benefício das propriedades sensoriais, nutricionais e funcionais. Dados sobre alterações composicionais em sementes germinadas são escassas, sobretudo em sementes geneticamente modificadas. Neste estudo foram avaliadas quatro variedades de milho, duas geneticamente modificadas (G1 e G3) e suas genitoras convencionais (C1 e C3), durante as duas primeiras fases da germinação, enfocando a composição química, o desenvolvimento de atividades amilolíticas, as mudanças na concentração e morfologia do amido, e o perfil das proteínas remanescentes durante um período de 72h. As sementes germinaram rapidamente ocorrendo a primeira protrusão radicular às 12 h após a embebição, ao atingirem um teor de umidade de aproximadamente 20%. A atividade de &#945;-amilase alterou-se após 24 h, seguida por acentuada elevação até o tempo 72h. A atividade &#946;-amilásica foi detectada desde o início dos ensaios de germinação, caracterizada por incremento constante até 48h entre as sementes convencionais e até 72h entre as sementes modificadas. Os níveis de atividade amilolítica total permaneceram elevados no decorrer da germinação, com maior intensidade nas variedades GM, porém com os perfis das hidrólises semelhantes. A redução dos teores de amido foi observada após as 12h e 24h, indicando o início da mobilização de reservas de carboidratos. As alterações morfológicas no grânulo de amido nas diferentes etapas da germinação foram acompanhadas por microscopia eletrônica de varredura, com resultados semelhantes nas quatro variedades investigadas. Diferenças significativas foram observadas apenas nas composições químicas e nos perfis proteicos entre os dois grupos de sementes de milho (C1-G1 e C3-G3), indicando variação normal entre as variedades convencionais genitoras, sem comprometer a segurança dos milhos GM, nem tampouco o emprego em processos fermentativos. Ao contrário, as sementes de milho GM apresentaram mobilização mais rápida do amido nas primeiras duas fases da germinação. / The maize (Zea mays L.) germination activates endogenous enzymes that is useful on food processing to develop sensorial, nutritional, and functional properties. Data about germinated seeds are scarce, especially in genetically modified seeds. In this study we evaluated four maize varieties, two genetically modified (G1 and G3) and their conventional parents (C1 and C3) during the first two steps of germination, focusing on the chemical composition, changes in the starch concentration and morphology, the development of amylolytic activity and the profile of the proteins remaining during a period of 72h. The seeds germinate quickly occurring the first roots protrusion at 12 hours after imbibition, to reach a moisture content of approximately 20%. The activity of &#945;amylase changed after 24 h, followed by marked elevation until 72 hours. The activity of &#946;-amylase was detected since the beginning of the tests of germination, characterized by the constant increase until 48 hours by the conventional seeds up to 72h by the modified seeds. The levels of total amylolytic activity stay high in the course of germination, with a greater intensity in the GM varieties, however with the similar hydrolysis profiles. The reduction of the levels of starch was observed after 12h and 24h, indicating the beginning of the mobilization of the carbohydrate reserves. The morphological changes in the starch granules at the different stages of germination were observed by scanning electron microscopy, with similar results in the four varieties investigated. Significant differences were observed only in chemical compositions and in profiles the protein between the two groups of the corn seeds (C1-G1, and C3-G3), indicating normal variation between conventional varieties, without compromising the safety of the GM maize, or their employment in fermentative processes. In contrast, GM maize seeds showed faster mobilization of starch in the first two stages of germination.