Orientadora : Profª Drª Maria Lucia Masson / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 26/09/2014 / Inclui referências / Resumo: O objetivo do presente trabalho foi avaliar os metodos de microencapsulacao da polpa de amora-preta e caracterizar as antocianinas, compostos fenolicos e caracteristicas de cor resultantes dos produtos obtidos. Foram utilizados como metodos de microencapsulacao a coacervacao complexa utilizando gelatina e goma arabica como agentes encapsulantes com posterior liofilizacao como metodo de secagem e a atomizacao por spray dryer utilizando maltodextrina como agente encapsulante. Os materiais obtidos pelos dois metodos foram comparados em relacao ao teor de antocianinas, em relacao a cor por analises colorimetricas pelo metodo CIELAB, as microestruturas formadas foram analisadas por microscopia eletronica de varredura (MEV) e a degradacao termicas das amostras foi analisada por termogravimetria (TG). Em relacao a coloracao da polpa de amora-preta in natura, o composto microencapsulado por spray dryer obteve coloracao tendendo mais ao vermelho, caracteristico das antocianinas em pH acido, devido ao processo que nao altera o pH inicial da polpa permanecendo acido; o produto final obtido pelo metodo da coacervacao obteve coloracao final tendendo mais ao azul, caracteristico das antocianinas em pH alcalino, devido ao processo de coacervacao que eleva o pH da polpa in natura. O produto resultante obtido pelo metodo do spray dryer foi mais eficiente nos teores de antocianinas, resultando em (53 + 1) mg cianidina-3-glicosideo/100g, sendo que o metodo da coacervacao resultou em (10,5 + 0,5) mg cianidina-3- glicosideo/100g. As microestruturas formadas foram analisadas por microscopia eletronica de varredura e verificou-se que pelo metodo de spray dryer, foram formadas microesferas, com diametros variando de 3,5 a 9,5 ƒÊm e superficie lisa, com leves rugosidades. Pelo metodo de coacervacao as caracteristicas microscopicas apresentaram uma estrutura complexa, com aspecto disforme, com a formacao de minimas microcapsulas de tamanho variando de 4 a 12 ƒÊm, imersas numa mesma matriz polimerica. Pela termogravimetria foi verificado um aumento na estabilidade termica dos produtos obtidos pela coacervacao e spray dryer em relacao a degradacao termica sofrida pela polpa in natura, pois os produtos formados por coacervacao e spray dryer apresentaram maior estabilidade termica que a polpa de amora liofilizada. Concluiu-se que a coacervacao nao demonstrou ser um processo eficiente na microencapsulacao da polpa de amora-preta pois obteve os menores teores de antocianinas e menor eficiencia de microencapsulacao de compostos fenolicos em relacao ao processo de spray dryer. Palavras chave: Amora-preta, microencapsulacao, antocianinas, compostos fenolicos. / Abstract: The aim of this study is to evaluate the blackberry pulp microencapsulation method that can better keep the anthocyanin, phenolic compounds and color features. It was utilized as microencapsulation method the complex coacervation utilizing gelatin and Arabic gum as encapsulant agentes and subsequente lyophilization as drying method and the atomization by spray dryer making use of maltodextrin as encapsulant agent. Comparing the post results using both methods, taking colorimetric analysis by CIELAB method, the formed microstructures were analyzed by eletronic scanning microscopy and the termal degradation of the samples was analyzed by termal gravimetric analyzis (TGA). Regarding the pulp color of blackberry in nature, the microencapsulated compound by spray dryer got tending more color to red, characteristic of anthocyanins in acidic pH, due to the process that does not change the initial pH of the pulp, remaining acid; the final product obtained by the coacervation got tending more color to blue, characteristic of anthocyanins at alkaline pH, due to the coacervation process that raises the pH of the pulp in nature.The resulting obtained product by the spray dryer method was better eficient on anthocyanin levels, resulting (53 + 1) mg/100g of cyaniding-3- glicosídeo, being the coacervation method results (10,5 + 0,5) mg/100g of cyaniding-3-glicosídeo. The formed microstructures were analyzed by eletronic scanning microscopy and it was found that the spray dryer method were formed microspheres with diferent sizes, with diameters varying from 3,5 to 9,5 micrometers and the formed particles maintained the surface smooth with slight roughness. It was found to the coacervation method the microscopic characteristics showed a complex structure, with misshapen appearance, with minimum formation of microcapsules size ranging from 4 to 12 micrometers immersed in the same polimeric matrix. The thermogravimetric concluded the formation of microcapsules due to the increasing of thermic stabilization of products obtained by the coacervation and spray dryer in relation of thermic degradation suffered by the in nature pulp. Results revealed that the coacervation did not prove to be efficient in the blackberry pulp's microencapsulation process since it has the lowest content of anthocyanins and lower efficiency of phenolic compounds' microencapsulation in relation to the spray drying process. Keywords: Blackberry, microencapsulation, anthocyanins, phenolic compounds.

Orientador : Prof. Dr. Marcos L. Corazza / Co-orientador : Prof. Dr. Marcos R. Mafra / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 24/02/2015 / Inclui referências / Resumo: A soja é hoje uma das principais fontes de óleo vegetal no mundo. A principal forma de extração do óleo de soja é a extração por solvente utilizando hexano comercial. O hexano é uma mistura de hidrocarbonetos derivados do petróleo altamente inflamável e de moderada toxicidade. Dentre os vários solventes estudados para substituir o hexano, o etanol merece destaque por ser oriundo de fontes renováveis, atóxico e de baixo custo no país. No entanto, o etanol apresenta menor solubilidade a óleos quando comparado ao hexano, que é completamente miscível. O uso de um co-solvente que melhore a solubilidade entre componentes parcialmente miscíveis é uma alternativa que pode permitir melhor capacidade de extração. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi aplicar ésteres etílicos como co-solventes, em baixas proporções, para promoção da extração de óleo de soja. As etapas para a realização deste estudo compreenderam a produção de biodiesel, a realização de estudos de equilíbrio de fases dos sistemas (óleo de soja + (etanol + água)), (óleo de soja + biodiesel + (etanol + água)) e (óleo de soja + acetato de etila + etanol anidro), e a obtenção de cinéticas de extração de óleo de soja com misturas etanol + ésteres. O biodiesel utilizado nos experimentos foi obtido por transesterificação homogênea alcalina, com rendimento em massa de 97,63%. Considerando os sistemas com ésteres, verificou-se que a solubilidade aumentou com maiores frações destes componentes e maiores temperaturas. Para os sistemas (óleo de soja + (etanol + água)) foi observada maior solubilidade a maiores temperaturas e menores teores de água. Os sistemas que utilizaram biodiesel foram correlacionados pelo modelo NRTL com bons ajustes aos dados experimentais. As cinéticas de extração de óleo de soja bruto a partir de soja laminada foram realizadas com etanol anidro e sua mistura com frações de biodiesel ou acetato de etila. Foi observado que quanto menor a temperatura, maior o efeito do emprego dos ésteres sobre a capacidade de extração de óleo bruto total, no equilíbrio. No entanto, quanto maior a temperatura utilizada, maior a taxa e quantidade total de soluto obtido. A 55°C não foi observado diferença entre a extração utilizando somente etanol e misturas (etanol + biodiesel) ou (etanol + acetato de etila). De acordo com os resultados obtidos, a aplicação de misturas etanol + ésteres na extração de óleo de soja parece promissora no sentido da diminuição dos gastos energéticos, uma vez que possibilita melhorar a extração total de óleo bruto a temperaturas mais amenas, abaixo de 55 ºC. Os modelos cinéticos de 2ª ordem e de transferência de massa para placa plana infinita se ajustaram bem os dados experimentais. Os sistemas de extração por etanol anidro e co-solventes apresentaram ?Hº e ?Sº positivos, enquanto ?Gº foi negativo, indicando que estes processos são endotérmicos, irreversíveis e espontâneos. Palavras-chave: Equilíbrio líquido-líquido. Extração. Óleo de soja. Etanol. Biodiesel. / Abstract: Nowadays, soybean is one of the major sources of vegetable oil in the world. The main form of soybean oil extraction is the solvent extraction using commercial hexane. Hexane is a highly flammable mixture of hydrocarbons derived from petroleum that presents moderate toxicity. Among the various solvents studied to replace hexane, ethanol is noteworthy for being derived from renewable sources, being non-toxic and of low cost in the country. However, ethanol presents lower solubility to oils, as compared to hexane, which is completely miscible. The use of a co-solvent to improve the solubility of partially miscible components is an alternative which can allow better extraction capacity. In this context, the aim of this study was to apply ethyl esters as co-solvents in low proportions, for the promotion of soybean oil extraction. The steps for accomplishing this study comprised the production of biodiesel, performing phase equilibrium studies for the systems (soybean oil + (ethanol + water)), (soybean oil + biodiesel + (ethanol + water)) and (soybean oil + ethyl acetate + anhydrous ethanol) and obtaining crude soybean oil extraction kinetics using mixtures of ethanol and esters. The biodiesel used in the experiments was obtained by homogeneous alkaline transesterification, yielding 97.63% (mass basis). Considering the systems with esters, it was found that the solubility increased with larger fractions of these components and higher temperatures. For the systems (soybean oil + (ethanol + water)) a greater solubility at higher temperatures and lower moisture contents was observed. The biodiesel systems studied were correlated with the NRTL model, which resulted in good fits to the experimental data. The kinetics of crude soybean oil extractions from soybean flakes were performed with anhydrous ethanol and its mixture with biodiesel or ethyl acetate fractions. It was observed that with lower temperatures, greater effects of using esters were obtained in the crude soybean oil extraction capacity, at equilibrium. However, the higher the temperature used, the higher the rate and the total amount of solutes extracted. At 55 °C no difference was observed between the extraction using ethanol and mixtures (ethanol and biodiesel) or (ethanol + ethyl acetate). According to the results obtained, the application of mixtures of ethanol and esters in the extraction of crude soybean oil appears promising in the sense of reducing energy costs, since it allows improving the overall oil extraction at milder temperatures, below 55 °C. The 2nd order and mass transfer for infinite slab kinetic models presented a good adjustment to the experimental data. The extraction systems using anhydrous ethanol and co-solvents showed positive ?Hº and ?Sº while ?Gº was negative, indicating that these processes are endothermic, irreversible and spontaneous. Keywords: Liquid-liquid equilibrium. Extraction. Soybean oil. Ethanol. Biodiesel.

Orientador : Drª. Maria Lucia Masson / Coorientador : Drª. Mareci Mendes de Almeida / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa : Curitiba, 01/12/2016 / Inclui referências : f. 72-87 / Resumo: A tendência do consumo de alimentos com características funcionais reflete no aumento das pesquisas sobre os probióticos e prebióticos. A diversificação destes é limitada, pois existe dificuldade na elaboração de produtos biotecnológicos que tenham boa resistência ao processamento térmico e viabilidade durante sua vida útil. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um produto simbiótico em pó com yacon prebiótico encapsulado juntamente com o probiótico Lactobacillus casei através de secagem por aspersão. Foi utilizado um spray dryer de aço inox, em escala piloto, equipado com atomizador tipo dois fluidos e os agentes encapsulantes maltodextrina e soro de leite nas proporções de 60:40, 70:30 e 80:20 (m/m), respectivamente. Com o intuito de avaliar a qualidade final do produto simbiótico em pó, foram feitas análises de higroscopicidade, solubilidade, propriedades térmicas (TG - DTG e DSC), caracterização dos carboidratos, viabilidade celular e condições gastrointestinais simuladas. O comportamento das amostras foi predito através da utilização dos modelos teóricos GAB, Langmuir, BET, BET Linearizado. Os dados experimentais foram testados nestes quatro modelos teóricos, sendo o modelo de GAB o mais representativo para os dados de equilíbrio de umidade a 25ºC. A proporção de maltodextrina e soro de leite 80:20 mostrou-se mais eficiente no processo de encapsulação. O produto em pó simbiótico encapsulado manteve a viabilidade probiótica, além de resistir às condições gastrointestinais simuladas e a quantidade mínima de prebiótico preconizada pela legislação vigente durante 30 dias de armazenamento à temperatura ambiente. Sendo assim, o desenvolvimento desse produto caracteriza-se como uma inovação importante para a indústria de alimentos funcionais. Palavras-chave: frutooligossacarídeos, análise térmica, isoterma de sorção, Smallanthus sonchifolius sp. / Abstract: The trend of food consumption with functional characteristics reflected in the increase in research on probiotics and prebiotics. The diversification of these is limited because there is difficulty in the development of biotechnology products which have good resistance to thermal processing and viability during storage. The aim of this study was to develop a product powder symbiotic of yacon encapsulated with the probiotic Lactobacillus casei through spray drying. One spray dryer stainless steel was used, pilot scale, equipped with atomizer type two fluids. Maltodextrin and whey were used as encapsulating agents in ratios of 60:40, 70:30 and 80:20 (w/w), respectively. To evaluate the final quality of the powder symbiotic product were performed analyzes in solubility hygroscopicity, thermal properties (TG - DTG e DSC), characterization of carbohydrates, cell viability and simulated gastrointestinal conditions. The behavior of the samples was predicted using the theoretical models GAB, Langmuir, BET, Linearized BET. The experimental data were tested in these four theoretical models, the GAB model was best represented the moisture equilibrium data at 25°C.The ratio of maltodextrin and whey 80:20 was the best for the encapsulation process.The powder symbiotic product encapsulated maintained the viability of the probiotic, beyond resist the simulated gastrointestinal conditions, and the minimum amount of prebiotic recommended at the current legislation for 30 days of storage at room temperature. Thus, the development of this product is characterized as an important innovation for the functional food industry. Keywords: fructooligosaccharides, thermal analysis, sorption isotherm, Smallanthus Sonchifolius sp.

Orientador : Prof. Dr. Marcos Lúcio Corazza / Co-orientador : Prof. Dr. Éverton Fernando Zanoelo / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 13/02/2015 / Inclui referências / Resumo: O melaço de soja é um subproduto do processamento de farinha desengordurada de soja para produção de concentrado protéico de soja (CPS). A concentração das proteínas ocorre por extração dos carboidratos solúveis com uma mistura álcool-água, o que gera após centrifugação e remoção de álcool uma torta rica em proteína (CPS) e uma solução aquosa essencialmente composta por carboidratos solúveis (melaço de soja). O melaço concentrado por evaporação é empregado como matéria-prima para ração animal, como combustível de caldeira industrial, para produção de isoflavonas e como substrato em processos fermentativos, principalmente para produção de álcoois. Apesar do grande volume de geração deste resíduo e de suas crescentes aplicações comerciais, suas propriedades termofísicas de importância para dimensionamento, simulação e otimização das operações de transformação deste subproduto não são disponíveis na literatura. Neste contexto, o presente trabalho visou determinar experimentalmente a elevação do ponto de ebulição (EPE), o calor específico e a densidade de soluções aquosas de melaço. EPEs de até 8,2 oC foram registrados com um ebuliômetro operando de 7,6 a 86,9 kPa com soluções de melaço envolvendo frações mássica de sólidos totais de 0,3 a 0,6. No caso do calor específico, valores da ordem de 3394 a 3948 J kg-1 oC-1 a temperatura ambiente foram obtidos através do método da mistura em calorímetro quase adiabático para soluções de melaço com teores de sólidos totais variando de 0,1 a 0,4. Em uma faixa análoga de concentração de sólidos, densidades de aproximadamente 995 a 1104 kg m-3 foram medidas com o método do tubo em U oscilante em temperaturas entre 40 e 60 oC. Modelos empíricos consistentes com as medidas experimentais foram propostos para estimativa das propriedades investigadas em toda a faixa de frações mássicas de sólidos totais possível, isto é, entre a que caracteriza o melaço puro e submetido a diluições infinitas. Ensaios de concentração de melaço por evaporação foram conduzidos a pressão atmosférica e sob vácuo (32,5 kPa), e um modelo baseado em equações fundamentais de conservação de calor e massa foi sugerido para reproduzir os dados transientes de concentração de melaço determinados por método gravimétrico. Palavras-chave: melaço de soja, elevação do ponto de ebulição, densidade, calor específico e evaporação. / Abstract: The soy molasses is a byproduct from the defatted soy flour process in order to produce the soy protein concentrate (SPC). The concentration of protein occurs by extracting the solubles carbohydrates with an alcohol-water mixture, which generates after centrifugation and the alcohol removal a rich protein pie (SPC) and an aqueous solution consisting essentially by water soluble carbohydrates (soy molasses). The molasses concentrated by evaporation is used as a raw material for animal feed, as an industrial boiler fuel, for the production of isoflavones and as a substrate in fermentation processes, especially for producing alcohols. Despite of the large volume of generation of this waste and its growing commercial applications, their thermophysical properties of importance to design, simulate and optimize processing operations of this by-product are not available in the literature. In this context, this research intended to experimentally determine the boiling point elevation (BPE), the specific heat and density of aqueous solutions of molasses. BPEs up to 8.2 ° C were recorded with an ebulliometer operated at a pressure range from 7.6 to 86.9 kPa involving molasses with mass fractions between 0.3 and 0.6. In the case of specific heat, the experiments based on the method of mixture were always carried in an almost adiabatic calorimeter. Specific heats close to 3394 to 3948 J kg-1 °C-1 were determined at room temperature for molasses with total solids from 0.1 to 0.4. In a similar concentration range of solids, density of about 995-1104 kg m-3 were obtained by the oscillating U-tube method at temperatures between 40 and 60 °C. Empirical models whose results were consistent with the experimental measurements were proposed to estimate the properties investigated in the full range of mass fractions of total solids (i.e.; between those found when considering pure molasses and infinite dilutions). Experiments for molasses concentration were also performed by evaporation at atmospheric pressure and under vacuum (32.5 kPa). A model based on heat and mass conservation equations was suggested to reproduce the transient data of molasses concentration determined by gravimetry. Keywords: soy molasses, boiling point elevation, density, specific heat and evaporation.

Orientadora : Prof. Dr. Marcos L. Corazza / Coorientadora : Profª Drª Agnes de Paula Scheer / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 25/08/2017 / Inclui referências : f. 98-118 / Resumo: No Brasil, parte da produção de maracujá cultivado sob o sistema orgânico é utilizado por algumas indústrias para a fabricação de sucos e geleias. Este processamento gera resíduos, como as sementes, que são subutilizadas. Devido ao interesse em identificar um melhor aproveitamento dessas sementes e da escassez de pesquisas sobre o uso do propano no estado subcrítico na extração de óleos de fontes vegetais, este estudo teve como objetivo avaliar o potencial da tecnologia subcrítica utilizando o propano comprimido na recuperação do óleo de sementes de maracujá doce (Passiflora alata Curtis) e de maracujá azedo (P. edulis f. flavicarpa) orgânicos e comparar os rendimentos e a qualidade dos óleos obtidos por essa tecnologia com as técnicas de extração em Soxhlet utilizando n-hexano e etanol como solventes e com a extração assistida por ultrassom utilizando etanol como solvente. A extração com propano comprimido foi realizada em escala piloto, nas seguintes combinações de pressão e temperatura: 2 MPa-30 °C, 2 MPa-60 °C e 8 MPa-30 °C, por 180 minutos. Testes preliminares foram feitos para identificar os parâmetros de processo que proporcionassem o maior rendimento para a extração assistida por ultrassom e os resultados indicaram a razão de semente:solvente (m/v) de 1:50 e a temperatura de 60 °C como sendo as melhores condições de processo. Foram obtidas imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) das sementes antes e após os processos de extração. Foram realizadas análises para a caracterização físico-química, do perfil dos ácidos graxos, da estabilidade térmica, além da identificação de tocoferóis e da análise da atividade antioxidante e antimicrobiana dos óleos. Os maiores rendimentos foram de 28,33% e 26,12% para o óleo de sementes de maracujá doce e azedo orgânicos, respectivamente, utilizando a extração em Soxhlet com n-hexano. Entre as técnicas não convencionais, a extração com propano comprimido resultou nos maiores rendimentos, de 24,68% para o óleo de sementes de maracujá azedo orgânico obtido a 8 MPa e 30 °C e 23,68% para o óleo de sementes de maracujá doce orgânico obtido a 2 MPa e 60 °C. As imagens de MEV demonstraram o intenso efeito das extrações utilizando Soxhlet com n-hexano e com propano comprimido sobre as células oleosas das sementes, o que permitiu maior liberação de óleo dessas estruturas, resultando em alto rendimento de extração. As características físico-químicas dos óleos atendem a legislação vigente e são compatíveis com as de outros óleos vegetais comestíveis. Os óleos são ricos em ácidos graxos poli-insaturados, sendo o ácido linoleico predominante e presente em quantidade significativamente maior no maracujá doce (maior valor de 72,89%, obtido a 8 MPa-30 °C). As extrações com propano comprimido a 30 °C e pressão de 2 e 8 MPa proporcionaram porcentagens maiores de ácidos graxos poli-insaturados nos óleos em relação aos outros métodos. Foram identificados os homólogos ?-, ?- e ?-tocoferol em todos os óleos estudados. Os óleos apresentaram alta estabilidade térmica até 300 °C. Todos os óleos apresentaram atividade antioxidante bem como inibiram o crescimento dos microrganismos Escherichia coli, Salmonella enteritidis, Staphylococcus aureus e Bacillus cereus. Palavras-chave: Extração subcrítica. Propano comprimido. Extração assistida por ultrassom. Semente de maracujá. Passiflora alata Curtis. Cultivo orgânico. / Abstract: In Brazil, part of the passion fruit cultivated under the organic system is used by some industries to manufacture juices and jellies. This processing generates residues, such as seeds, which are underutilized. Due to the interest in identify a better use of these seeds and the scarce researches on the use of compressed (subcritical) propane in the extraction of oils from vegetable sources, the aim of this study was to evaluate the potentialities of subcritical compressed propane technology to recover the oil from sweet (Passiflora alata Curtis) and yellow (P. edulis f. flavicarpa) passion fruit seeds and compare the results with Soxhlet extraction method using n-hexane and ethanol as solvents and ultrasound-assisted extraction using ethanol as solvent. The extraction with compressed propane was conducted in pilot scale in the following pressures and temperatures combination: 2 MPa-30 °C, 2 MPa-60 °C and 8 MPa-30 °C, for 180 minutes. Preliminary tests were done to identify process parameters that provided the highest yield for ultrasound-assisted extraction and the results indicated the ratio of 1:50 (seed:solvent; m/v) and the temperature of 60 °C as the best process conditions. Scanning electron microscopy (SEM) images were obtained from seeds before and after extraction processes. Analysis were carried out to identify the physico-chemical characterization, fatty acid profile, thermal stability, tocopherol content, antioxidant and antimicrobial activity of the oils. The higher extraction yields were of 28.33% and 26.12% to the oils of organic P. alata and P. edulis, respectively, using Soxhlet extraction method with n-hexane. Among the unconventional techniques, extraction with compressed propane resulted in the highest yields, with 24.68% at 8 MPa-30 °C (organic P. edulis seed oil) and 23.68% at 2 MPa-60 °C (organic P. alata Curtis seed oil). SEM images demonstrated the intense effect of extractions using Soxhlet with n-hexane and with compressed propane on the oil-bearing cells of the seeds, which allowed greater oil release from these structures, resulting in high extraction yield. Regarding the physico-chemical characteristics of the oils, the results comply with the current legislation and are compatible with those of edible vegetable oils. The oils are rich in polyunsaturated fatty acids, with linoleic acid being predominant and present in significantly greater amounts in sweet passion fruit seed oil (higher value of 72.88% obtained at 8 MPa and 30 °C). The extraction with compressed propane at 30 °C and 2 and 8 MPa provided higher percentage of unsaturated fatty acids than other methods. The homologues ?-, ?- and ?-tocopherol were identified in all the oils studied. The oils presented high thermal stability up to 300 °C. All the oils presented antioxidant activity as well as inhibited the growth of the microorganisms Escherichia coli, Salmonella enteritidis, Staphylococcus aureus and Bacillus cereus. Keywords: Subcritical fluid extraction. Compressed propane. Ultrasound-assisted extraction. Passion fruit seed. Passiflora alata Curtis. Organic farming.

Orientador : Prof. Dr. Marcos R. Mafra / Co-orientador : Prof. Dr. Marco Aurélio S. de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 13/06/2014 / Inclui referências / Resumo: A denominação glúten é dada para o conjunto de proteínas encontradas em diversos cereais, sendo estas responsáveis por conferir à massa a coesão e a retenção de gases durante a fermentação. As principais proteínas que compõem o glúten são a gliadina e a glutenina. Estas são proteínas insolúveis em água, sendo a gliadina solúvel em solução alcoólica e glutenina solúvel em soluções ácidas e alcalinas. Por serem as principais proteínas da farinha de trigo, o estudo do comportamento térmico destas frações proteicas é essencial para o projeto de unidades de processamento desta matéria-prima. Entretanto, o processo de separação e purificação destas proteínas tendem a alterar as propriedades físico-químicas destas frações. Desta forma, este trabalho tem como objetivo avaliar as frações ricas em glutenina obtidas da farinha de trigo (cultivar BRS-Parrudo – Embrapa), separadas por quatro métodos de extração, sendo estes assim denominados: extração padrão, extração com adição de DTT (ditiotreitol), extração por decantação e a extração direta. A quantidade de proteína obtida em cada extração foi quantificada pelo método de Bradford, sendo que as massas molares foram avaliadas por eletroforese em gel desnaturante SDS-PAGE. A temperatura de desnaturação das frações proteicas foi determinada pela calorimetria exploratória diferencial (DSC) e o grau de desnaturação destas frações foi avaliado por dicroísmo circular (CD). Na análise de Bradford, as concentrações de proteínas na extração padrão, extração com adição de DTT e na extração por decantação foram de 0,20 mg/mL, 0,30 mg/mL e 0,16 mg/mL, respectivamente, enquanto que na extração direta foi obtida maior concentração de proteína, 8,87 mg/mL. Na extração direta ocorre uma única etapa de extração, na qual são obtidas diversas frações proteicas, além da fração de interesse. Isto pode explicar o fato da maior concentração de proteína obtida nessa extração. As bandas identificadas na eletroforese para a avaliação das massas molares foram: 86,7 ± 2,9 Kda, para as frações de alta massa molar, e 48,3 ± 0,5 KDa e 39,1 ± 0,45 Kda, para as de baixa massa molar. A análise das frações proteicas por dicroísmo circular, revelou que as mesmas não sofreram desnaturação durante os processos de extração. A análise de DSC para a avaliação das quatro diferentes extrações revelou uma pequena variação da temperatura de desnaturação entre as amostras extraídas. Na extração padrão e extração direta foram obtidas as temperaturas de desnaturação de 64,3 ± 0,62°C e 67,2 ± 0,52°C, respectivamente e os eventos térmicos foram endotérmicos, com variação de entalpia de aproximadamente -3,95 J/g na extração padrão e -10,80 J/g na extração direta. Para a extração com adição de DTT, a temperatura de desnaturação foi de 65,1 ± 1,74°C e a variação de entalpia de -12,68 J/g. Essas amostras passaram pelo processo de diálise no intuito de eliminar interferentes. Foi observado uma pequena variação nas temperaturas de desnaturação, porém os picos obtidos apresentaram uma melhor definição, confirmando a eliminação dos contaminantes. Este trabalho demonstrou que o método de extração empregado pode alterar as propriedades das proteínas do glúten, especificamente a glutenina, sendo a análise de DSC um método robusto, rápido e confiável para avaliação destes extratos. As frações de glutenina extraída da farinha de trigo do cultivar BRS-Parrudo da Embrapa apresentou temperatura de desnaturação intermediária, quando comparada com os valores já encontrados na literatura para outros cultivares. PALAVRAS-CHAVE: Glúten, desnaturação, ditiotreitol (DTT), propriedades físico-químicas / Abstract: Gluten is the name given to the group of proteins found in some cereals, which are responsible for conferring cohesion to the mass and retention of gas during fermentation. The major proteins which comprise the gluten are gliadin and glutenin. These proteins are insoluble in water. Gliadin is soluble in alcoholic solution and glutenin is soluble in acidic and alkaline solutions. Because they are the major proteins of wheat flour, the study of the thermal behavior of these protein fractions is essential for the design of processing units of this raw material. However, the process of separation and purification of these proteins tend to alter the physicochemical properties of these fractions. Thus, this study aims to evaluate the fractions ofglutenin obtained from wheat flour (BRS-stout - Embrapa) and separated by four methods, which are named as: standard extraction, extraction with addition of DTT (dithiothreitol ), extraction by decantation and the direct extraction. The amount of protein obtained at each extraction was quantified by the Bradford method, and the molecular weights were analyzed by gel electrophoresis on denaturing SDS-PAGE. The denaturation temperature of the protein fractions was determined by differential scanning calorimetry (DSC) and the degree of denaturation of these fractions was assessed by circular dichroism (CD). The results showed that the protein concentration in standard extraction, extraction by addition of DTT and decantation were 0.20 mg / ml, 0.30 mg / ml and 0.16 mg / ml, respectively. It was observed that direct extraction obtained a higher protein concentration, 8.87 mg / ml. In the direct extraction which consists in a single extraction step, various protein fractions are obtained with the fraction of interest protein. This may explain the fact that the highest concentration of protein was obtained in this extraction. The bands identified in electrophoresis for assessment of molecular weight were 86.7 ± 2.9 kDa for the high molecular weight fractions, and 48.3 ± 0.5 kDa and 39.1 kDa ± 0.45 for the low molecular weight. The analysis of the protein fractions by circular dichroism revealed that they did not undergo denaturation during the extraction process. The DSC analysis for the evaluation of four different extractions revealed a small variation of the denaturing temperature between the samples. In the standard extraction and direct extraction were obtained the denaturation temperatures of 64,3 ± 0,62°C e 67,2 ± 0,52°C, respectively, thermal events were endothermic and the enthalpy obtained was approximately -3.95 J / g in the standard extraction and -10.80 J / g for the direct extraction. For the extraction with the addition of DTT, the denaturation temperature was 65,1 ± 1,74°C and the enthalpy change of -12.68 J / g. These samples passed through the dialysis process in order to eliminate interfering. A small change in denaturation temperature was observed, but peaks obtained showed a better definition, confirming the removal of contaminants. This study demonstrated that the type of extraction method can change the properties of gluten proteins, specifically the glutenin, and the DSC analysis is a robust, fast and reliable method for assessing these statements. The fractions of glutenin extracted from wheat flour of BRS-stout Embrapa showed intermediate denaturation temperature when compared with the values already found in the literature for other cultivars. KEY-WORDS: Gluten, denaturation, dithiothreitol (DTT), physicochemical properties

Orientador : Prof. Dr. Álvaro Luiz Mathias / Co-orientadora : Profª. Drª. Regina Maria Matos Jorge / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 25/02/2015 / Inclui referências / Resumo: A administração oral de insulina em diabéticos é restringida pela sua degradação enzimática antes de atingir o intestino, que é a região de maior absorção. Porém, esferas de alginato (ALG) ou de sua associação com proteína isolada do soro de leite (WPI) contendo insulina podem protegê-la do ambiente estomacal. A liberação do medicamento em meio aquoso foi descrita como predominantemente controlada pelo processo de difusão fickiana. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da matriz, ALG ou ALG-WPI, da concentração inicial de insulina, no intervalo de 0,035 a 0,131 mol.m-3, e do diâmetro das esferas, no intervalo de 3,14 a 4,37 mm, com uso de modelagem aplicada aos dados experimentais. O modelo desenvolvido, que descreve adequadamente a liberação observada experimentalmente, tem a absorção de água, o inchamento, a geração térmica e o campo de velocidade das esferas considerados nulos. O método dos elementos finitos foi aplicado a uma geometria bidimensional e resolvido em COMSOL 4.3b. Os resultados demonstram que a matriz ALG é mais adequada, pois apresenta liberação estomacal mais lenta e intestinal mais rápida. O teor inicial maior de insulina provoca uma liberação mais rápida deste hormônio, o que confirma o comportamento fickiano. Maiores diâmetros protegem melhor o medicamento da degradação estomacal. Esses resultados contribuem para o desenvolvimento deste produto terapêutico de modo a minimizar o estresse de insulinodependentes, bem como para estudos de novos sistemas de administração controlada. Palavras chave: insulina, alginato, whey protein, diabetes, modelagem, simulação / Abstract: Oral administration of insulin in diabetics is restricted by its enzymatic degradation before reaching the intestine, where absorption is optimal. However, alginate beads or its association with whey protein isolate containing insulin can protect it from the stomach environment. Previously, this case of drug release in aqueous media has been described as predominantly controlled by a Fickian diffusion process. The aim of this study was to evaluate the effect of the matrix (ALG or ALG-WPI), the initial insulin concentration in the range from 0.035 to 0.131 mol.m-3, and the diameter in the range from 3.14 to 4.37 mm, applying a model to the experimental data. For the model development, water absorption, swelling, heat generation and the velocity field of the spheres were considered to be zero. Fortunately, it presented an adequate description of the physical data. The finite element method was applied to a twodimensional geometry and solved in COMSOL 4.3b. The results show that the ALG matrix is most suitable due to a faster intestinal release and a slower delivery in the stomach. Raising the initial amount of insulin in the beads caused a faster release of this hormone, which confirms the Fickian behavior. Larger diameters protected the drug better from stomach degradation. These results contribute to the development of therapeutic products that minimize the stress of insulin dependents and to studies of new controlled delivery systems. Keywords: insulin, alginate, whey protein, diabetes, modeling, simulation

Orientadora : Profª. Drª. Agnes de Paula Scheer / Coorientador : Prof. Dr. Alessandro Nogueira / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa : Curitiba, 30/01/2017 / Inclui referências / Resumo: O uso de aromas naturais ou bioaromas vem apresentando interesse na indústria alimentícia, uma vez que, participam diretamente da aceitação sensorial do produto. Desta forma, por decidirem o consumo, os aromas estão situados no mesmo nível de importância que os nutrientes em um alimento. A pervaporação é um processo de separação por membranas, em que os componentes de uma mistura líquida são fracionados seletivamente, esse processo vem sendo relatado na literatura para a recuperação de aromas de frutas e sucos de frutas. O objetivo deste trabalho é avaliar a pervaporação na recuperação do aroma de maçã a partir do suco clarificado obtido por duas cultivares (Fuji e Gala). O trabalho foi realizado em uma unidade experimental desenvolvida na Universidade Federal do Paraná. Os parâmetros avaliados foram a temperatura (30 °C e 40 °C) e a pressão (1 kPa e 2 kPa), mantendo a vazão de alimentação em 1,5 L min-1. As amostras foram analisadas por cromatografia gasosa (CG) comparando o tempo de retenção com vinte e três padrões. O aumento de temperatura (40 °C) resultou em um aumento no fluxo global de permeado. A pressão teve o efeito oposto, aumentando o fluxo global quando a pressão diminui (1 kPa). Os fatores de enriquecimento foram calculados para os compostos identificados na alimentação e no permeado, e os valores variaram de 1 a 14. Os coeficientes de transferência de massa para os componentes identificados foram calculados em cada condição de operação para ambos os sucos Fuji e Gala, a ordem de grandeza encontrada foi de 103 (m² h mol-1) . Em geral todas as condições estudadas apresentaram bons resultados de recuperação global de compostos voláteis, na faixa de 153 a 367%, sendo que as maiores concentrações totais foram obtidas para a temperatura de 40 °C. A pressão exerce mais influência na recuperação do que a temperatura, no caso do suco da cultivar Fuji. Os resultados demonstraram que há uma interação dos componentes presentes no suco para cada uma das variedades estudadas, alterando a difusividade dos compostos pela membrana. Palavras-Chave: Compostos voláteis, Membrana densa, Separação por membranas, Suco de maçã. / Abstract: The use of natural aromas or bioaromas has aroused interest in the food industry, since they participate directly in the sensorial acceptance of the product. In this way, by deciding the consumption, the aromas in food are situated at the same level of importance as the nutrients. Pervaporation is a membrane separation process where the components of a liquid mixture are selectively fractionated, this process has been reported in the literature for the recovery of fruit aromas and fruit juices. The aim of this study is to evaluate pervaporation in the recovery of the apple aroma from the clarified juice obtained by two cultivars (Fuji and Gala). The work was carried out in an experimental unit developed at the Federal University of Paraná. The parameters evaluated were the temperature (30 °C and 40 °C) and the pressure (1 kPa and 2 kPa), maintaining the feed rate in 1.5 L min-1. The samples were analyzed by gas chromatography (GC) comparing the retention time with twenty-three standards. The increase in temperature (40 °C) resulted in an increase in overall permeate flux. The pressure had the opposite effect, increasing the overall flux when the pressure decreases (1 kPa). The enrichment factors were calculated for the compounds identified in the feed and pervaporate, and the values ranged from 1 to 14. The mass transfer coefficients for the identified components were calculated in each operating condition for both Fuji and Gala juices, the order of magnitude found was 103 (m² h mol-1). In general, all the studied conditions presented good results of global recovery of volatile compounds, in the range of 153 to 367%, and the highest total concentrations were obtained at a temperature of 40 ° C. The pressure exerts more influence on the recovery than the temperature, in the case of the juice of the cultivar Fuji. The results demonstrated that there is an interaction of the components present in the juice for each of the varieties studied, changing the diffusivity of the compounds through the membrane. Keywords: Volatile compounds, Dense membrane, Membrane separation, Apple juice.

Orientadora : Profª. Drª. Nina Waszczynskyj / Coorientador : Prof. Dr. Alessandro Nogueira / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 13/12/2017 / Inclui referências : f. 87-100 / Resumo: A produção de leite é uma atividade importante em diversos países do mundo. No Brasil, 4º maior produtor mundial (ano de 2015), o leite está entre os principais produtos da agropecuária. Com o aumento no volume de leite, a produção de derivados lácteos como os queijos vem crescendo. Porém, nem todo leite é adequado para produção de queijo, alguns são mais aptos à coagulação que outros, sendo sua composição e algumas características como as propriedades de coagulação do leite (PCL) fatores importantes para o processo tecnológico e para o rendimento econômico do laticínio. Desta forma, é interessante estudar e avaliar a capacidade de coagulação do leite a fim aperfeiçoar o destino do mesmo, bem como contribuir com estudos para melhoria genética de bovinos de leite. O presente estudo foi composto pela revisão de literatura e dois experimentos. No experimento 1 foram analisadas amostras de leite provenientes de vacas da raça Holandesa de seis rebanhos distintos da província de Veneza-Itália, em dois períodos do ano: verão (julho a setembro) e outono (setembro a dezembro). Todas as amostras foram submetidas às análises de gordura, proteína total, caseína, pH por espectroscopia no infravermelho médio; contagem de células somáticas por fluorescência ótica e propriedades de coagulação do leite, expressas em tempo para o início da coagulação enzimática (TCE, min) e consistência do coágulo após 30 minutos da adição do coalho (A30, mm) por latodinamografia. Foram também determinados os índices de aptidão de coagulação do leite (IAC) e de temperatura e umidade (ITU). Do total de amostras analisadas, 41,2% não coagularam (NC) nos 30 minutos de análise. O maior percentual de amostras coaguladas foi para as coletadas durante o outono, período que os valores para o ITU foram mais baixos. Os dados obtidos nesse trabalho demonstram um elevado número de amostras NC, constando-se que provavelmente as condições climáticas influenciaram a capacidade de coagulação. No experimento 2 foram avaliadas amostras de leite de dezessete animais das raças Holandesa e mestiças Jersey-Holanda de um rebanho localizado na cidade de Ponta Grossa, Paraná-Brasil. Foram analisadas as propriedades reológicas da coagulação enzimática do leite, em três períodos do ano (maio, agosto e dezembro). O teor de gordura, proteína total, caseína, lactose, contagem de células somáticas e o ITU foram determinadas pelos mesmos procedimentos do experimento 1 e o pH com uso de pHmetro. As propriedades reológicas (tempo de coagulação enzimática e a força da coalhada) foram determinadas por reometria em regime oscilatório de baixa amplitude por meio dos módulos G' (de armazenamento), G'' (de perda) e da tan ? (tangente de perda). A partir de amostras do sangue dos animais, foram determinados os genótipos para ?appa-caseína (?-CN), betacaseína (?-CN) e beta-lactoglobulina (?-Lg) pela técnica de PCR-RFLP. Foram encontradas diferenças entre a composição dos leites nos diferentes períodos de análise, bem como no perfil reológico. Com exceção das amostras de leite de um animal, ambos G' e G'' aumentaram com o tempo, comportamento esperado e de acordo com a literatura, porém apresentaram característica de gel fraco. Com relação ao perfil proteico foram encontrados os genótipos AA; AB e BB para ?-CN; A1A2 e A2A2 para a ?-CN e AA; AB e BB para ?-Lg, porém não foi estabelecida uma relação direta com as propriedades de coagulação e com o TCE. Os resultados obtidos nos 2 experimentos apontam a necessidade de estudos com relação à PCL a fim de garantir um leite de qualidade para a produção de queijos e que a determinação do teor de proteína total ou caseína não são suficientes para determinar essas propriedades. Também foi possível notar que o estresse térmico tem influência negativa sobre a PCL. Para indústria de queijos, longo TCE é o resultado de reduzida velocidade de formação do coágulo com fraca consistência final o que pode resultar em perdas no rendimento e na qualidade global principalmente para queijos maturados. Palavras-chave: Coagulação do leite. Tempo de coagulação. Reologia. Queijos. / Abstract:Milk production is an important activity in various countries throughout the world. In Brazil, the 4th largest world producer (year 2015), milk is amongst the main agricultural products, and with the increase in the milk volume, the production of dairy products such as cheeses has also grown. However not all milk is adequate for cheese production, some being more apt for coagulation than others. Thus for cheese production the composition of the milk and some of its characteristics, such as the milk coagulation properties (MCP), are important for the technological process and for the economic yield of the dairy. It is therefore of interest to study and evaluate the coagulation capacity of the milk so as to perfect its destiny, and contribute to studies for the genetic improvement of dairy cattle. The present study consisted of two experiments. In the first experiment milk samples from Holstein cows in six distinct herds in the province of Venice-Italy in two periods of the year: summer (July to September) and autumn (September to December), were analyzed. All the samples were analyzed for their fat, total protein and casein contents and pH value by medium infrared spectroscopy; somatic cell count by optical fluorescence; and the milk coagulation properties by lactodynamography and expressed as the milk rennet coagulation time (RCT, min) and curd firmness (A30, mm), 30 minutes after the addition of the rennet. The milk coagulation aptitude index (IAC) and temperature-humidity index (THI) were also determined. Of the total number of samples analyzed, 41.2% did not coagulate (NC) during the 30 minutes of analysis. The majority of the samples that did coagulate were taken in the autumn, period during which the THI values were lower. The data obtained in this study demonstrated an elevated number of NC samples, so probably the climatic conditions influenced the coagulation capacity. In experiment 2, milk samples from seventeen animals of Holstein and mixed Jersey-Holstein breeds from a herd located in the city of Ponta Grossa, Paraná, Brazil, were evaluated. The rheological properties of the milk rennet coagulation were analyzed at three periods during the year (May, August and December). The fat, total protein and casein contents and the somatic cell counts and THI were determined using the same procedures used in experiment 1 and the pH measured using a pHmeter. The rheological properties (rennet coagulation time and curd firmness) were determined by rheometry using a low amplitude oscillatory regime by way of the storage modulus (G'), loss modulus (G") and the loss tangent (tan ?). The genotypes for ?appa-casein (?-CN), beta-casein (?-CN) and beta-lactoglobulin (?-Lg) were determined from the animals' blood samples using the PCR-RFLP technique. Differences were found in the compositions of the milks obtained during the different periods of analysis, and also in the rheological profiles. With the exception of the milk samples from one animal, the values for both G' and G" increased with time, behavior expected and in agreement with the literature, since they present the characteristics of a weak gel. With respect to the protein profile the following genotypes were found: AA; AB and BB for ?-CN; A1A2 and A2A2 for ?-CN and AA; AB and BB for ?-Lg, although a direct relationship was not established with the coagulation properties or with RCT. The results of the 2 experiments show the need for studies in relation to the MCP so as to guarantee milk with adequate quality for cheese production, and also that the determination of the total protein or casein contents were not sufficient to determine these parameters. It was also possible to note that heat stress had a negative influence on MCP. For the cheese industry, a long RCT is the result of a reduced coagulum formation velocity with a weak final consistency, which can result in losses in yield and in overall quality, principally for matured cheeses. Keywords: Milk coagulation. Coagulation time. Rheology.Cheeses.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Agrarias / Made available in DSpace on 2012-10-16T09:33:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho, estudou-se a viabilidade da implantação do sistema de Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle - HACCP - em uma cozinha industrial na cidade de Joinville/SC, que serve diariamente 5200 refeições. Após uma etapa de análise de perigos, foram identificados os seguintes pontos críticos de controle (CCPs): inspeção das matérias-primas; condições de tempo-temperatura; condições higiênico-sanitárias dos equipamentos; higiene e práticas dos manipuladores. Como embasamento para as etapas acima mencionadas, foram realizadas análises microbiológicas de amostras retiradas de alimentos prontos, mãos de manipuladores, equipamentos e ar ambiente, para detectar a presença de microrganismos indicadores. Foi elaborado um manual de manipulação e higiene de alimentos, editado pela empresa, e posteriormente utilizado em um curso para os manipuladores do local. Após o desenho de fluxogramas do processamento das preparações mais utilizadas no local, foram feitas novas análises microbiológicas de amostras de alimentos, água, manipuladores e equipamentos, buscando identificar a presença de patógenos alimentares. Foram sugeridas medidas de controle para os CCPs identificados em todas as etapas do processamento; formas de monitoramento dos CCPs através de registros específicos; criação de arquivo para organização dos registros de monitoramento e ações corretivas que permitam correção imediata de um problema quando o monitoramento indicar perda de controle em uma etapa do processamento.