COSTA, Ana Karoline de Oliveira. Aspectos físico-químicos e nutricionais da amêndoa e óleo de coco de babaçu (Orbignya phalerata Mart.) e avaliação sensorial de pães e biscoitos preparados com amêndoas. 2014. 68 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Vitor Campos (vitband@gmail.com) on 2016-09-28T23:11:49Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_akocosta.pdf: 2147548 bytes, checksum: dd9a749311c9b23ac8451bd56d17171a (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-10-04T18:03:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_akocosta.pdf: 2147548 bytes, checksum: dd9a749311c9b23ac8451bd56d17171a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-04T18:03:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_akocosta.pdf: 2147548 bytes, checksum: dd9a749311c9b23ac8451bd56d17171a (MD5) Previous issue date: 2014 / Babassu is the generic name given to oil palm belonging to the Palmae family and members of the genera and Orbignya Attalea. It is native of the transition zone between the cerrado and the Amazon rainforest. The potential use of babassu in several activities are large, since food and clothing until alternative energy elements. View of these facts, this study aimed to determine the chemical composition of almond, evaluate chemical, physical and physico-chemical aspects of babassu coconut oil removed by different methods of extraction and prepare bread and biscuit with ground almonds. The kernels of babassu coconut used in this study were from the city of Ipaporanga in the central hinterland of Ceará. By milling the bran (OpAM) was obtained laboratory oils. Babassu nut oil was removed by extraction with hot solvent (Soxhlet) (OpES) by hydraulic pressing (OpPH) and the solvent cold (Blight and Dyer) (OpEF). Two artisanal samples from the states of Pará (OpP) and Maranhão (OPM) were acquired. The chemical composition of the OpAM and its water activity were analysed. Samples OpPH, OpEF, OpM and OpP were analyzed for fatty acid composition, thiobarbituric acid reactive substances test, acid value, Rancimat induction period and color measurement. Cookie and bread with almond babaçu in its composition have been developed. The acceptance was evaluated by means of a structured hedonic scale of nine categories. OpAM has 2% protein, 49.5% fat, 42.4% carbohydrates and water activity of 0.67. No statistical differences were found between the techniques of extraction of babassu coconut that presents as major oil fatty acids saturated fatty acids, especially lauric (41,55%), myristic (14.58%) and the unsaturated oleic (15, 73%). No samples tested positive in the thiobarbituric acid reactive substances test. Also showed low levels of acidity. The babassu coconut oil showed good oxidative stability, high induction period. The samples tended to green and yellow colors, according to the parameters of the CIELAB scale. Cookie and biscuits prepared with ground almonds showed excellent sensory acceptance, taking the bread a slightly higher score. / Babaçu é o nome genérico dado às palmeiras oleaginosas pertencentes à família Palmae e integrantes dos gêneros Orbignya e Attalea. É nativo da zona de transição entre o cerrado e a floresta amazônica. As possibilidades de aproveitamento do babaçu em diversas atividades são amplas, da alimentação e vestuário até elementos energéticos alternativos. Diante do exposto, este trabalho teve como objetivo determinar a composição centesimal de amêndoa, avaliar os aspectos químicos, físicos e físico-químicos do óleo de coco babaçu removido pelos diferentes métodos de extração e elaborar pão e biscoito com a amêndoa ralada. As amêndoas de coco babaçu utilizadas neste trabalho foram provenientes da cidade de Ipaporanga, no sertão central do estado do Ceará. Através de moagem foi obtido um farelo (OpAm) do qual foram extraídos os óleos laboratoriais. O óleo de coco babaçu foi removido por extração com solvente a quente (Soxhlet) (OpES), por prensagem hidráulica (OpPH) e com solvente a frio (Blight e Dyer) (OpEF). Foram adquiridas duas amostras artesanais dos estados de Pará (OpP) e Maranhão (OpM). Analisou-se a composição centesimal de OpI e sua atividade de água. As amostras OpES, OpPH, OpEF, OpP e OpM foram submetidas a análises de composição de ácidos graxos, teste de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico, índice de acidez, período de indução por Rancimat e medição de cor. Foram desenvolvidos biscoito e pão com a amêndoa do coco babaçu em sua composição. A aceitação foi avaliada por meio de uma escala hedônica estruturada de nove categorias. OpAm apresenta 2% de proteínas, 49,5% de lipídios, 42,4% de carboidratos e atividade de água de 0,67. Não foram encontradas diferenças estatísticas entre as técnicas de extração do óleo de coco babaçu que apresenta como ácidos graxos majoritários os saturados, destacando-se o láurico (41,55%), o mirístico (14,58%) e o insaturado oleico (15,73%). Nenhuma amostra apresentou resultados positivos no teste de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico. Apresentaram ainda baixos índices de acidez. O óleo de coco babaçu apresentou boa estabilidade oxidativa, com alto período de indução. As amostras apresentaram tendência às cores verde e amarela, segundo os parâmetros da escala CIELAB. Pão e biscoito elaborados com a amêndoa ralada apresentaram excelente aceitação sensorial, tendo o pão uma nota ligeiramente maior.

O presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito do ultrassom em diferentes etapas: no pré-tratamento da lipase de Burkholderia cepacia (lipase PS), na preparação do derivado imobilizado desta enzima em um suporte híbrido composto por sílica e ?-ciclodextrina e na síntese de biodiesel utilizando o óleo de babaçu e etanol como matérias primas. Na primeira parte do trabalho foi realizada a caracterização do suporte híbrido polissiloxano-?-ciclodextrina (SiO2-?CD). Os resultados foram comparados com os dados de caracterização do suporte híbrido polissiloxano-álcool polivinílico (SiO2-PVA). Os derivados imobilizados e a lipase PS na sua forma livre foram caracterizados quanto aos seus parâmetros cinéticos (Km e Vmax) e estabilidade térmica (Kd) a 60 ?C e quanto às suas propriedades morfológicas por meio das seguintes análises: microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de difração de raio-X (DRX), área superficial, tamanho e volume de poro (método BET) e termogravimetria (TGA). De um modo geral, o derivado imobilizado PS/SiO2-?CD apresentou um desempenho similar ao do PS/SiO2-PVA quanto a morfologia, propriedades cinéticas e térmicas e aplicação na etanólise do óleo de babaçu. Na segunda parte do trabalho estudou-se a influência do ultrassom na atividade hidrolítica da lipase livre, na preparação do derivado imobilizado e na reação de transesterificação. A atividade hidrolítica da solução enzimática (lipase PS) sonicada durante 2 h diminuiu em cerca de 40%. Os derivados imobilizados preparados tanto pelo método convencional (somente agitação magnética), como pela influência do ultrassom tiveram preservadas as suas características morfológicas e atividades hidrolíticas. Foi observada a possibilidade de redução nos tempos envolvidos nas etapas de preparação do derivado imobilizado. Na síntese de biodiesel, utilizando óleo de babaçu e etanol catalisada por PS/SiO2-?CD, na razão de 1:7 a 45°C o rendimento de transesterificação sob efeito de ondas ultrassonoras, teve uma redução de 67% no tempo de reação para um rendimento de 80% em relação a reação realizada por agitação magnética. A variação na razão molar não alterou significativamente o rendimento, pois em 8 h de reação no ultrassom, nas mesmas condições, o rendimento na razão de 1:4 e 1:10 foram respectivamente 68% e 55%. / The present work aimed at studying the effect of ultrasound as pre-treatment of Burkholderia cepacia lipase (lipase PS), in preparation of this enzyme immobilized on a hybrid support composed by silica and ?-cyclodextrin and in the synthesis of biodiesel using babassu oil and ethanol as raw materials. In the first step of the work was developed the characterization of the hybrid support polysiloxane-?cyclodextrin (?CD-SiO2). Such results were compared with the polysiloxane-polyvinyl alcohol (SiO2-PVA) results. The free and immobilized lipase PS were characterized regarding their kinetic parameters (Km and Vmax) and thermal stability at 60°C and regarding their morphological properties by the following analysis: scanning electron microscopy (SEM), spectroscopy of x-ray diffraction (XRD), surface area, size and volume pore (BET) and thermogravimetric analysis (TGA). In general, the derivative PS/SiO2-?CD showed similar performance to PS/SiO2-PVA regarding morphology, kinetic and thermal proprieties and application in the ethanolysis of babassu oil. In the second step of the work was studied the influence of ultrasound on hydrolytic activities of free enzyme, immobilized derivative preparation and transesterification reaction. The hydrolytic activities of enzyme solution (lipase PS) sonicated for 2 h decreased by about 35 %. Both immobilized derivatives prepared by the convention method (just magnetic stirring), as the influence of ultrasound had preserved their morphological characteristics and hydrolytic activities. It was observed the possibility of time reducing involved in the steps of immobilized derivative preparation. In the synthesis of biodiesel using babassu oil and ethanol catalyzed by PS/SiO2-?CD, at a ratio of 1:7 at 45°C the yield of transesterification under influence of ultrasound waves, had time reduction of 67% (when yield was 80%) in relation to reaction carried out by magnetic stirring. The variation in molar ratio didn\'t alter the yield, sifnificantly, because in 8 h of ultrasound reaction under the same conditions, the yield in the molar ratio of 1:4 and 1:10 were respectively 68% and 55%.

O estilo de vida contemporâneo tem aumentado a demanda por produtos alimentícios que proporcionem benefícios à saúde como os alimentos funcionais. Entretanto, a incorporação de diversos compostos bioativos nas matrizes alimentícias é dificultada pela característica hidrofóbica da maioria destes compostos, que também desfavorece a absorção no intestino. Este é o caso de muitos flavonoides como a quercetina, e sistemas de encapsulação como as micropartículas lipídicas sólidas são capazes de diminuir estes problemas. O presente trabalho de Mestrado teve como objetivo avaliar a digestibilidade in vitro de micropartículas lipídicas sólidas produzidas com óleo de babaçu como fonte de triacilglicerois de cadeia média (MCTs) e triestearina, e a bioacessibilidade da quercetina encapsulada nestes sistemas lipídicos. Foram produzidas dispersões variando-se a concentração de tensoativo (de 2,0 a 4,0%) e de óleo de babaçu (1,2, 2,0 e 2,8%). Os sistemas produzidos apresentaram diâmetro médio que variou de 700 nm a 1800 nm para as diferentes formulações e estabilidade físico-química durante 30 dias. Os resultados obtidos nos ensaios de digestibilidade in vitro indicam uma maior tendência de desestabilização dos sistemas produzidos com mais óleo de babaçu na fase gástrica. O resultado da hidrólise dos triacilglicerois mostrou que 30% de ácidos graxos foram liberados na fase intestinal, independente da formulação de micropartículas lipídicas. Os resultados de bioacessibilidade indicaram que em baixas concentrações de tensoativo há influência da concentração de triacilglicerois de cadeia média nas formulações e os resultados mais altos foram obtidos para as partículas contendo 2,8% de óleo de babaçu e 2,0% de tensoativo. Desta forma, pode-se concluir que os sistemas produzidos neste trabalho foram eficientes para preservação da quercetina, o que possibilita sua incorporação em sistemas alimentícios e também aumentou a bioacessibilidade deste bioativo. / Contemporary lifestyle has increased the demand for food products that provide health benefits as functional foods. However, the incorporation of bioactive compounds in food matrices is hampered by hydrophobic character of the majority of this compounds which also difficult the absorption in the intestine. This is the case of many flavonoids such as quercetin which has reduced bioactivity in plants. Encapsulation systems such as solid lipid microparticles are capable of solving these problems. The objective of this study was to evaluate the in vitro digestibility of solid lipid microparticles produced with babassu oil as a source of medium chain triacylglycerols (MCTs) and tristearin, besides the bioaccessibility of quercetin encapsulated in these lipid systems. Dispersions were produced by varying the surfactant (2.0 to 4.0%) and MCT (1.2, 2.0 and 2.8%) concentrations. The systems produced showed an average diameter ranging from 700 nm to 1800 nm for different formulations and colloidal stability for 30 days. The results obtained in the in vitro digestibility assays indicate a higher tendency to destabilization in gastric phase of the systems produced with more babassu oil. 30% of fatty acids were released in the intestinal phase for all formulations. The results indicated that bioaccessibility at low surfactant concentrations has the influence of the concentration of MCT in formulations. The highest results were obtained for particles containing 2.8% of babassu oil and 2.0% of surfactant. Thus, we can conclude that the systems produced in this work were efficient for preservation of quercetin, which allows its incorporation in food systems and also increased the bioaccessibility of this bioactive.

O presente projeto teve como objetivo estudar a aplicação de campos eletromagnéticos de alta freqüência (micro-ondas) em processos enzimáticos, particularmente na síntese enzimática de biodiesel a partir da etanólise de óleos vegetais em meio isento de solvente. A enzima indicada para esse tipo de processo - lipase (EC 3.1.1.3) foi usada na forma imobilizada e os ensaios foram realizados utilizando óleos vegetais de baixo custo (babaçu e palma) e etanol como fontes de matérias-primas. Para cada óleo vegetal foi usada uma específica preparação de lipase, tomando por base resultados anteriormente obtidos. Para o óleo de babaçu foi utilizada a lipase de Burkholderia cepacia-PS, enquanto para o óleo de palma foi empregada a lipase de Pseudomonas fluorescens-AK. O trabalho experimental foi desenvolvido em três etapas. Na primeira etapa, a lipase de Burkholderia cepacia-PS foi imobilizada em dois suportes não comerciais, um inorgânico (Nb2O5) e outro inorgânicoorgânico (híbrido, SiO2-PVA) visando determinar o suporte mais adequado para imobilizar esta específica preparação de lipase. Os derivados imobilizados resultantes foram caracterizados quanto suas propriedades bioquímicas (pH e temperatura), cinéticas (Km e Vmax); estabilidade térmica (60 ?C) e posteriormente utilizados na reação de interesse. Os resultados obtidos indicaram que o derivado imobilizado na matriz híbrida (SiO2-PVA) foi mais estável termicamente e mais eficiente para mediar a reação de etanólise do óleo de babaçu, alcançando 90,1% de rendimento em 24 h. Esta matriz também foi utilizada para imobilizar a lipase de Pseudomonas fluorescens-AK. Na segunda etapa do trabalho, foram realizados testes de estabilidade térmica das lipases imobilizadas em SiO2-PVA no reator de micro-ondas (Discover/University-Wave, Cem Corporation). Os testes foram realizados a 60?C em meio orgânico, revelando tempos de meia-vida da ordem de 5,63 e 8,22 h, respectivamente para Burkholderia cepacia e Pseudomonas fluorescens. Na última etapa, buscou-se por meio da utilização de um método estatístico, determinar as condições adequadas de transesterificação para cada óleo vegetal. Esta etapa foi realizada por meio de uma matriz de planejamento fatorial, avaliando simultaneamente a influência da temperatura e razão molar na síntese do biodiesel. Para a etanólise do óleo de babaçu, a formação dos ésteres etílicos foi fortemente influenciada pelas variáveis quadráticas (X12, X22), razão molar e temperatura, respectivamente. O modelo matemático proposto permitiu prever as condições necessárias que favorecem o alcance de elevados rendimentos da produção de biodiesel, sendo a reação maximizada (100%) em 10h de reação para meios reacionais constituídos de uma razão molar de 1:12 (óleo/etanol) a 50 ºC. Para a etanólise do óleo de palma, a formação dos ésteres etílicos foi fortemente influenciada pelas variáveis lineares (X1, X2), razão molar e temperatura, respectivamente. O modelo matemático proposto indicou que os níveis baixos temperatura (43°C) e razão molar 1:8 (óleo/etanol) conduzem a uma conversão de 97% dos ácidos graxos presentes no óleo de palma em ésteres etílicos em apenas 12 h de reação. Os resultados obtidos indicam que o desenvolvimento de reações enzimáticas assistidas por micro-ondas constitui um procedimento potencial para a produção de biodiesel tendo em vista que foi possível diminuir os tempos de reação, demonstrando a viabilidade do processo enzimático proposto para ambos óleos vegetais, com vantagens adicionais em relação ao processo submetido ao aquecimento convencional. / The objective of this project was to study the application of electromagnetic fields of high frequency (microwave) in enzymatic process, especially in the synthesis of biodiesel by the ethanolysis of vegetal oils in a solvent free system. The indicated enzyme for this process - lipase (EC 3.1.1.3) was used in an immobilized form and the assays were carried out using low cost vegetal oils (babassu oil and palm oil) and ethanol as raw material sources. For each vegetal oil a specific lipase preparation was used based on previous results. For babassu oil lipase from Burkholderia cepacia-PS was used while for palm oil lipase from Pseudomonas fluorescens-AK. The experimental work was developed in three steps. In the first, lipase from Burkholderia cepacia-PS was immobilized on two non-commercial matrixes, as inorganic matrix (niobium oxide, Nb2O5) and hybrid matrix (polysiloxane-polyvinyl alcohol, SiO2- PVA) aiming to determine the most suitable matrix to immobilize this specific preparation of lipase. The resulting immobilized derivatives were analyzed regarding their biochemical properties (pH and temperature), kinetic properties (Km and Vmax) and thermal stability (60oC) following their applications in the reaction proposed. The results obtained indicated that the immobilized derivate on hybrid matrix (SiO2-PVA) was more thermally stable and efficient to mediate the ethanolysis reaction of babassu oil, reaching a yield of 90.1% in 24 h. This matrix was also used to immobilize lipase from Pseudomonas fluorescens-AK. In the second stage of work, thermal stability tests of the immobilized lipases on SiO2-PVA under microwave irradiation were performed using a microwave reactor (Discover/University-Wave, Cem Corporation). The tests were performed at 60oC in organic medium, revealing half-life times in the order of 5.65 and 8.22h, respectively for Burkholderia cepacia and Pseudomonas fluorescens. In the last stage, conditions to carry out the transesterification for each vegetable oil were determined, using a statistic method. This stage was conducted by a factorial design matrix, attaining the influence of temperature and molar ratio in biodiesel synthesis. For the ethanolysis of babassu oil, the formation of ethyl esters was strongly influenced by quadratic variables (X12, X22), molar ratio and temperature, respectively. The statistical model allowed predicting the adequate conditions that could reach high yields of biodiesel production, maximizing the reaction (100%) in 10h for reaction media consisting of a molar ratio of 1:12 (oil/ethanol) at 50oC. For ethanolysis of palm oil, the formation of ethyl ester was highly influenced by linear variables (X1, X2), molar ratio and temperature, respectively. The proposed statistic model indicated that the low levels of temperature (43oC) and ratio molar 1:8 (oil/ethanol) conduct to 97% conversion of fatty acid present on palm oil in ethyl esters in 12h of reaction. The obtained results indicated that the development of enzymatic reactions conducted by microwaves constitutes a potential procedure for the production of biodiesel in view that it was possible to reduce the reaction time, demonstrating the viability of the considered enzymatic process for both vegetal oils, with advantages adds in relation to the submitted process to the conventional heating.

O presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito do ultrassom em diferentes etapas: no pré-tratamento da lipase de Burkholderia cepacia (lipase PS), na preparação do derivado imobilizado desta enzima em um suporte híbrido composto por sílica e ?-ciclodextrina e na síntese de biodiesel utilizando o óleo de babaçu e etanol como matérias primas. Na primeira parte do trabalho foi realizada a caracterização do suporte híbrido polissiloxano-?-ciclodextrina (SiO2-?CD). Os resultados foram comparados com os dados de caracterização do suporte híbrido polissiloxano-álcool polivinílico (SiO2-PVA). Os derivados imobilizados e a lipase PS na sua forma livre foram caracterizados quanto aos seus parâmetros cinéticos (Km e Vmax) e estabilidade térmica (Kd) a 60 ?C e quanto às suas propriedades morfológicas por meio das seguintes análises: microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de difração de raio-X (DRX), área superficial, tamanho e volume de poro (método BET) e termogravimetria (TGA). De um modo geral, o derivado imobilizado PS/SiO2-?CD apresentou um desempenho similar ao do PS/SiO2-PVA quanto a morfologia, propriedades cinéticas e térmicas e aplicação na etanólise do óleo de babaçu. Na segunda parte do trabalho estudou-se a influência do ultrassom na atividade hidrolítica da lipase livre, na preparação do derivado imobilizado e na reação de transesterificação. A atividade hidrolítica da solução enzimática (lipase PS) sonicada durante 2 h diminuiu em cerca de 40%. Os derivados imobilizados preparados tanto pelo método convencional (somente agitação magnética), como pela influência do ultrassom tiveram preservadas as suas características morfológicas e atividades hidrolíticas. Foi observada a possibilidade de redução nos tempos envolvidos nas etapas de preparação do derivado imobilizado. Na síntese de biodiesel, utilizando óleo de babaçu e etanol catalisada por PS/SiO2-?CD, na razão de 1:7 a 45°C o rendimento de transesterificação sob efeito de ondas ultrassonoras, teve uma redução de 67% no tempo de reação para um rendimento de 80% em relação a reação realizada por agitação magnética. A variação na razão molar não alterou significativamente o rendimento, pois em 8 h de reação no ultrassom, nas mesmas condições, o rendimento na razão de 1:4 e 1:10 foram respectivamente 68% e 55%. / The present work aimed at studying the effect of ultrasound as pre-treatment of Burkholderia cepacia lipase (lipase PS), in preparation of this enzyme immobilized on a hybrid support composed by silica and ?-cyclodextrin and in the synthesis of biodiesel using babassu oil and ethanol as raw materials. In the first step of the work was developed the characterization of the hybrid support polysiloxane-?cyclodextrin (?CD-SiO2). Such results were compared with the polysiloxane-polyvinyl alcohol (SiO2-PVA) results. The free and immobilized lipase PS were characterized regarding their kinetic parameters (Km and Vmax) and thermal stability at 60°C and regarding their morphological properties by the following analysis: scanning electron microscopy (SEM), spectroscopy of x-ray diffraction (XRD), surface area, size and volume pore (BET) and thermogravimetric analysis (TGA). In general, the derivative PS/SiO2-?CD showed similar performance to PS/SiO2-PVA regarding morphology, kinetic and thermal proprieties and application in the ethanolysis of babassu oil. In the second step of the work was studied the influence of ultrasound on hydrolytic activities of free enzyme, immobilized derivative preparation and transesterification reaction. The hydrolytic activities of enzyme solution (lipase PS) sonicated for 2 h decreased by about 35 %. Both immobilized derivatives prepared by the convention method (just magnetic stirring), as the influence of ultrasound had preserved their morphological characteristics and hydrolytic activities. It was observed the possibility of time reducing involved in the steps of immobilized derivative preparation. In the synthesis of biodiesel using babassu oil and ethanol catalyzed by PS/SiO2-?CD, at a ratio of 1:7 at 45°C the yield of transesterification under influence of ultrasound waves, had time reduction of 67% (when yield was 80%) in relation to reaction carried out by magnetic stirring. The variation in molar ratio didn\'t alter the yield, sifnificantly, because in 8 h of ultrasound reaction under the same conditions, the yield in the molar ratio of 1:4 and 1:10 were respectively 68% and 55%.

Submitted by Daniella Santos (daniella.santos@ufma.br) on 2017-11-17T19:21:39Z No. of bitstreams: 1 LeilaSilva.pdf: 1492880 bytes, checksum: c148829492dd872495deb962291e5381 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-17T19:21:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LeilaSilva.pdf: 1492880 bytes, checksum: c148829492dd872495deb962291e5381 (MD5) Previous issue date: 2017-06-22 / PRH 39-ANP/UFMA / The present work proposes the evaluation of electrochemical procedures for the monitoring of the conversion of babassu oil to biodiesel through glycerol analysis. Firstly, a study was carried out to evaluate the best biodiesel / water ratio for the extraction of glycerol in order to verify if the variation in biodiesel and water ratios directly influence the voltammetric response of glycerol. Subsequently, a study on the oxidation of glycerol was carried out. The electrochemical measurements were performed in a potentiostat/Autolab PGSTAT12 galvanostat coupled to a three electrode electrochemical cell: platinum disk (working electrode), a platinum wire (auxiliary electrode) and Ag/AgClSat (reference electrode). The electrochemical behavior of the glycerol oxidation was evaluated in different electrolytes by means of cyclic voltammetry, with the best conditions being established for analysis in 0.1 mol L-1 BR buffer medium (pH 12). In this medium, the glycerol had an oxidation peak around -200 mV. The analytical feasibility of the determination of glycerol in biodiesel samples was studied by means of differential pulse voltammetry and in this technique some operational parameters were optimized: deposition time (30s), deposition potential (-500 mV) and pulse amplitude (150 mV), whose values provided good electroanalytical results. After 20 minutes of reaction (time chosen as sufficient for the formation of glycerol), the analyte was extracted into the aqueous phase, as determined by the optimized voltammetric procedure. An analytical and statistical evaluation showed good linearity (r = 0.996), sensitivity (3.03 μA/mol L-1), precision (1.02% to 3.16%), detection limit (0.01 mmol L-1) and quantification limit (0.04 mmol L-1). The accuracy of the procedure was evaluated by the percentage recovery of glycerol, whose recovery values varied between 99 and 113% and indicate that the proposed method is accurate and suitable for glycerol analysis during the transesterification process. / O presente trabalho propõe a avaliação de procedimentos eletroquímicos para o monitoramento da conversão do óleo de babaçu em biodiesel através da análise de glicerol. Primeiramente, foi realizado um estudo para avaliar a melhor proporção biodiesel/água para extração do glicerol com intuito de verificar se a variação na proporção de biodiesel e água influenciam diretamente na resposta voltamétrica do glicerol. Posteriormente, realizou-se um estudo sobre a oxidação do glicerol. As medidas eletroquímicas foram realizadas em um potenciostato/galvanostato Autolab PGSTAT12 acoplado a uma célula eletroquímica de três eletrodos: disco de platina (eletrodo de trabalho), um fio de platina (eletrodo auxiliar) e Ag/AgClSat (eletrodo de referência). O comportamento eletroquímico da oxidação do glicerol foi avaliado em diferentes eletrólitos por meio da voltametria cíclica, sendo as melhores condições estabelecidas para análise em meio de tampão BR 0,1 mol L-1 (pH 12). Nesse meio, o glicerol apresentou um pico de oxidação em torno de – 200 mV. A viabilidade analítica da determinação do glicerol em amostras de biodiesel foi estudada por meio da voltametria de pulso diferencial e nesta técnica foram otimizados alguns parâmetros operacionais: tempo de deposição (30s), potencial de deposição (-500 mV) e amplitude de pulso (150 mV), cujos valores proporcionaram bons resultados eletroanalíticos. Após 20 minutos de reação (tempo escolhido como suficiente para a formação do glicerol), o analito foi extraído para a fase aquosa, sendo o mesmo determinado pelo procedimento voltamétrico otimizado. Uma avaliação analítica e estatística mostrou bons resultados de linearidade (r = 0,996), sensibilidade (3,03 μA/mol L-1), precisão (1,02% a 3,16%,), limite de detecção (0,01 mmol L-1) e limite de quantificação (0,04 mmol L-1). A exatidão do procedimento foi avaliada através da porcentagem de recuperação do glicerol, cujos valores de recuperação variaram entre 99 e 113% e indicam que o método proposto é exato e adequado para análise de glicerol durante o processo de transesterificação.

O presente projeto teve como objetivo estudar a aplicação de campos eletromagnéticos de alta freqüência (micro-ondas) em processos enzimáticos, particularmente na síntese enzimática de biodiesel a partir da etanólise de óleos vegetais em meio isento de solvente. A enzima indicada para esse tipo de processo - lipase (EC 3.1.1.3) foi usada na forma imobilizada e os ensaios foram realizados utilizando óleos vegetais de baixo custo (babaçu e palma) e etanol como fontes de matérias-primas. Para cada óleo vegetal foi usada uma específica preparação de lipase, tomando por base resultados anteriormente obtidos. Para o óleo de babaçu foi utilizada a lipase de Burkholderia cepacia-PS, enquanto para o óleo de palma foi empregada a lipase de Pseudomonas fluorescens-AK. O trabalho experimental foi desenvolvido em três etapas. Na primeira etapa, a lipase de Burkholderia cepacia-PS foi imobilizada em dois suportes não comerciais, um inorgânico (Nb2O5) e outro inorgânicoorgânico (híbrido, SiO2-PVA) visando determinar o suporte mais adequado para imobilizar esta específica preparação de lipase. Os derivados imobilizados resultantes foram caracterizados quanto suas propriedades bioquímicas (pH e temperatura), cinéticas (Km e Vmax); estabilidade térmica (60 ?C) e posteriormente utilizados na reação de interesse. Os resultados obtidos indicaram que o derivado imobilizado na matriz híbrida (SiO2-PVA) foi mais estável termicamente e mais eficiente para mediar a reação de etanólise do óleo de babaçu, alcançando 90,1% de rendimento em 24 h. Esta matriz também foi utilizada para imobilizar a lipase de Pseudomonas fluorescens-AK. Na segunda etapa do trabalho, foram realizados testes de estabilidade térmica das lipases imobilizadas em SiO2-PVA no reator de micro-ondas (Discover/University-Wave, Cem Corporation). Os testes foram realizados a 60?C em meio orgânico, revelando tempos de meia-vida da ordem de 5,63 e 8,22 h, respectivamente para Burkholderia cepacia e Pseudomonas fluorescens. Na última etapa, buscou-se por meio da utilização de um método estatístico, determinar as condições adequadas de transesterificação para cada óleo vegetal. Esta etapa foi realizada por meio de uma matriz de planejamento fatorial, avaliando simultaneamente a influência da temperatura e razão molar na síntese do biodiesel. Para a etanólise do óleo de babaçu, a formação dos ésteres etílicos foi fortemente influenciada pelas variáveis quadráticas (X12, X22), razão molar e temperatura, respectivamente. O modelo matemático proposto permitiu prever as condições necessárias que favorecem o alcance de elevados rendimentos da produção de biodiesel, sendo a reação maximizada (100%) em 10h de reação para meios reacionais constituídos de uma razão molar de 1:12 (óleo/etanol) a 50 ºC. Para a etanólise do óleo de palma, a formação dos ésteres etílicos foi fortemente influenciada pelas variáveis lineares (X1, X2), razão molar e temperatura, respectivamente. O modelo matemático proposto indicou que os níveis baixos temperatura (43°C) e razão molar 1:8 (óleo/etanol) conduzem a uma conversão de 97% dos ácidos graxos presentes no óleo de palma em ésteres etílicos em apenas 12 h de reação. Os resultados obtidos indicam que o desenvolvimento de reações enzimáticas assistidas por micro-ondas constitui um procedimento potencial para a produção de biodiesel tendo em vista que foi possível diminuir os tempos de reação, demonstrando a viabilidade do processo enzimático proposto para ambos óleos vegetais, com vantagens adicionais em relação ao processo submetido ao aquecimento convencional. / The objective of this project was to study the application of electromagnetic fields of high frequency (microwave) in enzymatic process, especially in the synthesis of biodiesel by the ethanolysis of vegetal oils in a solvent free system. The indicated enzyme for this process - lipase (EC 3.1.1.3) was used in an immobilized form and the assays were carried out using low cost vegetal oils (babassu oil and palm oil) and ethanol as raw material sources. For each vegetal oil a specific lipase preparation was used based on previous results. For babassu oil lipase from Burkholderia cepacia-PS was used while for palm oil lipase from Pseudomonas fluorescens-AK. The experimental work was developed in three steps. In the first, lipase from Burkholderia cepacia-PS was immobilized on two non-commercial matrixes, as inorganic matrix (niobium oxide, Nb2O5) and hybrid matrix (polysiloxane-polyvinyl alcohol, SiO2- PVA) aiming to determine the most suitable matrix to immobilize this specific preparation of lipase. The resulting immobilized derivatives were analyzed regarding their biochemical properties (pH and temperature), kinetic properties (Km and Vmax) and thermal stability (60oC) following their applications in the reaction proposed. The results obtained indicated that the immobilized derivate on hybrid matrix (SiO2-PVA) was more thermally stable and efficient to mediate the ethanolysis reaction of babassu oil, reaching a yield of 90.1% in 24 h. This matrix was also used to immobilize lipase from Pseudomonas fluorescens-AK. In the second stage of work, thermal stability tests of the immobilized lipases on SiO2-PVA under microwave irradiation were performed using a microwave reactor (Discover/University-Wave, Cem Corporation). The tests were performed at 60oC in organic medium, revealing half-life times in the order of 5.65 and 8.22h, respectively for Burkholderia cepacia and Pseudomonas fluorescens. In the last stage, conditions to carry out the transesterification for each vegetable oil were determined, using a statistic method. This stage was conducted by a factorial design matrix, attaining the influence of temperature and molar ratio in biodiesel synthesis. For the ethanolysis of babassu oil, the formation of ethyl esters was strongly influenced by quadratic variables (X12, X22), molar ratio and temperature, respectively. The statistical model allowed predicting the adequate conditions that could reach high yields of biodiesel production, maximizing the reaction (100%) in 10h for reaction media consisting of a molar ratio of 1:12 (oil/ethanol) at 50oC. For ethanolysis of palm oil, the formation of ethyl ester was highly influenced by linear variables (X1, X2), molar ratio and temperature, respectively. The proposed statistic model indicated that the low levels of temperature (43oC) and ratio molar 1:8 (oil/ethanol) conduct to 97% conversion of fatty acid present on palm oil in ethyl esters in 12h of reaction. The obtained results indicated that the development of enzymatic reactions conducted by microwaves constitutes a potential procedure for the production of biodiesel in view that it was possible to reduce the reaction time, demonstrating the viability of the considered enzymatic process for both vegetal oils, with advantages adds in relation to the submitted process to the conventional heating.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-11-09T16:01:49Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 311084 bytes, checksum: dd0ae9ac5c54ec5f8a3acf9b61562749 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-09T16:01:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 311084 bytes, checksum: dd0ae9ac5c54ec5f8a3acf9b61562749 (MD5) Previous issue date: 2005-12-21 / Sorvetes foram produzidos usando como ingredientes óleo de coco babaçu, concentrado protéico de soro e leite em pó desnatado. Óleos de babaçu hidrogenados a dois pontos de fusão (28 e 34 oC) foram caracterizados pela técnica de cromatografia gasosa quanto à composição em ácidos graxos. Para caracterização física e química dos óleos foram determinados os índices de iodo, de peróxido e de refração, ponto de fusão, densidade relativa e teor de gordura sólida a temperaturas entre 10 e 45 oC. Para produção de concentrado protéico de soro na Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais- EPAMIG (CPSE), utilizou-se os processos de concentração por ultrafiltração e a secagem em spray-drier. O concentrado protéico de soro produzido na EPAMIG (CPSE) e o concentrado protéico de soro comercial importado da Holanda (CPSI) foram caracterizados quanto a composição centesimal e quanto as propriedades funcionais. Na elaboração dos sorvetes utilizou-se formulações contendo óleo de babaçu a dois pontos de fusão (28 e 34 oC) nas proporções de 6 e 10%. Como ingredientes fornecedores de sólidos não gordurosos do leite (SNGL) foram utilizados leite em pó desnatado (LPD) a 100%; concentrado protéico de soro produzido na EPAMIG (CPSE) a 50% mais leite em pó desnatado (LPD) a 50% e concentrado protéico de soro comercial importado (CPSI) a 50% mais leite em pó desnatado (LPD) a 50%, formando 12 combinações para produção dos sorvetes, realizando-se 3 repetições cada, totalizando 36 unidades experimentais. Os sorvetes produzidos foram analisados durante o processo de produção quanto a acidez, pH, viscosidade e incorporação de ar. Após armazenagem sob congelamento a -18 oC por vinte dias os produtos elaborados foram testados quanto a características químicas, microbiológicas e resistência ao derretimento. A aceitação dos sorvetes foi avaliada por 57 provadores empregando uma escala hedônica estruturada de nove pontos. Os dados de aceitação foram analisados por ANOVA e teste de comparação de médias. Os produtos apresentaram diferenças significativas nos parâmetros avaliados e concluiu-se pela viabilidade técnica do uso dos ingredientes estudados na elaboração de sorvetes. / Ice creams have been elaborated with babaçu coco oil, whey protein concentrate and powder skim milk as main ingredients. Babaçu coco oil has been hydrogenated to two melting point, 28 ° or 34 ° and their fat acid C C composition has been characterized by gas chromatographic technique. For chemical and physical characterization babaçu coco oil was analyzed for iodine and peroxide values, refractive index, melting temperature, relative density and solid fat content at 10 ° and 45 ° Whey protein concentrate were obtained C C. by ultra filtration and spray drying processes at Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais-EPAMIG facilities in Juiz de Fora-MG (CPSE). A commercial whey protein concentrate imported from a firm in The Netherlands (CPSI) was also used. Both whey protein concentrates CPSE and CPSI were analyzed for rough composition and some protein functional properties. For ice cream making its was used babaçu coco oil at two melting temperatures (28 oC e 34 oC) at 6% or 10% of whole formula. As ingredient providing no fat milk solid (SNGL) it was used powder skim milk (LPD) 100% solid; EPAMIG whey protein concentrate (CPSE) at 50% plus powder skim milk (LPD) at 50% total no fat milk solid and another formula with imported whey protein concentrate (CPSI) at 50% plus powder skim milk (LPD) at 50% total no fat milk solid. These comprised 12 ice cream different formulations. Each formulation was prepared in three replications totaling 36 ice cream batches. Ice cream samples were analyzed for titrable acidity, pH, viscosity and air absorption. After 20 days storage at -18 ° ice cream samples were analyzed for chemical and C microbiological qualities and for melting resistance. There was also a sensory acceptance test using the nine point hedonic scale by 57 ice cream consumers. Sensory acceptance data were analyzed by ANOVA in a completely randomized statistical design and Duncan’s multiple range test for mean comparison (α=5%). It has been observed significant differences (p<0.05) for some ice cream quality indexes among ice cream formulas. It can be concluded for the feasibility of using babaçu coco oil as the fat ingredient in ice cream making. There is a cost restriction yet to be solved though, since babaçu coco oil is still more expensive in the market than the traditional soybean oil available.

O estilo de vida contemporâneo tem aumentado a demanda por produtos alimentícios que proporcionem benefícios à saúde como os alimentos funcionais. Entretanto, a incorporação de diversos compostos bioativos nas matrizes alimentícias é dificultada pela característica hidrofóbica da maioria destes compostos, que também desfavorece a absorção no intestino. Este é o caso de muitos flavonoides como a quercetina, e sistemas de encapsulação como as micropartículas lipídicas sólidas são capazes de diminuir estes problemas. O presente trabalho de Mestrado teve como objetivo avaliar a digestibilidade in vitro de micropartículas lipídicas sólidas produzidas com óleo de babaçu como fonte de triacilglicerois de cadeia média (MCTs) e triestearina, e a bioacessibilidade da quercetina encapsulada nestes sistemas lipídicos. Foram produzidas dispersões variando-se a concentração de tensoativo (de 2,0 a 4,0%) e de óleo de babaçu (1,2, 2,0 e 2,8%). Os sistemas produzidos apresentaram diâmetro médio que variou de 700 nm a 1800 nm para as diferentes formulações e estabilidade físico-química durante 30 dias. Os resultados obtidos nos ensaios de digestibilidade in vitro indicam uma maior tendência de desestabilização dos sistemas produzidos com mais óleo de babaçu na fase gástrica. O resultado da hidrólise dos triacilglicerois mostrou que 30% de ácidos graxos foram liberados na fase intestinal, independente da formulação de micropartículas lipídicas. Os resultados de bioacessibilidade indicaram que em baixas concentrações de tensoativo há influência da concentração de triacilglicerois de cadeia média nas formulações e os resultados mais altos foram obtidos para as partículas contendo 2,8% de óleo de babaçu e 2,0% de tensoativo. Desta forma, pode-se concluir que os sistemas produzidos neste trabalho foram eficientes para preservação da quercetina, o que possibilita sua incorporação em sistemas alimentícios e também aumentou a bioacessibilidade deste bioativo. / Contemporary lifestyle has increased the demand for food products that provide health benefits as functional foods. However, the incorporation of bioactive compounds in food matrices is hampered by hydrophobic character of the majority of this compounds which also difficult the absorption in the intestine. This is the case of many flavonoids such as quercetin which has reduced bioactivity in plants. Encapsulation systems such as solid lipid microparticles are capable of solving these problems. The objective of this study was to evaluate the in vitro digestibility of solid lipid microparticles produced with babassu oil as a source of medium chain triacylglycerols (MCTs) and tristearin, besides the bioaccessibility of quercetin encapsulated in these lipid systems. Dispersions were produced by varying the surfactant (2.0 to 4.0%) and MCT (1.2, 2.0 and 2.8%) concentrations. The systems produced showed an average diameter ranging from 700 nm to 1800 nm for different formulations and colloidal stability for 30 days. The results obtained in the in vitro digestibility assays indicate a higher tendency to destabilization in gastric phase of the systems produced with more babassu oil. 30% of fatty acids were released in the intestinal phase for all formulations. The results indicated that bioaccessibility at low surfactant concentrations has the influence of the concentration of MCT in formulations. The highest results were obtained for particles containing 2.8% of babassu oil and 2.0% of surfactant. Thus, we can conclude that the systems produced in this work were efficient for preservation of quercetin, which allows its incorporation in food systems and also increased the bioaccessibility of this bioactive.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angela Maria Correia Mouzinho.pdf: 3152722 bytes, checksum: ff51c13257db3dc1050251928a30a970 (MD5) Previous issue date: 2007-08-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nowadays, the biodiesel production is made, mainly, for the basic catalytic route homogeneous using as catalysts KOH and NaOH. However, this route presents some disadvantages, such as: esters saponification and difficult removal of the catalyst. Otherwise, the heterogeneous route catalytic avoids the inconveniences of the homogeneous catalysis, reducing the amount of aqueous effluents generated in the process and the utilization again of the catalysts. The present work had as objective to select commercials heterogeneous catalysts and to evaluate the catalytic activity of them in the transesterificação reaction of the babassu oil with methanol. In this work, were used carbonatos (Li2CO3, CaCO3), oxides (CaO, MgO, La2O3, Al2O3, SiO2, ZnO) and bases (Ba(OH)2 mono and octahidratado) and clays (bentonita and sea calcium). The catalytics tests were monitored using the Thin Layer Chromatography. The biodiesel obtained was analyzed physical-chemically and characterized by Gas Chromatography and Infra red. The selected catalyst the Ba(OH)2 mono and octahidratado was characterized by the techniques of the Infra red, Optical Microscopy, DRX, solubility and melting point. The results showed that the catalysts CaO, MgO, La2O3, Li2CO3, Al2O3, SiO2, ZnO, CaCO3, pure clay of sea calcium, sodic and pure bentonita presented low catalytic activity for biodiesel production. On the other hand, the catalysts CaO, MgO, sodic bentonita clay and the Ba(OH)2 mono and octahidratado were active to the biodiesel obtaining presenting conversion above 90 %. It was verified that the Ba(OH)2 presented good results in relation to the other catalysers due its complexity of interaction with alcohol molecules in the reaction, what favored a good catalytic activity and selectivity for the production of biodiesel. The reaction transesterification with the Ba(OH)2 monohidratado was evaluated statistically by a factorial planning 24 with central points, varying the time of reaction of 1 - 3 hours, the catalyst concentration 0,2 - 1,0 %, ratio molar alcohol: oil between 6 and 12:1, temperature among 80 160 ºC using as answers the yield of the biodiesel in mass and the esters content. The best conditions for the yield in mass were: temperature of 80 ºC, 3 hours reaction time, ratio molar alcohol: oil 12:1 and concentration of the catalyst Ba(OH)2 monohidratado activated 0,2 %. The factorial planning showed that the variation of the factors didn't have significant influence in the conversion of the esters. / Atualmente, a produção de biodiesel é feita, principalmente, pela rota catalítica básica homogênea empregando como catalisadores KOH e NaOH. No entanto, essa rota apresenta algumas desvantagens, tais como: a saponificação dos ésteres e a dificuldade de remoção do catalisador. Por outro lado, a rota catalítica heterogênea evita os inconvenientes da catálise homogênea, reduzindo a quantidade de efluentes aquosos gerados no processo e a reutilização dos catalisadores. O presente trabalho teve como objetivo selecionar catalisadores heterogêneos comerciais e avaliar a atividade catalítica na reação de transesterificação do óleo de babaçu com metanol. Neste trabalho, foram empregados carbonatos (Li2CO3, CaCO3), óxidos (CaO, MgO, La2O3, Al2O3, SiO2, ZnO), bases (Ba(OH)2 mono e octahidratado) e as argilas (bentonita e cálcio marinho). Os testes catalíticos foram acompanhados usando a Cromatografia de Camada Fina. O biodiesel obtido foi analisado físico-quimicamente e caracterizado por cromatografia gasosa e IV. O catalisador selecionado o Ba(OH)2 mono e octahidratado foi caracterizado pelas técnicas do IV, Microscopia Óptica, DRX, solubilidade e ponto de fusão. Os resultados mostraram que os catalisadores La2O3, Li2CO3, Al2O3, SiO2, ZnO, CaCO3, Argila cálcio marinho puro e sódico e a bentonita pura apresentaram baixa atividade catalítica para produção de biodiesel. Por sua vez, os catalisadores CaO, MgO, Argila bentonita sódica e o Ba(OH)2 mono e octahidratado foram ativos para o biodiesel apresentando conversão acima de 90 %. Foi verificado que o Ba(OH)2 apresentou bons resultados em relação aos outros catalisadores devido a sua complexidade de interação com as moléculas de álcool na reação que favoreceu uma boa atividade catalítica e seletividade para a produção de biodiesel. A reação de transesterificação utilizando o Ba(OH)2 monohidratado foi avaliada estatisticamente por um planejamento fatorial 24 com pontos centrais, variando o tempo de reação de 1 3 horas, a concentração de catalisador 0,2 1,0 %, razão molar álcool: óleo entre 6 e 12:1, temperatura entre 80 160 ºC usando como respostas o rendimento do biodiesel em massa e o teor de ésteres. As melhores condições para o rendimento em massa foram: temperatura de 80 ºC, tempo de reação 3 horas, razão molar álcool: óleo 12:1 e concentração do catalisador Ba(OH)2 monohidratado ativado 0,2 %. O planejamento fatorial mostrou que a variação dos fatores não teve influência significativa na conversão dos ésteres.