Orientador: Lorena Benathar Ballod Tavares. / Coorientador: Cristiane Vieira Helm. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Ao longo dos anos e de inúmeras pesquisas na área biotecnológica os biossurfactantes começaram a ser sintetizados por uma gama de microrganismos que, atuando sobre uma fonte de carbono, e auxiliado por uma fonte de nitrogênio e minerais, produzem compostos com características superiores quando comparados aos surfactantes. O uso destes tem sido ampliado, porém o custo produtivo dos biossurfactantes ainda é alto quando comparado aos surfactantes sintéticos. Nesse sentido, pesquisas que contribuam para a melhoria do bioprocesso de produção dos biosurfactantes se fazem necessárias. Neste trabalho, as ferramentas quimiométricas de planejamento experimental multivariado foram de fundamental importância para acelerar e otimizar as condições experimentais. O planejamento Doehlert auxiliou na otimização do tipo do ácido e suas melhores condições experimentais para a hidrólise do melaço de cana-de-açúcar. Os resultados apontaram que o ácido sulfúrico 10% com um tempo de reação de 60 minutos proporciona um aumento na concentração de açúcares redutores. A etapa de clarificação do melaço hidrolisado (MH) foi otimizada através de planejamento fatorial 22. Os clareamentos utilizando subacetato de chumbo e ultrafiltração foram considerados na etapa de produção do biosurfactante. Ao longo do bioprocesso observou-se a formação crescente do biosurfactante e uma redução na quantidade de açúcares redutores disponíveis. Uma avaliação estatística mostrou diferença significativa no início do bioprocesso realizado a partir do MH clarificado com subacetato de chumbo e a partir do MH clarificado por ultrafiltração. Entretanto, a diferença não é estatisticamente significativa, no nível de 99%, ao final da bioreação. A PCA, aplicada com a fusão dos dados de espectroscopia NIR e resultados laboratoriais para biomassa, produto, proteína e açúcar redutor, ao longo da bioreação, permitiu explorar de forma mais objetiva o bioprocesso. Foi possível inferir sobre a formação de biosurfactante até o tempo de 108 horas de bioreação quando ocorre uma estabilização no bioprocesso. Além disso, até o tempo de 60 horas de bioreação as variáveis que apresentam maior influência no bioprocesso são o açúcar redutor e as absorções na região do NIR correspondente ao segundo overtone das ligações CH, CH2, CH3 e ArOH entre 1200 – 1400 nm e, ao primeiro overtone da ligação ArCH em torno de 1600 nm. Após 72 horas de bioprocesso as variáveis que mais influenciam a bioreação são a biomassa e o produto. Tais variáveis estão correlacionadas com as regiões do NIR entre 900 -1100 nm (absorção do terceiro overtone das ligações CH, CH2, CH3, ArOH, ROH, H2O, RNH2 e ArCH) e 1400 -1500 nm (absorções do segundo overtone das ligações CH, CH2, CH3, CONHR, ArOH, ROH, H2O, RNH2 e CONH2). O borbulhamento realizado em 3 etapas aumentou a concentração de produto e apresentou diferença estatística significativa, no nível de 95%, no teste de Tukey. / Over the years and numerous researches in the biotechnology area biosurfactants began to be synthesized by a range of microorganisms that, acting on a carbon source, and aided by a source of nitrogen and minerals, produce compounds with superior characteristics when compared to synthetic surfactants. Its uses have been expanded, but the production cost of biosurfactants is still high when compared to synthetic surfactants. In this sense, research that contributes to the improvement of bioprocess production of biosurfactants is necessary. In this work, the chemometric tools of multivariate experimental design were of fundamental importance to optimize the experimental conditions. The Doehlert experimental design contributed in the optimization of the acid type and its experimental conditions for the hydrolysis of sugarcane molasses. The results indicated that 10% sulfuric acid with a reaction time of 60 minutes provides an increase in the concentration of reducing sugars. The clarification step of hydrolyzed molasses (MH) was optimized through factorial design 22. Clarification using lead subacetate and ultrafiltration were considered in the biosurfactant production stage. Throughout the bioprocess the growing formation of the biosurfactant and a reduction in the amount of reducing sugars were observed. A statistical evaluation showed a significant difference at the beginning of the bioprocess made from MH clarified with lead subacetate and from MH clarified by ultrafiltration. However, the difference is not statistically significant, at the 99% level, at the end of the bioreaction. PCA, applied to data fusion of NIR spectroscopy and laboratory results for biomass, product, protein and reducing sugar, allowed to explore the bioprocess in a more objective way. It was possible to infer about the formation of biosurfactant until the time of 108 hours of bioreaction when a stabilization occurs in the bioprocess. Moreover, until 60 hours of bioreaction, the variables that have the significant influence on the bioprocess are the reducing sugar and absorptions in the NIR region corresponding to the second overtone of the CH, CH2, CH3, and ArOH between 1200-1400 nm, and to the first overtone of the ArCH around 1600 nm. After 72 hours of bioprocess, the variables that most influence bioreaction are biomass and the product. These variables are correlated with NIR regions between 900-1100 nm (absorption of the third overtone of CH, CH2, CH3, ArOH, ROH, H2O, RNH2 and ArCH) and 1400-1500 nm (absorptions of the second overtone of CH bonds CH2, CH3, CONHR, ArOH, ROH, H2O, RNH2 and CONH2). The bubbling performed in 3 steps increased the product concentration and presented a statistically significant difference, at the 95% level, in the Tukey test.

Orientador: Jorge David Barrientos-Parra / Banca: Elisabete Maniglia / Banca: Jorge Luis Mialhe / Resumo: O presente trabalho tem o objetivo de expor a problemática advinda do progresso técnico com base nos estudos promovidos pelo francês Jacques Ellul. De forma consistente e efetiva, Ellul previu os efeitos desse desenfreado desenvolvimento na sociedade contemporânea ao analisar especialmente os efeitos ambivalentes da técnica transgênica. A técnica, em geral, traz consequências positivas e negativas indissociáveis em razão de suas características intrínsecas e extrínsecas a ela inerentes. Essas características são analisadas de perto quando considerados os resultados alcançados através da utilização da técnica da transgenia, demonstrando assim seus efeitos bons e nefastos. Diante dessa ambivalência, observada pelo uso da transgenia, em especial nos produtos destinados à alimentação humana disponíveis no mercado consumidor, a informação ao consumidor ganha importância central para que o mesmo possa ter garantido um direito fundamental e essencial à sua dignidade. A presente discussão deve-se ao fato de que - por ainda não existirem experimentos conclusivos que permitam o consumo seguro de produtos à base de organismos geneticamente modificados - a correta, clara, adequada e ostensiva informação aos consumidores, deve ser garantida visando a proteção da vida, da saúde humana e animal, além da questão ambiental envolvida. Com base nisso, foram mencionadas as diversas legislações internacionais e nacionais que versam sobre a informação, como a Declaração Universal dos Direitos Humanos, o Pacto Internacional dos Direitos Civis e Políticos, a Convenção Americana de Direitos Humanos e o Protocolo de Cartagena (no que cabe à informação relativa aos direitos do consumidor), e, especialmente no que se refere à informação quanto aos alimentos compostos com ou a partir... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Resume: Cette étude, basée sur des recherches réalisées par le Français Jacques Ellul, cherche à exposer quelques problèmes qui découlent du progrès technique. Avec cohérence et efficacité, Ellul a prévu les effets du développement effréné de la société contemporaine lorsqu'il a spécialement considéré les effets ambivalents de la technique transgénique. En général, la technique apporte des conséquences positives et négatives qui lui sont inséparables en raison de ses caractéristiques intrinsèques et extrinsèques. Ces caractéristiques sont examinées de près lorsque l'on considère les résultats obtenus par l'utilisation de la technique transgénique, quand elle démontre ses effets bons et néfastes. Vis-à-vis de cette ambivalence, observée par l'utilisation de plantes transgéniques, et en particulier dans les produits destinés à la consommation humaine sur le marché des consommateurs, l'information du consommateur gagne une importance centrale une fois qu'elle ne peut être garantie comme un droit fondamental et indispensable à la dignité humaine. Cette discussion résulte du fait que - comme il n'y a pas encore d'expériences conclusives qui permettent la consommation assurée des produits fabriqués à partir d'organismes génétiquement modifiés - l'information dirigée aux consommateurs de manière correcte, claire, appropriée et ostensible doit être fournie afin de protéger la vie, la santé humaine et animale, et l'environnement. Sur cette base, on a mentionnés les diverses lois nationales et internationales qui traitent de l'information, tels que la Déclaration Universelle des Droits de l'Homme, le Pacte International relatif aux Droits Civils et Politiques, la Convention Américaine relative aux Droits de l'Homme et le Protocole de Cartagena (qui s'inscrit dans le terrain de l'information sur les Droits des Consommateurs)... (Résumé complet accès életronique cindessous) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-06-21Bitstream added on 2014-06-13T20:39:25Z : No. of bitstreams: 1 tersi_mj_me_fran.pdf: 1450979 bytes, checksum: 775a1985478be4481a1aaaf4a8958ac7 (MD5) / Cette étude, basée sur des recherches réalisées par le Français Jacques Ellul, cherche à exposer quelques problèmes qui découlent du progrès technique. Avec cohérence et efficacité, Ellul a prévu les effets du développement effréné de la société contemporaine lorsqu’il a spécialement considéré les effets ambivalents de la technique transgénique. En général, la technique apporte des conséquences positives et négatives qui lui sont inséparables en raison de ses caractéristiques intrinsèques et extrinsèques. Ces caractéristiques sont examinées de près lorsque l'on considère les résultats obtenus par l'utilisation de la technique transgénique, quand elle démontre ses effets bons et néfastes. Vis-à-vis de cette ambivalence, observée par l'utilisation de plantes transgéniques, et en particulier dans les produits destinés à la consommation humaine sur le marché des consommateurs, l'information du consommateur gagne une importance centrale une fois qu’elle ne peut être garantie comme un droit fondamental et indispensable à la dignité humaine. Cette discussion résulte du fait que - comme il n'y a pas encore d’expériences conclusives qui permettent la consommation assurée des produits fabriqués à partir d'organismes génétiquement modifiés - l'information dirigée aux consommateurs de manière correcte, claire, appropriée et ostensible doit être fournie afin de protéger la vie, la santé humaine et animale, et l’environnement. Sur cette base, on a mentionnés les diverses lois nationales et internationales qui traitent de l'information, tels que la Déclaration Universelle des Droits de l'Homme, le Pacte International relatif aux Droits Civils et Politiques, la Convention Américaine relative aux Droits de l'Homme et le Protocole de Cartagena (qui s'inscrit dans le terrain de l’information sur les Droits des Consommateurs)... (Résumé complet accès életronique cindessous) / O presente trabalho tem o objetivo de expor a problemática advinda do progresso técnico com base nos estudos promovidos pelo francês Jacques Ellul. De forma consistente e efetiva, Ellul previu os efeitos desse desenfreado desenvolvimento na sociedade contemporânea ao analisar especialmente os efeitos ambivalentes da técnica transgênica. A técnica, em geral, traz consequências positivas e negativas indissociáveis em razão de suas características intrínsecas e extrínsecas a ela inerentes. Essas características são analisadas de perto quando considerados os resultados alcançados através da utilização da técnica da transgenia, demonstrando assim seus efeitos bons e nefastos. Diante dessa ambivalência, observada pelo uso da transgenia, em especial nos produtos destinados à alimentação humana disponíveis no mercado consumidor, a informação ao consumidor ganha importância central para que o mesmo possa ter garantido um direito fundamental e essencial à sua dignidade. A presente discussão deve-se ao fato de que - por ainda não existirem experimentos conclusivos que permitam o consumo seguro de produtos à base de organismos geneticamente modificados - a correta, clara, adequada e ostensiva informação aos consumidores, deve ser garantida visando a proteção da vida, da saúde humana e animal, além da questão ambiental envolvida. Com base nisso, foram mencionadas as diversas legislações internacionais e nacionais que versam sobre a informação, como a Declaração Universal dos Direitos Humanos, o Pacto Internacional dos Direitos Civis e Políticos, a Convenção Americana de Direitos Humanos e o Protocolo de Cartagena (no que cabe à informação relativa aos direitos do consumidor), e, especialmente no que se refere à informação quanto aos alimentos compostos com ou a partir...

Amidos nativos apresentam algumas desvantagens tecnológicas que impulsionam pesquisas voltadas à modificação, visando melhorar as propriedades físico-químicas e promover propriedades funcionais específicas. Modificações como dextrinização e esterificação estão entre as mais utilizadas, porém, apesar dos avanços recentes na área de amidos modificados, ainda há pouca informação sobre as propriedades de dextrinas esterificadas. Assim, o presente estudo teve como objetivos principais a obtenção e caracterização de dextrinas esterificadas com ácido málico a partir dos amidos de mandioca e milho. A modificação dos amidos foi realizada com ácido málico (2,5; 5,0; 7,5 % m/m) durante o processamento térmico (150 °C/ 4 horas) com baixa umidade (≤ 3 %). Para avaliar o efeito de um catalisador ácido, foram realizados ensaios com a adição de HCl (0,05 % m/m), sob as mesmas condições. A termoconversão do amido na presença de ácido málico produz dextrinas esterificadas com baixo grau de substituição (GS) e características aniônicas, além de alta claridade de pasta, solubilidade a frio e baixa viscosidade em elevados teores de sólidos (RVA). A degradação macromolecular reduz o teor de amilose dos amidos após a modificação, assim como a viscosidade intrínseca. Porém, as dextrinas com maior GS apresentaram maior viscosidade intrínseca em solvente DMSO, o que sugere a ocorrência de ligações cruzadas nas dextrinas com maior concentração de ácido málico. Os resultados de dextrose equivalente (DE) também foram dependentes da concentração de ácido málico e os valores variaram de 6,89 a 11,33% nas dextrinas de mandioca e de 8,56 a 12,38 % nas dextrinas de milho. A variação de cor identificou maior tendência a tonalidades amareladas, característica típica de dextrinas termoconvertidas. Na análise de DRX, foi observado que a modificação alterou o padrão de difração das amostras de amido de mandioca e diminuiu a cristalinidade relativa (CR) dos grânulos dos amidos de ambas as fontes botânicas estudadas. A morfologia dos grânulos, analisada por MEV, também foi alterada em ambas as fontes de amido estudadas, assim como suas propriedades térmicas, de maneira que não foi observada transição de fase referente à gelatinização em análise de DSC. / Native starches have some technological disadvantages which stimulate researches for modification, aimed improve physicochemical properties and promote specific functional properties. Modifications as dextrinization and esterification are widely used, however, despite recent advances about modified starches, there is still little information about the properties of esterified dextrins. The aim of this study was to prepare and characterize esterified dextrins from cassava and maize starches using malic acid. The modification of starches was performed by heating a dried mixture (≤ 3%) of starch and malic acid (2.5; 5.0; 7.5 % w/w). To evaluate the effect of an acid catalyst, tests were prepared with addition of HCl (0.05% w/w) under the same conditions. The starch pyrodextrinization in presence of malic acid produces esterified dextrins with low degree of substitution (DS) and anionic properties, as well as high clarity of paste, cold solubility and low viscosity at high solids contents. The macromolecular degradation decreases the amylose content values after modification, as well as the intrinsic viscosity values. However, the dextrins with high GS showed higher intrinsic viscosity in DMSO, which suggests the occurrence of crosslinking in the dextrins with a higher concentration of malic acid. The results of dextrose equivalent (DE) were dependent of malic acid concentration and values ranged from 6.69 to 11.33% in dextrins from cassava starch, and 8.56 to 12.38% in dextrins from maize starch. Color variations indicated its direct dependence on pyrodextrinization conditions and showed trends to yellow tones, typical feature of pyrodextrin. In X-ray diffraction, was observed that modification changed x-ray pattern in dextrins from cassava starch and decreases the relative crystallinity (RC) of the granules from cassava and maize starches, and its granular morphology (SEM) and thermal properties were affected, it was not observed phase transition related to the gelatinization in DSC analysis.

Amidos nativos apresentam algumas desvantagens tecnológicas que impulsionam pesquisas voltadas à modificação, visando melhorar as propriedades físico-químicas e promover propriedades funcionais específicas. Modificações como dextrinização e esterificação estão entre as mais utilizadas, porém, apesar dos avanços recentes na área de amidos modificados, ainda há pouca informação sobre as propriedades de dextrinas esterificadas. Assim, o presente estudo teve como objetivos principais a obtenção e caracterização de dextrinas esterificadas com ácido málico a partir dos amidos de mandioca e milho. A modificação dos amidos foi realizada com ácido málico (2,5; 5,0; 7,5 % m/m) durante o processamento térmico (150 °C/ 4 horas) com baixa umidade (≤ 3 %). Para avaliar o efeito de um catalisador ácido, foram realizados ensaios com a adição de HCl (0,05 % m/m), sob as mesmas condições. A termoconversão do amido na presença de ácido málico produz dextrinas esterificadas com baixo grau de substituição (GS) e características aniônicas, além de alta claridade de pasta, solubilidade a frio e baixa viscosidade em elevados teores de sólidos (RVA). A degradação macromolecular reduz o teor de amilose dos amidos após a modificação, assim como a viscosidade intrínseca. Porém, as dextrinas com maior GS apresentaram maior viscosidade intrínseca em solvente DMSO, o que sugere a ocorrência de ligações cruzadas nas dextrinas com maior concentração de ácido málico. Os resultados de dextrose equivalente (DE) também foram dependentes da concentração de ácido málico e os valores variaram de 6,89 a 11,33% nas dextrinas de mandioca e de 8,56 a 12,38 % nas dextrinas de milho. A variação de cor identificou maior tendência a tonalidades amareladas, característica típica de dextrinas termoconvertidas. Na análise de DRX, foi observado que a modificação alterou o padrão de difração das amostras de amido de mandioca e diminuiu a cristalinidade relativa (CR) dos grânulos dos amidos de ambas as fontes botânicas estudadas. A morfologia dos grânulos, analisada por MEV, também foi alterada em ambas as fontes de amido estudadas, assim como suas propriedades térmicas, de maneira que não foi observada transição de fase referente à gelatinização em análise de DSC. / Native starches have some technological disadvantages which stimulate researches for modification, aimed improve physicochemical properties and promote specific functional properties. Modifications as dextrinization and esterification are widely used, however, despite recent advances about modified starches, there is still little information about the properties of esterified dextrins. The aim of this study was to prepare and characterize esterified dextrins from cassava and maize starches using malic acid. The modification of starches was performed by heating a dried mixture (≤ 3%) of starch and malic acid (2.5; 5.0; 7.5 % w/w). To evaluate the effect of an acid catalyst, tests were prepared with addition of HCl (0.05% w/w) under the same conditions. The starch pyrodextrinization in presence of malic acid produces esterified dextrins with low degree of substitution (DS) and anionic properties, as well as high clarity of paste, cold solubility and low viscosity at high solids contents. The macromolecular degradation decreases the amylose content values after modification, as well as the intrinsic viscosity values. However, the dextrins with high GS showed higher intrinsic viscosity in DMSO, which suggests the occurrence of crosslinking in the dextrins with a higher concentration of malic acid. The results of dextrose equivalent (DE) were dependent of malic acid concentration and values ranged from 6.69 to 11.33% in dextrins from cassava starch, and 8.56 to 12.38% in dextrins from maize starch. Color variations indicated its direct dependence on pyrodextrinization conditions and showed trends to yellow tones, typical feature of pyrodextrin. In X-ray diffraction, was observed that modification changed x-ray pattern in dextrins from cassava starch and decreases the relative crystallinity (RC) of the granules from cassava and maize starches, and its granular morphology (SEM) and thermal properties were affected, it was not observed phase transition related to the gelatinization in DSC analysis.