Orientadora : Profª. Drª. Regina Maria Matos Jorge / Coorientador : Prof. Dr. Luiz Mário Matos Jorge / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa : Curitiba, 29/08/2017 / Inclui referências : f. 117-132 / Resumo: O grão-de-bico é uma leguminosa de grande valor agregado, sendo a hidratação uma etapa essencial no seu processamento de modo a facilitar a cocção e o consumo. O presente trabalho apresenta a caracterização de duas variedades de grão-de-bico (BRS Aleppo e BRS Cícero); o estudo cinético do processo de hidratação, verificando juntamente o mecanismo de transporte de água por análise com corante; efeitos térmicos; avaliação morfológica dos amidos extraídos dos grãos in natura e dos hidratados por 2, 6 e 10 horas; influência da hidratação na cor, textura e teor de taninos; e as propriedades termodinâmicas. Os grãos foram imersos em água destilada a 25, 45, 65 e 85 °C, por 10 horas. Os modelos empíricos de Peleg, Page e Primeira Ordem e os fenomenológicos de Omoto-Jorge e Difusão foram aplicados às cinéticas de hidratação. As análises químicas apresentaram diferenças na composição das amostras, porém ambas são ricas em minerais e contém elevado teor proteico. As termogravimétricas expuseram dois principais eventos: a desidratação e a etapa de maior degradação do amido, referente a despolimerização das cadeias do polissacarídeo por meio de um processo não-oxidativo, com perda de massa das variedades de, aproximadamente, 76%. As temperaturas de gelatinização resultaram em 64,15 °C para a BRS Aleppo e 61,75 °C para a BRS Cícero. Nestas condições verificou-se que a modificação morfológica dos grânulos de amido ocorreu em 65 °C, com 6 e 10 horas, e em 85 °C, em todos os tempos de hidratação avaliados, obtendo uma pasta característica da gelatinização. A cinética de hidratação foi caracterizada pela alta taxa de absorção inicial, seguida de uma redução até atingir o equilíbrio. O aumento da temperatura favoreceu o ganho de umidade para a BRS Aleppo, porém, para a BRS Cícero não houve diferença significativa entre as temperaturas de 25 e 65 °C e entre 45 e 85 °C. Houve redução significativa da dureza dos grãos ao longo do tempo, decaindo em torno de 84 e 83% para as variedades BRS Aleppo e BRS Cícero, respectivamente, hidratadas a 25 °C e de 95% para ambas as variedades em 85 °C. Os teores de taninos foram baixos e reduziram com o tratamento térmico e as análises de cor apresentaram alterações, com escurecimento a 85 °C e intensificação da cor amarela. Por meio do ensaio com corante constatouse que o sistema comporta-se como de parâmetros distribuídos. Os modelos de melhor representatividade do processo de hidratação (Peleg, Page e Difusão) foram considerados para obtenção das equações generalizadas que descreveram satisfatoriamente o processo de hidratação, com desvio máximo de ± 6,5% para as duas variedades nos modelos empíricos generalizados e de ± 17% para a BRS Aleppo e ± 12% para a BRS Cícero para o fenomenológico generalizado. Destes obteve-se a energia de ativação, a qual foi superior quando comparada ao feijão, demonstrando maior limitação na hidratação do grão-de-bico em relação a esta outra leguminosa. Pelos valores de variação de entalpia, entropia e energia livre de Gibbs verificou-se um processo energeticamente não-espontâneo para qualquer temperatura. Palavras-chave: modelagem, leguminosa, morfologia do amido. / Abstract: Chickpea is a legume of great added value, with hydration being an essential step in its processing in order to facilitate cooking and consumption. The present work presents the characterization of two varieties of chickpeas (BRS Aleppo and BRS Cícero); the kinetic study of the hydration process, verifying together the water transport mechanism by dye analysis; thermal effects; morphological evaluation of starches extracted from naturals grains and hydrated for 2, 6 and 10 hours; hydration influence on color, texture and tannin content; and thermodynamic properties. The beans were immersed in distilled water at 25, 45, 65 and 85 °C for 10 hours. The empirical models of Peleg, Page and First Order and the phenomenological ones of Omoto-Jorge and Diffusion were applied to hydration kinetics. The chemical analyzes showed differences in the composition of the samples, but both are rich in minerals and contain high protein content. The thermogravimetric analysis showed two main events: dehydration and the stage of greater degradation of the starch, related to the depolymerization of the polysaccharide chains by a non-oxidative process, with loss of mass of the varieties of approximately 76%. Gelatinization temperatures resulted in 64,15 °C for BRS Aleppo and 61,75 °C for BRS Cicero. Under these conditions the morphological modification of the starch granules occurred at 65 °C, at 6 and 10 hours, and at 85 °C, at all evaluated hydration times, obtaining a paste characteristic of gelatinization. The hydration kinetics were characterized by the high initial absorption rate, followed by a reduction until reaching equilibrium. The increase in temperature favored the BRS Aleppo moisture gain, but for BRS Cícero there was no significant difference between temperatures of 25 and 65 °C and between 45 and 85 °C. There was a significant reduction in grain hardness over time, decreasing by 84% and 83% for BRS Aleppo and BRS Cícero, respectively, hydrated at 25 °C, and 95% for both varieties at 85 °C. The tannin contents were low and reduced with the heat treatment and the color analysis showed changes, with darkening at 85 °C and intensification of the yellow color. By means of the test with dye was verified that the system behaves like a distributed parameters. The models of better representation of hydration process (Peleg, Page and Diffusion) were considered to obtain the generalized equations that satisfactorily described the hydration process, with a maximum deviation of ± 6,5% for the two varieties in generalized empirical model and ±17% for BRS Aleppo and ±12% for BRS Cícero for the generalized phenomenological model. From these, the activation energy was obtained, which was higher than beans, demonstrating a greater limitation in the hydration of the chickpeas in relation to this other legume. By the values of enthalpy, entropy and Gibbs free energy variations, a non-spontaneous energetic process at any temperature was observed. Keywords: modeling, legume, starch morphology.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciencias agrarias / Made available in DSpace on 2012-10-16T02:46:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Avaliou-se a sobrevivência de duas linhagens de escherichia coli enterotoxigênica (etec) produtoras de toxina termo-estável (ETEC-ST) etermo-labil (ETEC-LT), inoculadas experimentalmente em corvina (Micropongon sp) fresca e mantida a temperatura de refrigeração doméstica. A avaliação de sobrevivência destas linhagens foi feita pelas metodologias de reparação - líquida e sólida - visando a recuperação de células injuriadas. O teste de camundongo recém nascido (CRN) e de hemaglutinação indireta foram utilizadas para as determinações de toxinas ST e LT, respectivamente. Os resultados comprovaram a recuperação de células ETEC-ST e ETEC-LT por longos períodos de armazenagem, mantidas a 7oC e a - 0,5o C respectivamente. A metodologia de reparação sólida provou ser mais eficiente do que a líquida. Foi comprovado, também, que a produção das toxinas LT e ST, manteve-se constante durante todo o período de armazenamento.

Orientadora : Profª Drª Luciana Igarashi Mafra / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 03/02/2015 / Inclui referências / Resumo: A quinoa é um pseudocereal originário dos Andes, cultivado e consumido há milhares de anos que vem se popularizando em todo o mundo devido ao seu alto valor nutricional. As proteínas da quinoa apresentam grande quantidade de aminoácidos essenciais fundamentais para a vida humana e são compostas principalmente por globulina 11S e albumina 2S. O objetivo deste trabalho foi obter e caracterizar um isolado proteico de quinoa (IPQ) da variedade BRS Piabiru, e avaliar a sua estabilidade térmica e capacidade geleificante. A composição físico-química do IPQ foi determinada e as proteínas identificadas por meio de eletroforese associada à espectrometria de massas MALDI-ToF. A estabilidade térmica do IPQ foi analisada mediante calorimetria exploratória diferencial (DSC) para concentrações de IPQ de 10% e 15%, nos pHs 3,5 e 7,0 com adição dos sais CaCl2 e MgCl2. A capacidade geleificante foi estudada nas mesmas condições da análise de DSC mediante reologia oscilatória com a obtenção dos valores de G' e G'' durante rampa de aquecimento e resfriamento e a temperatura de geleificação foi encontrada pelo ajuste dos dados a equação sigmoidal de Boltzmann. O IPQ obtido neste trabalho apresentou composição elevada de proteínas (88,53%). As proteínas de quinoa mostraram estabilidade térmica elevada, com temperatura de desnaturação próxima a 80°C, sendo que a adição dos íons divalentes proporcionaram temperaturas de desnaturação mais elevadas. Foi observado que as proteínas de quinoa exibem capacidade geleificante tanto no pH 3,5 quanto no pH 7,0, porém no pH 7,0 estes géis não são estáveis ao resfriamento. Os géis formados em pH 3,5 foram mais fortes do que os obtidos em pH 7,0 ao final dos experimentos de reologia (aquecimento e resfriamento). Os íons Ca2+ e Mg2+ auxiliaram a formação de géis proteicos no pH 3,5 formando soluções de alta viscoelasticidade no início dos experimentos as quais foram menos influenciadas por variações de temperatura. Quando o íon Ca2+ foi adicionado às amostras em pH 3,5 foram formados géis a frio. No pH 7,0 os íons adicionados não auxiliaram na formação de géis proteicos de quinoa. A desnaturação foi essencial no aumento da viscoelasticidade do IPQ durante análise reológica das soluções proteicas em pH 7,0. No pH 3,5 as soluções proteicas apresentaram um aumento da força do gel antes da temperatura de desnaturação, mostrando que não é necessária uma desnaturação completa para a formação de géis neste pH. Palavras chave: desnaturação, análises térmicas, reologia oscilatória, íons divalentes, solubilidade, gel. / Abstract: Quinoa is a pseudocereal native from the Andean regions, grown and consumed for thousands of years and has become more popular around the world because of its high nutritional value. The quinoa proteins show a high amount of essential amino acids fundamental for human life and are composed mainly of 11S globulin and 2S albumin. The aim of this work was to obtain and characterize a quinoa protein isolated (QPI) of the variety BRS Piabiru, and evaluate its thermal stability and gelation capacity. The physical and chemical composition of the QPI was determined and the proteins identified by electrophoresis associated with MALDI-ToF mass spectrometry. The thermal stability of IPQ was analyzed by differential scanning calorimetry (DSC) with IPQ concentrations of 10% and 15% at pH 3.5 and 7.0 with addition of CaCl2 and MgCl2. The gelation ability was studied under the same conditions of DSC by dynamic oscillatory measurements to obtain the G' and G'' for heating and cooling ramp and gelling temperatures were obtained by fitting the data to sigmoidal Boltzmann equation. The IPQ obtained in this study showed high composition of proteins (88.53%). The quinoa proteins demonstrate high thermal stability, with a denaturation temperature of around 80°C. The addition of divalent ions promoted higher denaturation temperatures. It was observed that the quinoa proteins exhibit gelation capacity both in pH 3.5 and pH 7.0, but in pH 7.0 gels are not stable to cooling. The gels formed at pH 3.5 were stronger than those obtained at pH 7.0 after rheology experiments (heating and cooling). The Ca2+ and Mg2+ helped protein gelation in pH 3.5 forming high viscoelasticity solutions at the beginning of the experiments which were less influenced by temperature variations. When the Ca2+ was added to the samples at pH 3.5 were formed cold-set gels. At pH 7.0 the ions added did not help in the formation of quinoa protein gels. Denaturation was essential in the increase of IPQ viscoelasticity for protein solutions at pH 7.0. In pH 3.5 the protein solution showed an increase in gel strength before the denaturation temperature, showing that it is not necessary a complete denaturing for the gel formation at this pH. Keywords: denaturation, thermal analysis, rheology, divalent ions, solubility, gel.

Orientadora : Profª Drª Rosemary Hoffmann Ribani / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 01/09/2017 / Inclui referências ao final de cada capítulo / Resumo: A pupunha é uma monocotiledônea, pertencente à família das Arecaceae. Originária do trópico úmido, apresenta distribuição natural entre as latitudes 18ºN e 17ºS, onde as condições edafoclimáticas são favoráveis. Dois produtos são obtidos a partir da pupunha, o meristema apical (palmito) colhido a partir de 1 ano de cultivo e seus frutos colhidos a partir de pelo menos, 3 anos de cultivo. No primeiro capítulo, verificou-se o efeito do clima na absorção de minerais no palmito pupunha, elaborando-se um modelo de previsão. Baixo erro relativo médio de predição (2,41%) confirmou a boa previsibilidade dos modelos. Os fatores que mais influenciaram os modelos de previsão em minerais foram a precipitação pluviométrica e a temperatura do ar. Para o processamento de palmito em conserva, é muito importante garantir a segurança alimentar, a fim de se evitar riscos ao consumidor. O palmito é classificado como alimento pouco ácido (pH>4,6) e conservas permitem condições anaeróbicas favoráveis para o desenvolvimento da toxina botulínica. No segundo capítulo, descreveu-se o uso da análise de componentes principais (PCA), juntamente com a regressão por mínimos quadrados parciais (PLS), para geração de um modelo preditivo de pH de palmito pupunha em função do clima, como uma ferramenta contra a produção da toxina botulínica. Alto coeficiente de correlação (0,81) e baixo erro relativo médio de previsão (0,75%) confirmaram a boa previsibilidade do modelo. Os fatores que mais influenciaram no modelo de previsão de pH foram a umidade relativa e a temperatura. Os resultados mostraram que o modelo preditivo pode ser utilizado como método rápido para determinação de pH em fábricas de palmito pupunha. Os resíduos lignocelulósicos (bainha foliar e folha) da indústria de palmito são um problema ambiental e de saúde pública. No estudo da possibilidade de utilização desse substrato úmido para desenvovlimento micelial, conforme capítulo terceiro, verificou-se que a alta quantidade de umidade (91%) resultante pela falta do processo de secagem do subtrato tornou-se um fator negativo e mais significativo do que a quantidade de inóculo ou número de furos para bioconversão. A qualidade e o comportamento reológico de doces em massa produzidos a partir de frutos de pupunha também foi investigada no quarto capítulo. Foi dada ênfase especial na relação destes atributos com a concentração de açúcar (30% - J1, 50% - J2 e 70% - J3). O Cl foi o principal elemento macromineral seguido de K. Quanto aos microelementos, os maiores valores foram obtidos para Fe e Zn. A formulação J1 resultou em um doce em massa com um maior conteúdo de fenólicos totais, com alta degradação dos antioxidantes em todas as formulações. As formulações J1 e J2 apresentaram coloração mais escura do que J3. Os doces em massa do fruto da pupunha se comportaram como fluidos pseudoplásticos e os modelos de Ostwald-de Waele e Casson descreveram adequadamente o comportamento reológico em estado estacionário, exibindo tensão inicial de acordo com o modelo Casson. A análise sensorial por escala hedônica indicou que J2 foi a melhor formulação. Coliformes totais, Salmonella e E. coli não foram encontrados, indicando a correta manipulação do alimento e binômio tempo-temperatura adequado no processamento do produto. Essa matéria-prima constitui uma nova opção para as empresas agrícolas que procuram manter e expandir o mercado de frutas e seus produtos. Palavras chave: Bactris gasipaes. pH. Minerais. Resíduo agroindustrial. Doce em massa. / Abstract: The peach palm is a monocotyledon, belonging to the Arecaceae family. Originating in the humid tropics, it has a natural distribution between latitudes 18ºN and 17ºS, where edaphoclimatic conditions are favorable. Two products are obtained from peach palm. Its apical meristem (peach palm heart), harvested from about 1 year-old shoots, and its waste jam fruit, harvested from trees, which are at least 3 years old. For the processing of canned peach palm heart, it is very important to ensure food safety in order to avoid risks to the consumer. The palm heart is classified as a low acidity food (pH> 4,6) and preserves allow favorable anaerobic conditions for the development of botulinum toxin. This work describes the use of principal component analysis (PCA), together with partial least squares regression (PLS), to generate a predictive model of peach palm heart pH as a function of climate, as a tool against production of botulinum toxin. High correlation coefficients (0.81) and low prediction errors (0.75%) confirms the good predictability of the models. The factors that most influence the pH prediction model were the relative humidity and the temperature. The results show that predictive model can be used as rapid method to determine the pH content in peach palm heart factories. In the same way, the effect of the climate in the absorption of minerals in the peach palm heart was verified, elaborating a prediction model. Low average relative prediction errors (2.41%) confirm the good predictability of the models. The factors that most influence the minerals prediction model were the rain precipitation and air temperature. The lignocellulolytic residues (leaf sheath, fruit and leaf) from the peach palm heart industry are an environmental problem and a public health issue. In the study of the possibility of using this wet substrate for mycelial development, according to chapter three, it was verified that the high amount of moisture (91%) resulting from the lack of the substrate drying process became a negative and more significant factor than the quantity of inoculum or number of holes for bioconversion. Therefore, the drying process is a fundamental step in the cultivation of Pleurotus ostreatus using peach palm leaf sheath as substrate. The study evaluated the effect of sugar concentration (30% - J1, 50% - J2 and 70% - J3) on physicochemical and minerals characteristics, antioxidants activity, rheological properties, microbiological safety and sensory aspects of peach palm fruit jam. Cl and Fe were the main macromineral and micromineral elements, 0.26 - 0.50 and 0.0016 - 0.0024 g 100 g-1, respectively. The J1 and J2 formulations were darker in color than J3. Peach palm jams behaved as pseudoplastic fluid, and Ostwald-de Waele (OW) and Casson (CA), models described adequately the steady-state rheological behavior (R2 0.88 - 0.99 and 0.75 - 0.97, respectively), exhibiting yield stress according to the CA model. The best sensorial formulations were those obtained from lower and medium sugar ratios. Total coliforms, Salmonella and E. coli were not found, indicating a good hygienic handling and proper time-temperature during processing. Such raw material constitutes a new option for agricultural companies seeking to maintain and expand fruit markets their products. Keywords: Bactris gasipaes. pH. Minerals. Agroindustrial residue. Jam processing.

Orientadora : Profª Drª Regina Maria Matos Jorge / Co-orientador : Prof. Dr. Luiz Mario de Matos Jorge / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 26/11/2014 / Inclui referências / Resumo: O processo de maltagem consiste na hidratacao, germinacao e secagem do produto final. O objetivo e produzir malte com altos teores de acucares e baixos teores de ƒÀ-glucana. Os dois primeiros capitulos dessa tese tiveram o objetivo de mapear o processo de hidratacao da cevada atraves de isotermas de absorcao de agua, modelagem, avaliacao das enzimas do processo de maltagem e do produto final (malte). O terceiro capitulo avaliou o uso da cevada torrada para producao de bebidas tipo cha. Capitulo 1 A cinetica de hidratacao de seis cultivares de cevada foi descrita atraves dos modelos de Peleg, Weibull e Cinetico de 1‹ ordem, tambem observou-se a incorporacao de agua, densidade, volume e a perda de solidos durante o processo. Estimou-se a energia de ativacao (Ea), entalpia (ƒ¢H*), entropia (ƒ¢S*) e energia de Gibbs (ƒ¢G*). A temperatura apresentou efeito significante (p . 0,05) na hidratacao. As isotermas de hidratacao revelaram duas fases, a primeira fase com alta velocidade de hidratacao, e a segunda fase em que o teor de umidade aumenta lentamente ate atingir a umidade de equilibrio. As constantes de Peleg K1 e K2 diminuiram com o aumento da temperatura. Os coeficientes difusao efetivos variaram de 5,14 a 10,8 X 10-12 m2/s. O modelo de Peleg e o cinetico de 1‹ ordem foram os que melhores descreveram as caracteristicas de absorcao de agua nas temperaturas investigadas. Os cultivares BRS CAUE, BRS BRAU e BRS 195 apresentaram menores valores de Ea o que corresponde a maior taxa de absorcao de agua. Os valores de ƒ¢H* e ƒ¢S* apresentaram valores negativos e houve aumento do ƒ¢G* com o aumento da temperatura confirmando o efeito da temperatura na hidratacao. Utilizando o software COMSOL foi avaliado um modelo para descrever a transferencia de calor e de massa durante o processo observou-se que para se obter graos com 40% de umidade media, foram necessarias 12, 13, 23 e 32 horas para 25, 20, 15 e 10‹C, respectivamente. Capitulo 2 Durante o processo de maltagem os niveis de ƒÀ-glucana diminuiram com o aumento da temperatura e tempo de hidratacao, os teores de ƒ¿ e ƒÀ-amilase aumentaram e foram da ordem de 5,37 a 1,50 e 1,44 a 3,52 respectivamente, e a velocidade media de degradacao foi de 0,012 e 0,006 Units/h respectivamente. Nas analises de indice de absorcao de agua, e proteinas houve diferenca significativa entre as amostras. O indice de solubilidade aumentou de acordo com o tempo e a temperatura de hidratacao. As amostras com hidratacao a 10‹C por 24 horas e 20‹C por 12 horas apresentaram maiores valores de acucares totais que as demais amostras. Na analise de componentes principais observou-se que as amostras 20‹C 12h e 10‹C 24 h sao as mais correlacionadas com os atributos de acucares, ƒÀ-glucana, ƒÀ-amilase e ƒ¿-amilase. Podendo-se concluir que a temperatura de 20‹C por 12 horas e 10‹C durante 24 horas sao os melhores tratamentos para produzir o malte. Capitulo 3 Apos o processo de torra os graos foram moidos e peneirados, o po que reteve na peneira de 425 mm foi o utilizado nas analises. Apos o processo de torra o teor de proteina aumentou de 10,56 para 12,88 g/100g em media, o teor de acucares diminuiu e os compostos fenolicos tiveram aumento nos seus valores de 105,33 para 253,07 ƒÊg de acido ferulico/mL da amostra sem torra para a torrada a 240‹C respectivamente e a atividade antioxidante diminui com o aumento da temperatura de torra de 11,60 para 5,30 ug de DPPH/mL. Na producao de bebidas tipo cha quanto maior a temperatura de torra maior e a liberacao de solidos soluveis na agua. Palavras-chave: isoterma de hidratacao, temperatura e tempo, difusao, modelagem, malte, enzimas, torra, reidratacao. / Abstract: The malting process is the hydration, drying and germination of the final product. The objective is to produce malt with high sugar content and low ƒÀ-glucan content. The first two chapters of this thesis aimed to map and model the hydration of barley by water absorption isotherms, as well as to evaluate the enzymes regarding to the malting process and to the final product (malt). The third chapter analyzed the use of roasted barley for the production of beverages like tea. Chapter 1 The hydration kinetics of six cultivars of barley was described through the models of Peleg, Weibull and first order kinetics also observed incorporation of water, density, volume and loss of solids during the process. The activation energy (Ea), enthalpy (ƒ¢H*), entropy (ƒ¢S*) and Gibbs energy (ƒ¢G*) were estimated. Temperature had a significant effect (p . 0.05) in the hydration of all cultivars. The hydration isotherms reveled were divided into two phases: the first one is characterized by a high water absorption rate, while during the second one the moisture content increases slowly until it reaches the equilibrium moisture content. The Peleg constants K1 and K2 decreased with the temperature rise. The effective diffusion coefficients ranged from 5.14 to 10.8~10-12 m2/s. The models of Peleg and first order kinetics better described the water absorption characteristics at the temperatures investigated compared to Weibull. The cultivars BRS CAUE, BRS BRAU and BRS 195 showed lower Ea which corresponds to a higher water absorption rate. The ƒ¢H* and ƒ¢S* presented negative values and ƒ¢G* increased with the temperature rise, confirming the positive effect of temperature on hydration. Using COMSOL software was evaluated a model to describe heat and mass transfer during the process it was noted that to obtain grains having average humidity of 40%, 12 were necessary, 13, 23 or 32 hours at 25, 20, 15, 10‹C, respectively. Chapter 2 During the malting process the levels of ƒÀ-glucan reduced with the increase of temperature and hydration time. The levels of ƒÀ and ƒ¿-amylase ranged from approximately 5.37 to 1.50 and 1.44 to 3.52, respectively, and the average degradation rate was 0.012 and 0.006 units/h, respectively. Significant differences between samples were observed for the water absorption rate and the protein content. The solubility rate increased with hydration time and temperature. The samples submitted to the processes conducted under 10‹C for 24 hours and 20‹C for 12 hours had higher total sugars content than the other samples. The principal component analysis allowed to conclude that the samples hydrated under the conditions of 20‹C for 12h and 10‹C for 24 h are the most correlated with the contents of sugars, ƒÀ-glucan, ƒÀ-and ƒ¿-amylase. Therefore, these treatments are the best choices to produce malt. Chapter 3 After roasting, the grains were ground and sieved. The dust retained in the 425 mm sieve was used in the analyzes. When barley was roasted at 240‹C, the average protein content increased from 10.56 to 12.88 g/100g, the sugar content decreased and the phenolics increased from 105.33 to 253.07 mg of ferulic acid/mL. Due to the roasting temperature rise, the antioxidant activity decreased from 11.60 to 5.30 ug DPPH/mL. During the production of beverages like tea, the higher the roasting temperature the greater the release of soluble solids in water. Keywords: hydration isotherm, temperature, time, diffusion, modeling, malt, enzymes, roasting, rehydration.

Orientadora : Profª Drª Agnes de Paula Scheer / Orientadora : Profª. Drª. Fernanda de Castilhos / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 16/03/2015 / Inclui referências / Resumo: Durante o processo de obtenção do café solúvel ocorrem transformações e perdas aromáticas, que modificam quantitativamente e qualitativamente a fração de compostos voláteis. A pervaporação é um processo de separação por membranas que já vem sendo relatado na literatura para a recuperação de aromas de frutas e sucos de frutas, sendo uma alternativa tecnológica para a indústria de café solúvel devido a não necessidade de adição de compostos químicos e operação em temperaturas amenas. Neste contexto o objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um processo de pervaporação para recuperação de aromas provenientes de uma solução industrial do café solúvel. Para esta finalidade foi desenvolvida uma unidade experimental do processo de pervaporação para a recuperação de aromas e um estudo sistemático do processo foi realizado. Para esta finalidade, foi utilizada uma membrana polimérica de PDMS densa. Foi utilizado um extrato aquoso da linha industrial de café solúvel, do qual foram escolhidos oito compostos com as maiores concentrações e com características positivas e negativas quanto ao odor para serem avaliados. Foram investigadas a influência da vazão, da temperatura e da pressão de permeado em regime permanente, e o comportamento do processo regime transiente. Um modelo fenomenológico em regime transiente foi desenvolvido baseado no modelo de sorção-difusão e ajustado aos dados experimentais com estimação das permeâncias dos compostos. Os resultados em regime permanente indicaram que nas vazões estudadas não houve efeito da camada limite de alimentação. Além disso, o fluxo de permeado aumentou com a temperatura e foram obtidos maiores fatores de enriquecimento em temperaturas intermediárias. Valores de permeância foram estimados por um ajuste não linear da equação de Arrhenius aos dados experimentais com resultados satisfatórios. Para o efeito da pressão, os compostos obtiveram maior seletividade em pressões intermediárias, com destaque para a 2,3-butanodiona e 2,5-dimetil pirazina. Com base neste fato, a melhor condição de operação da unidade para a recuperação dos aromas do café solúvel em regime permanente foi de 20°C, 1800 Pa e 1,5 L/min. Os resultados em regime transiente mostraram que as frações molares aumentam com a temperatura caracterizando uma seletividade governada pela difusão. Os compostos 2,3-butanodiona, furfural e 2,5-dimetil pirazina apresentaram a maior concentração na temperatura intermediária (303 K), possivelmente devido ao efeito de degradação. Para o efeito da pressão, a maior concentração dos compostos de aromas ocorreu na pressão de 1800 Pa. O modelo desenvolvido ajustou-se bem aos dados experimentais em regime transiente e apresentou uma estimativa do comportamento das frações molares da alimentação e retentado do processo de pervaporação ao longo do tempo. Palavras-chave: pervaporação, regime transiente, café solúvel, estimação de parâmetros, modelagem matemática, recuperação aromática. / Abstract: During the soluble coffee processing, transformations and losses of aroma compounds may occur, which quantitatively and qualitatively change the fraction of volatile compounds. Pervaporation is a membrane separation processes that has already been reported in the literature for recovery of aroma compounds from fruits and fruit juices, and is an interesting alternative to soluble coffee industry since it does no need chemicals addition and operation at lower temperatures. In this context, the main objective of this work was the development of a pervaporation process for recovery of aroma compounds from soluble coffee. For this purpose, an experimental unit for aroma recovery was developed and a systematic study of pervaporation process was performed. A polymeric PDMS dense membrane was used. An aqueous extract from industrial line of instant coffee was used, from which eight compounds were chosen with high concentration and with positive and negative characteristics about the odor for evaluation. The influence of feed flow rate, feed temperature and permeate pressure was investigated in steady state, and the behavior of the process in unsteady state. A phenomenological model in unsteady state was developed based on the solution-diffusion model and fitted to the experimental data with estimation of compounds permeances. The results indicated that on steady state pervaporation the range of feed flow rates studied presented no effect of liquid boundary layer. Furthermore, the permeation flux increased with temperature and the highest enrichment factors were obtained at intermediate temperatures. Permeances were estimated by non-linear fit of Arrhenius equation to the experimental data with satisfactory results. For the effect of pressure, the aroma compounds had higher selectivity at intermediate pressures, especially the 2,3-butanedione and 2,5-dimethyl pyrazine. Based on this fact, the best unit operating condition for the recovery of soluble coffee aromas in steady state was 20 ° C, 1800 Pa and 1.5 L / min. The results in unsteady state showed that the mole fractions increase with temperature featuring a selectivity governed by diffusion. The compounds 2,3-butanedione, furfural and 2,5-dimethyl pyrazine achieved the highest concentration in the intermediate temperature (303 K), possibly due to the effect of molecule decomposition. For the effect of pressure, the highest concentration of aroma compounds occurred at 1800 Pa. The developed model fitted well the experimental data in unsteady state operation and predicted the behavior of the molar fractions of the feed and retentate of pervaporation process over time. Keywords: pervaporation, unsteady state, soluble coffee, parameter estimation, mathematic modeling, aroma recovery.

Orientadora : Profª Drª Rosemary Hoffmann Ribani / Co-orientadora : Profª. Drª. Carmen Lúcia de Oliveira Petkowicz / Co-orientadora : Profª. Drª. Trust Beta (University Manitoba) / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 04/12/2014 / Inclui referências / Resumo: A biodiversidade é considerada uma forte estratégia para a manutenção da segurança alimentar, econômica e ecológica da humanidade. A flora brasileira constitui uma das maiores biodiversidades do planeta, elevando o Brasil ao posto de maior nação entre os dezessete países de maior biodiversidade possuindo milhares de espécies já catalogadas, dentre elas, muitas fruteiras silvestres. O gênero Physalis é uma frutífera silvestre, pertencente à família Solanaceae, ocorrendo em regiões temperadas, quentes e subtropicais, devido à sua adaptação a diferentes climas e tipos de solo. As espécies de ampla adaptação ecológica e comumente encontradas no Brasil são a Physalis angulata (P. angulata) e Physalis peruviana (P. peruviana), sendo o Rio Grande do Sul o principal produtor de P. peruviana in natura . Popularmente conhecido como camapu, é um fruto exótico, climatérico envolvido por um cálice que serve para protegê-lo de condições ambientais adversas e prolongar a vida útil do fruto. As espécies deste gênero apresentam uma longa lista de constituintes químicos, que tem despertado o interesse dos consumidores, tais como: compostos fenólicos, principalmente representados por ácidos fenólicos e flavonóides, ácidos graxos de cadeia linear, ácido ascórbico, carotenóides, alcalóides e vitaesteróides. Muitos dos fitoquímicos desse fruto podem ser responsáveis pela captura de radicais livres, atuando como antioxidantes sendo relacionados ao retardo do envelhecimento e prevenção de doenças degenerativas. Além do consumo in natura , os frutos são utilizados na produção de geléias caseiras, indicando a presença de pectinas. Neste contexto, o estudo dos compostos bioativos, a extração e caracterização dos polissacarídeos do fruto de P angulata torna-se relevante, pois se trata de um fruto nativo e pouco explorado na área da Engenharia de Alimentos. Este trabalho foi dividido em quatro capítulos. A revisão bibliográfica no Capítulo 1 de forma concisa, aborda as características do gênero Physalis, a definição e a importância dos compostos bioativos e dos polissacarídeos em frutas e produtos alimentícios. No Capítulo 2 estão apresentados os perfis dos ácidos fenólicos solúveis e insolúveis presentes nos frutos de P. angulata obtidos por meio de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC); a atividade antioxidante dos extratos, determinada por meio da capacidade do extrato em sequestrar o radical livre (2,2- difenil-1-picrylhydrazil??DPPH); avaliação do conteúdo de compostos fenólicos totais dos frutos de P. angulata em dois estádios de maturação. O Capítulo 3 trata da caracterização dos subprodutos do fruto P. angulata : cálice, farinha e óleo das sementes dos frutos. A identificação do flavonol majoritário por cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a espectroscopia de massa (HPLC/MS); avaliação do teor de compostos fenólicos totais e atividade antioxidante determinada pelo método DPPH* nos cálices dos frutos de P. angulata . Na farinha das sementes do fruto foi realizada a determinação da composição físico-química, os minerais majoritários identificados por Espectrometria de emissão atômica por plasma acoplado indutivamente (ICP-OES)- e o teor de compostos fenólicos totais (CFT) por Folin- Ciocalteou. No óleo extraído da farinha a identificação da composição de ácidos graxos foi determinada por ICP-OES e teor de fosfolipídeos calculado através teor de fósforo pelo fator de conversão. O Capítulo 4 descreve a caracterização físico-química dos frutos de P.angulata, a extração dos polissacarídeos e sua caracterização através da composição monossacarídica, análises de homogeneidade efetuadas em um cromatógrafo de exclusão estérica de alta pressão (HPSEC), o grau de esterificação das pectinas analisado por espectroscopia de infravermelho (FT-IR), análise de espectroscopia de 13C-RMN. As propriedades reológicas foram avaliadas através de curvas de viscosidade aparente e análises oscilatórias dinâmicas. / Abstract: Biodiversity is considered a powerful strategy for maintaining food safety. The flora is one of the greatest biodiversity on the planet, elevating Brazil to the greatest nation stand among the seventeen countries with the highest biodiversity possessing thousands of species already cataloged, among them many wild fruit trees. The genus Physalis is a wild fruit, belonging to the Solanaceae family, occurring in temperate, subtropical and warm regions, due to its adaptation to different climates and soil types. Species of wide ecological adaptation and commonly found in Brazil are the Physalis angulata and Physalis peruviana), and Rio Grande do Sul, the largest producer of fresh P. peruviana. Popularly known as camapum, is an exotic fruit, climacteric surrounded by a cup which serves to protect it from adverse environmental conditions and prolong the life of the fruit. The species of this genus have a long list of chemical constituents, which has aroused the interest of consumers, such as phenolic compounds, mainly composed of phenolic acids and flavonoids, fatty acids, straight-chain, ascorbic acid, carotenoids, alkaloids and vitaesteróides. Many of phytochemicals that fruit are responsible for the capture of free radicals by acting as antioxidants and degenerative diseases prevention. Besides fresh consumption, the fruits are used for making jams, indicating the presence of pectins. In this context, the study of bioactive compounds, the extraction and characterization of polysaccharides from the fruit of P. angulata becomes relevant because it is a fruit native and underexplored in the area of Food Engineering. This work was divided into four chapters. Chapter 1 concisely discusses the characteristics of the genus Physalis, the definition and the importance of bioactive compounds and polysaccharides in fruits and food products. Chapter 2 shows the profile of soluble and insoluble phenolic acids in the fruits of P. angulata obtained by high performance liquid chromatography (HPLC); the antioxidant activity of the extracts, determined by the ability of the extract to capture the free radical (2,2- diphenyl-1-picrylhydrazil-DPPH); evaluation of total phenolic compounds of the fruits of P. angulata in two stages of maturation. Chapter 3 deals with the characterization of the byproducts of P. angulata fruit, calyx flour and oil from the seeds of the fruit. Identifying the major flavonol HPLC/MS; evaluation of the content of phenolic compounds and antioxidant activity determined by the CPPH - method in calyx. The flour from the seeds of the fruit was performed to determine the physical and chemical composition, the majority minerals identified by ICP-OES (optical emission spectrometry by inductively coupled plasma) and the TPC content by Folin-Ciocalteou. In the oil extracted from flour to identify the fatty acid composition was determined by ICP-OES and phospholipids content calculated using phosphorus content by the conversion factor. Chapter 4 describes the physicochemical characterization of the fruits of P. angulata , the extraction of polysaccharides and their characterization by monosaccharide composition analysis of homogeneity performed on a chromatograph steric exclusion high pressure (HPSEC), the degree of esterification of pectins analyzed by infrared spectroscopy (FT-IR) analysis, 13C-NMR spectroscopy. The rheological properties were evaluated using plots of apparent viscosity and dynamic oscillatory tests.

Orientador : Prof. Dr. Charles Windson Isidoro Haminiuk / Coorientadora : Profª Drª Cristiane Vieira Helm / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 31/07/2017 / Inclui referências : f. 113-134 / Resumo: O consumo de cogumelos pela população mundial ocorre há milhares de anos, entretanto, atualmente, ainda não representa uma parcela significativa na dieta humana. Muitas espécies de cogumelos comestíveis são desconhecidas ou apresentam lacunas nas informações referentes ao seu potencial nutricional e nutracêutico. Os cogumelos são nutricionalmente equilibrados e possuem compostos biologicamente ativos que podem apresentar efeitos benéficos à saúde, como potencial antioxidante, antibacteriano, anti-inflamatório, antimutagênico, anticâncer, neuroprotetivo, hepatoprotetivo entre outros. As ?-glucanas, polissacarídeos que constituem a fração solúvel das fibras alimentares dos cogumelos, são conhecidas por apresentarem atividade biológica. Além delas, os compostos provenientes do metabolismo secundário desses fungos, como os compostos fenólicos, também apresentam bioatividade (Capítulo 1). Devido a existência de lacunas no estudo do potencial nutricional e presença de compostos bioativos, em algumas espécies de cogumelos comestíveis, esta pesquisa teve por objetivo avaliar a composição físico-química e nutricional de sete espécies de cogumelos comestíveis comercializados no Brasil, otimizar a extração dos compostos fenólicos totais e estimar as atividades antioxidante e antibacteriana dos extratos fenólicos. Os cogumelos analisados foram: Agaricus bisporus (Champignon e Portobelo), A. brasiliensis, Flammulina velutipes, Lentinula edodes, Pleurotus djamor, P. eryngii, P. ostreatus ("Ostra" branca e "Ostra" preta). No Capítulo 2 as amostras foram analisadas quanto a sua composição centesimal, mineral, aminoacídica e fração das fibras solúveis (? e ?-glucanas). Os resultados obtidos foram comparados com os padrões de ingestão dietética recomendada (RDA) e tratados utilizando a Análise de Componente Principal. Todos os cogumelos avaliados podem ser considerados como fonte potencial e alternativa de fibra alimentar (24,4 a 46,62%) e proteína (16,47 a 36,96%), contendo todos os aminoácidos essenciais à dieta humana, além de apresentar conteúdo de ?-glucanas variando 1,58 a 16,91 mg/g de matéria seca (MS) e baixos teores de lipídeos (1,40 a 2,08%) e sódio (<66 mg/100 g MS). No Capítulo 3, realizou-se a otimização e modelagem da extração dos compostos fenólicos totais (CFT) de cada cogumelo. Os CFT variaram de 4,91 a 13,16 mg ácido gálico equivalente (GAE)/g MS. A partir do extrato fenólico otimizado, foram determinados os flavonoides totais (0,24 a 2,05 mg catequina equivalente (CE)/g MS), a atividade antioxidante pelos ensaios de ABTS (28,85 a 128,60 ?mol trolox equivalente (TE)/g), DPPH (8,67 a 50,64 ?mol TE/g) e FRAP (8,09 a 48,26 ?mol TE/g), a determinação de compostos fenólicos por CLUE e a avaliação da atividade antibacteriana. Foram identificados 17 compostos nos extratos: os ácidos gálico, p-hidroxibenzoico, protocatecuico, gentísico, siríngico, vanílico, p-cumárico, ferúlico, clorogênico, cafeico, e trans-ciâmico; os flavonoides quercetina e campferol; e também os compostos catecol, vanilina e ácidos fumárico e benzoico. A atividade antimicrobiana foi testada usando as bactérias Staphilococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli e Salmonella enteretidis, pelo método de microdiluição. Todos os extratos fenólicos de cogumelos foram efetivos na inibição do crescimento das bactérias Gram-positivas (MIC ? 200 mg/mL), enquanto que para as bactérias Gram-negativas 66,7% dos extratos apresentaram atividade nas concentrações testadas. No Capítulo 4, realizou-se um estudo complementar para verificar a influência exercida pelo meio de cultivo [Quercus acutíssima (QA) e substrato axênico (SA)] sobre a composição físico-química do L. edodes. Os cogumelos produzidos em SA apresentaram aproximadamente 26% a mais de lipídeos se comparado ao cogumelo produzido em QA, 19% a mais de proteína, 5,3% a mais de carboidratos totais e 3,3% a mais de fibras solúveis. Em contrapartida, os L. edodes produzidos em QA apresentaram maior conteúdo de fibra alimentar (17% a mais) e ?-glucanas (24% a mais). Palavras-chave: bioatividade, cromatografia líquida de ultra-eficiência, compostos fenólicos totais, perfil de aminoácidos, ?-glucanas. / Abstract: The mushrooms's consumption by the world population occurs for thousands of years, however, currently, it does not yet represent a significant part of the human diet. Many species of edible mushrooms are unknown or lack information on their nutritional and nutraceutical potential. The mushrooms are nutritionally balanced and have biologically active compounds which can have beneficial effects on health as antioxidant potential, antibacterial, antiinflammatory, antimutagenic, anticancer, neuroprotective, hepatoprotective among other potentials. The ?-glucans, are polysaccharides of the soluble fiber fraction of mushrooms and They are known to have biological activity. Besides them, compounds from the secondary metabolism of these fungi, such as phenolic compounds, also present bioactivity (Chapter 1). Due to the existence of gaps in the study of the nutritional potential and the presence of bioactive compounds in some edible mushroom species, this study aimed to evaluate the physicochemical and nutritional composition of seven species of edible mushrooms marketed in Brazil, to optimize the extraction of total phenolic compounds and to estimate the antioxidant and antibacterial activities of phenolic extracts. The mushrooms analyzed were: Agaricus bisporus (Champignon and Portobelo), A. brasiliensis, Flammulina velutipes, Lentinula edodes, Pleurotus djamor, P. eryngii, Pleurotus ostreatus (white and black "Oyster"). In the Chapter 2 the samples were analyzed for their centesimal composition, mineral, amino acid composition and fraction of soluble fibers (? and ?-glucans). The results obtained were compared with the recommended dietary intake (RDA) standards and treated using Principal Component Analysis. All the evaluated mushrooms can be considered as a potential and alternative source of dietary fiber (24.4 to 46.62%) and protein (16.47 to 36.96%), containing all the essential amino acids in the human diet, besides presenting content of ?-glucans ranging from 1.58 to 16.91 mg/g dry matter (DM) and low lipid (1.40 to 2.08%) and sodium contents (<66 mg/100 g MS). In the Chapter 3, the optimization and modeling of the total phenolic compounds extraction (TPC) of each mushroom was performed. The TPC ranged from 4.91 to 13.16 mg gallic acid equivalent (GAE)/g DM. From the optimized phenolic extract, were determined the total flavonoids (from 0.24 to 2.05 mg CE/g DM), the antioxidant activity by the ABTS assays (28.85 to 128.60 ?mol TE/g), DPPH (8.67 to 50.64 ?mol TE/g) and FRAP (8.09 to 48.26 ?mol TE/g). Determination of phenolic compounds by UPLC and the evaluation of antibacterial activity also were performed. Seventeen compounds were identified in phenolic extracts: gallic, p-hydroxybenzoic, protocatechuic, gentisic, syringic, vanillic, p-coumaric, ferulic, chlorogenic, caffeic and trans-cinnamic acids; the flavonoids quercetin and kaemperol; and also the compounds catechol, vanillin, fumaric acid and benzoic acid. The antimicrobial activity was tested using the bacteria Bacillus cereus, Staphilococcus aureus, Escherichia coli and Salmonella entereretidis, by microdilution method. All phenolic extracts of mushrooms were effective in inhibiting the growth of Grampositive bacteria (MIC ? 200 mg/mL), while for Gram-negative bacteria 66.7% of the extracts presented activity at the concentrations tested. In the Chapter 4, a complementary study was carried out to verify the influence exerted by the culture medium (Quercus acutíssima (QA) and axenic substrate (SA)) on the physicochemical composition of the L. edodes. The mushrooms produced in SA presented approximately 26% more lipids compared to the mushroom produced in QA, 19% more protein, 5.3% more total carbohydrates and 3.3% more soluble fiber. On the other hand, the L. edodes produced in QA presented higher dietary fibre content (17% more) and ?-glucans (24% more). Keywords: bioactivity; ultra-high performance liquid chromatography; total phenolic compounds; amino acid profile, ?-glucans.

Orientadora : Profª Drª Regina Maria Matos Jorge / Orientador : Prof. Dr. Luiz Mário de Matos Jorge / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 27/10/2014 / Inclui bibliografia / Resumo: A hidratação precede a moagem úmida para posterior moagem e extração dos principais componentes do grão de milho. Com a entrada dos milhos transgênicos no mercado de alimentação, surge a necessidade de avaliar o comportamento destes grãos. Por isto, a hidratação do grão de milho transgênico semidentado 2B587 Hx e sua isolinha convencional 2B587, cedidos pelo Instituto Agronômico de Campinas (IAC/APTA) da safrinha de 2012, foram comparadas com outras três amostras transgênicas de diferentes texturas de endosperma como o dentado DKB 240PRO, semiduro DKB 390PRO e duro DKB 245PRO cedidos pelo Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR) da safra de 2012. Para o estudo da hidratação foi utilizado o modelo empírico de Peleg e o modelo fenomenológico de parâmetros concentrados considerando volume constante e geometria esférica. Os experimentos de hidratação foram realizados nas temperaturas de hidratação de 40, 50, 60 e 67 ºC para avaliar o efeito da temperatura na absorção de água dos grãos. Análises complementares como a composição química das amostras, microscopia eletrônica de varredura, análises térmicas, mudanças na textura do grão durante a hidratação e mudanças nas propriedades da água de hidratação (pH e os sólidos solúveis totais) também foram realizadas. Em geral as concentrações mássicas de equilíbrio foram maiores para os milhos dentados e semidentados (0,4577-0,4615 g/cm3) e menores para os milhos semiduros e duros (0,4311-0,4340 g/cm3). O modelo de Peleg e de Parâmetros concentrados foram capazes de representar as principais características do processo de hidratação. Porém, o modelo de Peleg representou o período inicial de absorção de água de grãos com menores desvios em relação ao modelo de parâmetros concentrados. O aumento da temperatura aumenta a velocidade de hidratação dos cultivares e os grãos alcançam condições de equilíbrio em tempos menores. As energias de ativação (Ea) para a hidratação foram obtidas pela equação de Arrhenius, indicando que o cultivar DKB 240PRO foi o mais afetado pela temperatura. A força de deformação requerida nos ensaios de textura, para os cinco cultivares, em tempos prolongados de hidratação não apresentou diferença significativa (p<0,05), mesmo com variação de temperatura. O milho transgênico 2B587 Hx apresentou diferenças na composição química e foi menos sensível à temperatura em comparação à sua isolinha convencional 2B587 conforme sugerido pelas análises térmicas. Em média, a velocidade de hidratação do milho convencional 2B587 foi 9 % maior em relação ao milho transgênico 2B587 Hx de acordo com a constante k1 do modelo de Peleg. Do mesmo modo, os valores dos coeficientes de difusividade (Ks) do milho convencional 2B587 foram em média 7% maiores que o milho transgênico em temperaturas acima de 40 ?C, sugerindo tempos de hidratação menores para o cultivar convencional. Os sólidos solúveis liberados na água de hidratação foram influenciados pela temperatura e foram representados por um modelo cinético de ordem zero, por isso a escolha de temperatura é apropriada para minimizar esta liberação. A temperatura que mostrou-se favorável para a hidratação dos grãos é de 40 ?C para o cultivar DKB 240PRO, de 50 ?C para os cultivares 2B587 e 2B587 Hx e de 60 ?C para os cultivares DKB 390PRO e DKB 245PRO. Palavras-Chave: Modelos matemáticos, absorção de água, coeficiente de difusão, textura, TG - DSC, sólidos solúveis, MEV. / Abstract: Hydration precedes wet milling process for grinding and subsequent extraction of the main components of corn grain. With the entry of transgenic corn in feed market, the need arises to evaluate the behavior of these grains. Therefore, the hydration of transgenic variety semident 2B587 Hx and its conventional isogenic variety 2B587 obtained by Agronomic Institute of Campinas (IAC/APTA) program from the 2012 winter corn crops, were compared with other three transgenic corn samples of different endosperm textures dent DKB 240PRO, semi-flint DKB 390PRO and flint DKB 245PRO provided by Agronomic Institute of Parana (IAPAR) from the 2012 summer corn crops. For the grains hydration study was used the empirical Peleg model and the phenomenological concentrated parameters model considering constant volume and spherical geometry. The experiments of hydration were conducted at soaking temperatures of 40, 50, 60 and 67 ¢ªC to evaluate the effect of temperature on water uptake of the grains. Additional analyses such as the samples chemical composition, thermal analysis, scanning electron microscopy, changes in the texture of the grain during hydration and changes in properties of soaking water (pH and total soluble solids) were also performed. In general, the equilibrium mass concentrations were greater for dent and semi-dent corns (0.4577 to 0.4615 g/cm3) and lower for semi-flint and flint corns (0.4311 to 0.4340 g/cm3). Peleg model and concentrated parameters model were able of representing the main characteristics of the hydration process. However, the Peleg model represented the initial water absorption of grains with smaller deviations than the concentrated parameters model. Increasing the temperature, increases the rate of cultivars hydration and the grains reach equilibrium conditions in shorter times. The activation energies (Ea) for the hydration were obtained by the Arrhenius equation, indicating that the cultivar DKB 240PRO was greatly affected by temperature. The deformation force required for tests of texture, for the five cultivars, in prolonged periods of hydration showed no significant difference (p<0.05), even with temperature variation. Transgenic corn 2B587 Hx showed differences in chemical composition and was less sensitive to temperature compared to its conventional isogenic 2B587 as suggest by thermal analyzes. On average, the rate of hydration of conventional corn 2B587 was 9% higher compared to transgenic corn 2B587 Hx according to the Peleg constant k1. Similarly, the values of diffusivity coefficient (Ks) of conventional corn 2B587 was averaged 7% higher than the transgenic corn at temperatures above 40 ¡Æ C, suggesting shorting hydration times for conventional cultivar. The soluble solids released into hydration water were influenced by temperature and were representing by a zero-order kinetic model, so the choice of temperature is appropriate to minimize this release. The temperature which may be favorable for hydration of the grains is 40 ¢ªC for cultivar DKB 240PRO, 50 ¢ªC for cultivars 2B587 and 2B587 Hx and 60 ¢ªC for cultivars DKB 390PRO and DKB 245PRO. Keywords: Mathematical models, water absorption, diffusion coefficient, texture, TG - DSC, soluble solids, SEM.

Orientador : Prof. Dr. Carlos Ricardo Soccol / Co-orientador : Prof. Dr. Júlio Cesar de Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa : Curitiba, 27/03/2015 / Inclui referências : f. 104-115 / Resumo: Nos últimos anos, os ácidos graxos da família ômega 3 (por exemplo, o ácido docosahexaenócio DHA) tem emergido como um importante promotor da saúde humana, sendo essencial para o desenvolvimento funcional do cérebro e da retina, reduzindo o risco de doenças cardiovasculares e doença de Alzheimer. O mercado global no que diz respeito à produção de ácidos graxos ômega-3, particularmente DHA, teve uma grande expansão na última década, devido ao aumento do uso desta substância como alimento e como um importante componente da fórmula alimentar infantil complementar. As principais fontes de DHA são óleos de peixe. No entanto, a produção deste composto por meio de matéria-prima animal está causando redução ou mesmo a extinção de várias espécies de peixes e têm consumido recursos cada vez mais escassos. Além desse impacto ambiental, a produção de óleo de origem animal não sustentará a demanda, requerendo aumentar significativamente os níveis de predação. Por conseguinte, observa-se a importância da pesquisa de fontes alternativas para a produção de ômega-3. A investigação recente foi dirigida para uma fonte mais sustentável, como é o caso das fontes microbianas. O objetivo global deste projeto de pesquisa foi investigar e otimizar condições de fermentação para o processo de produção de ácido graxo ômega -3/DHA (ácido docosahexaenóico) por fermentação submersa utilizando microrganismo Schizochytrium limacinum sr 21. O microrganismo selecionado foi submetido a uma investigação das melhores condições de cultivo e aos melhores concentrações de nutrientes. Após a otimização do meio cultivo, definiu-se um meio barato e efetivo composto de 110 g/L de glicerol, 8,4 g/L de nitrato de sódio e 28 g/L de sal marinho, que produziu 28,54 g/L de biomassa e 14,30 g/L de lipídeos em 120 horas de fermentação. A produção do microrganismo foi escalonada para fermentador tipo STR em batelada e, atingiu níveis satisfatórios de produtividade com 6,72 g/L/dia de biomassa, 3,36 g/L/dia de lipídeos e 1,28 g/L/dia de DHA. Palavras-chave: Schizochytrium; fermentação submersa, ômega-3, ácido docasahexaenóico. / Abstract: In recent years omega-3 fatty acids such as docosahexaenoic acid (DHA) have emerged as an important promoters of human health, being essential for the functional development of the brain and retina, reducing the risk of cardiovascular disease and Alzheimer's disease. The global market for omega-3, particularly DHA, has had a large expansion in the last decade due to the increasing use of this substance as a food and as an important component of infant formula food supplements. The main sources of DHA are fish oils. However, production of this compound from animal raw material is causing the reduction or even extinction of several species of fish, making this resource increasingly scarce. Besides the environmental impact of this practice, the demand for fish oils is not sustainable, causing a rise in predation levels,. Therefore, it is essential to find alternative sources for the production of omega 3. Recent research has been directed to more sustainable sources, as is the case of microbial sources. The overall objective of this research project was to investigate and optimize fermentation conditions for the production of Omega -3 / DHA (docosahexaenoic acid) by submerged fermentation using the microorganism Schizochytrium limacinum sr. 21. The selected microorganism was subjected to an investigation of the best growing conditions and the best nutrient concentrations. After optimization of the culture medium, a cheap and effective formulation was defined, consisting of 110 g/L glycerol, 8.4 g/L sodium nitrate and 28 g/L sea salt, that produced 28.54 g/L of biomass and 14.30 g/L of lipids in 120 hours of fermentation. The production of the microorganism was scaled up to a STR batch fermentor , where satisfactory levels of productivity of 6.72 g/L/day biomass, 3.36 g/L/day lipids and 1.28 g/L/day of DHA were reached. Keywords: Schizochytrium; submerged fermentation, omega 3, docasahexaenoic acid.