Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El estudio se realiza en dos etapas: en cobertor como protección a las heladas ocasionales, y en campo agrícola. De las colectas se encuentra que en el valle del Mantaro se desarrollan tres especies de Amaranthus: A. caudatus, A. cruentus y A.hybridus, ésta última con una variante adicional. Luego del tratamiento agrícola en el campo se determina que la obtención de mayor masa foliar útil se logra en la defoliación durante la floración, tanto en el cultivar como en las especies silvestres, asimismo, esta correlación se mantiene en las interacciones de los factores. La especie silvestre de mayor rendimiento foliar es A. hybridus, seguido de A. cruentus y A. hybridus variante 1. La fertilización orgánica es favorable para incrementar los rendimientos y es efectivo como tratamiento agrícola. El rendimiento de hojas secas de cada especie mantiene una correlación con el de las hojas frescas, de lo que se deduce que el contenido de agua es específico. La defoliación afecta significativamente a los factores de producción, especialmente si se realiza antes de la floración. Del tratamiento agrícola en el cobertor se determina que, el mayor peso de hojas por planta y por parcela, tanto fresca como seca, se obtiene con la defoliación durante la floración en A. caudatus y A.hybridus, manteniendo este orden en las interacciones. Sin embargo, la defoliación antes de la floración afecta positiva y significativamente en la altura de la planta, especialmente en A. hybridus y A. cruentus; esto se mantiene en las interacciones, pero sólo para esta evaluación. Además, A. caudatus es afectado negativamente en sus factores de producción, excepto para el rendimiento foliar. Para el peso de semillas por planta y por parcela, los testigos y la defoliación antes de la floración no presentan diferencia estadística, especialmente en las especies silvestres, lo que indica que puede ser utilizado con doble finalidad. Haciendo una comparación entre las dos condiciones se determina que, la producción tanto de hojas como de semillas, ya sea por planta como por parcela, es mayor en el campo agrícola que en el cobertor, a excepción de la longitud del tallo y la longitud de la panoja. El contenido de nutrientes de las hojas y las semillas de las especies silvestres, según el análisis proximal, son iguales o mejor que las de A. caudatus y otras hortalizas conocidas, por lo que se les puede considerar como plantas promisorias para los agricultores. / Tesis

Se elaboró un polímero biodegradable a partir de las semillas de ataco, Amaranthus quitensis L., para lo cual fue necesario obtener en primera instancia almidón de las semillas del mismo, definiéndose en la primera fase del estudio el método de extracción, resultado el más adecuado el que utiliza un álcali como solvente, luego se realizó su análisis proximal para obtener información de sus características. Posteriormente aplica un diseño experimental de bloques completamente al azar tomando en grupos de tres los factores controlables, para someter al almidón a variaciones de sus condiciones naturales. Utiliza dosificaciones de diferentes sustancias químicas que cumplen la función de plastificantes, extensores, humectantes, espesantes, lubricantes y desmoldantes tales como: la glicerina, alcohol polivinílico PVA, y hidroxietílcelulosa HEC, en diferentes proporciones, para obtener polímeros con diferentes características, para obtener láminas del producto fue necesario utilizar el equipo usado comúnmente para polímeros convencionales. El proceso experimental arrojó ciertas muestras de polímeros con características consideradas como adecuadas, en los mismos se midieron sus propiedades físico-mecánicas evidenciándose en algunos buena elasticidad, resistencia al esfuerzo y elongación así también como dureza y adecuada densidad, así también, se efectuaron ensayos de estabilidad frente al agua y a gradientes de temperatura, siendo más resistentes a exposiciones al agua en períodos cortos de tiempo ya que frente a incrementos de temperatura se mostraron quebradizos. Los polímeros obtenidos por sus características tienen aplicaciones potenciales tales como: recubrimiento de tabletas y encapsulado de medicamentos, agroquímicos, recubrimientos de alimentos y balanceados para consumo de ganado y mascotas, así como en combinación con polímeros sintéticos en producción de bolsas y botellas que por su origen natural son de fácil y rápida biodegradación resultando inocuos para el ambiente en caso de ser desechados. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Se formula, desarrolla y elabora una bebida a base de aguaymanto enriquecida con kiwicha, que sea inocua y que aporte nutrientes esenciales de los cuales carecen la generalidad de este tipo de productos derivados. En un diseño factorial, de 3 niveles de kiwicha y de 2 de aguaymanto se logró elaborar una bebida. Para la evaluación sensorial se aplicó el método descriptivo cuantitativo y para la caracterización física y microbiológico se aplicaron los métodos oficiales de la a AOAC y de la ICMSF. Obtiene 80%, 86% y 88% de aceptabilidad por sus atributos de color, sabor, consistencia; 6.0% mg de Vit C/ración y 1050µg% de β-caroteno. Las pruebas de aerobios mesófilos viables (< 10 ufc/mL), recuento de mohos y levaduras (< 10 ufc/mL) y de coliformes totales (<3 ufc/mL), E. coli ausentes; plomo y cadmio no detectados. Concluye que la bebida elaborada de aguaymanto enriquecida con kiwicha puede aportar nutrientes esenciales en una ración de bebida diaria: vitamina C y β carotenos en cantidades significativas a la alimentación humana y una cantidad de aminoácidos esenciales. Constituye una fuente natural a diferencia de otras bebidas existentes en el mercado, que no aportan estos nutrientes, lo que indica que es un producto de alta aceptabilidad, nutritivo y por tanto apto para el consumo humano. / Tesis

Orientador: Florencia Cecilia Menegalli, Paulo Jose do Amaral Sobral / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T12:22:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elizondo_NadiaridJimenez_M.pdf: 2126194 bytes, checksum: 4acc5f16861afb60bd2c79a07a290f4d (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O amaranto apresenta-se como uma matéria prima interessante para a elaboração de filmes biodegradáveis por seu conteúdo em amido, proteína e lipídeos. Embora o amaranto não seja nativo do Brasil, seu cultivo está sendo desenvolvido nos solos dos cerrados brasileiros com bons resultados. Isto incentiva o desenvolvimento de alternativas para o uso comercial do amaranto. Filmes elaborados a partir de amaranto da variedade caudatus (TAPIA-BLÁCIDO, 2003) resultaram em materiais com excelentes propriedades de barreira, entretanto apresentaram propriedades mecânicas pobres. Estudos desenvolvidos com a variedade que está sendo implantada no Brasil (Amarantus cruentus) com adição de ácido esteárico apresentaram as mesmas características (COLLA, 2004). Assim, o objetivo desta pesquisa foi o estudo do processo de elaboração de dois tipos de filmes biodegradáveis: (1) filmes de farinha de amaranto (A.cruentus) reticulados com epicloridrina e (2) a partir de blendas de farinha de amaranto (A.cruentus) com poli (vinil álcool) (PVA); assim como a avaliação do efeito das duas estratégias (reticulação e PVA) sobre as características mecânicas e de barreira dos biofilmes. O efeito da reação de reticulação (concentração de epicloridrina (1,6-18,4 g/100g farinha), temperatura (39,8-90,2ºC) e tempo de reação (12,8-147,2 minutos)) sobre as propriedades mecânicas e de barreira, foram estudados utilizando a metodologia de superfície de resposta. Para a caracterização dos biofilmes, foram realizadas as seguintes análises: testes mecânicos, de solubilidade em água, de permeabilidade ao vapor de água, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR). Para os filmes de farinha de amaranto reticulados com epicloridrina, de acordo com a análise estatística das superfícies de resposta, foi observado que a reação de reticulação teve um efeito plasticizante sobre os filmes de farinha de amaranto, ao diminuir a resistência e aumentar a flexibilidade dos mesmos. Além disso, foi evidenciado o forte impacto que tem a temperatura de reação sobre a solubilidade dos filmes, já que ao aumentar a temperatura, aumentou a solubilidade em água, e diminui o pH da solução filmogênica. Foi assim como foram realizadas uma série de reações com temperatura (39,8ºC) e tempo (120 min) fixos, e diferentes concentrações de epicloridrina (1,6-18,4 g/100g farinha). Nestas condições os filmes reticulados não apresentaram diferença significativa (p<0,05) nas propriedades mecânicas em relação ao filme de farinha de amaranto não modificado. Mesmo assim, a reticulação melhorou as propriedades de barreira do filme, com uma diminuição considerável da permeabilidade ao vapor de água (PVAmédia = 2,3 x 10-10 g / m s Pa). Além disso, a reticulação reduziu a solubilidade em água (Smédia = 29%) e manteve a integridade dos filmes durante o teste. A análise do FTIR mostrou evidência de modificações químicas nos filmes de farinha de amaranto reticulados com epicloridrina. Além disso, as imagens de MEV deram indícios do efeito que a reação de reticulação com epicloridrina teve sobre a microestrutura dos filmes de farinha de amaranto. Para os biofilmes a partir de blendas de farinha de amaranto com PVA, foram testados seis tipos de PVA com diferentes graus de hidrólise e peso molecular, foi escolhido o PVA 325 por apresentar as melhores propriedades mecânicas (Tensão (TS) 10,21MPa, Elongação (ELO) 89,76%, Força (PF) 9,40N e Deformação (PD) 16,3%). Quando foram avaliadas várias proporções da mistura, farinha de amaranto ¿ PVA (10- 50%) foi observado que as propriedades mecânicas, tanto a resistência quanto a flexibilidade, foram aumentadas ao incrementar a concentração de PVA na blenda, os valores foram pelo menos dobrados. A solubilidade em água foi diminuída ao aumentar a proporção de PVA na mistura, até atingir 44% de matéria solúvel para o filme com iguais proporções de farinha ¿ PVA. A análise do FT-IR confirmou a formação de pontes de hidrogênio entre os componentes dos filmes a partir de blendas de farinha de amaranto e poli(vinil álcool) / Abstract: The amaranth is an interesting material for biodegradable films production because it contains starch, protein and lipids. Although the amaranth is not native of Brazil, its culture is being developed in Brazilian ground with good results. This stimulates the development of commercial use of amaranth alternatives. Films elaborated from amaranth of the caudatus variety (TAPIA-BLÁCIDO, 2003) had resulted in materials with excellent barrier properties, but presented poor mechanical properties. Studies developed with the Brazilian cultivated variety (Amaranthus cruentus) with addition of stearic acid had presented the same characteristics (COLLA, 2004). Therefore, the research objective was to study the elaboration process of two types of biodegradable films: (1) Amaranth (A.cruentus) flour films crosslinked with epichlorohydrin, and (2) Amaranth (A.cruentus) flour films blended with poly(vinyl alcohol) (PVA); as well as to evaluate the effect of both strategies (crosslinking and PVA addition) on the mechanical and barrier characteristics of the films. The effect of the crosslinking reaction (epichlorohydrin concentration (1.6-18.4 g/100g flour), temperature (39.8-90.2ºC) and time (12.8-147.2 minutes)) on the mechanical and barrier properties was studied using the response surface methodology (RSM). For the biofilms characterization, the following essays were carried out: mechanical tests, solubility in water, water vapor permeability, scanning electron microscopy (SEM), and Fourier transformed infrared spectroscopy (FT-IR). The statistics analysis (RSM) for amaranth flour films crosslinked with epichlorohydrin, showed that the crosslinking reaction provided a plasticizing effect on the A.cruentus flour films, as it reduced the resistance and increased the flexibility of crosslinked films. Moreover, it was evident the strong impact that the reaction temperature had on the films solubility: at high reaction temperatures, the solubility in water increased, and the pH of the solution decreased. Thus, a series of crosslinking reactions with fixed temperature (39.8ºC) and time (120 min), and different epichlorohydrin concentrations (1.6-18.4 g/100g flour) were developed. Under these conditions the crosslinking reaction did not improve the mechanical performance of the A.cruentus flour films. However, it considerably reduced the solubility in water (Saverage = 29%) and the water vapor permeability (WVPaverage = 2.3 x 10-10 g / m s Pa) of the crosslinked films. It also maintained the film integrity during solubility test. FT-IR analysis showed evidence of chemical modification in the crosslinked A.cruentus flour films. SEM micrographs demonstrated the effect of the crosslinking reaction on the film microstructure. Six types of PVA with different hydrolysis degrees and molecular weight were tested for biofilms from amaranth flour blended with PVA. PVA 325 was chosen due to it superior mechanical performance (TS 10.21MPa, ELO 89.76%, PF 9.40N and PD 16.3%). When blended films of amaranth flour - PVA (10-50%) were evaluated, all mechanical properties (TS, ELO, PF and PD) were enhanced as the PVA 325 content was increased, values were at least doubled. The solubility in water (S) of the blended films decreased as the PVA content increased; reaching 44% of soluble mater for equal proportion blended film. The formation of hydrogen bonds between the blend components was confirmed by the FT-IR spectra analysis / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Florencia Cecilia Menegalli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-09T22:30:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guerreiro_LizielleMariaRicardo_D.pdf: 3811056 bytes, checksum: fd1a806ffefe0aee5c570c2387c47081 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Produtos elaborados, como molhos para salada, conservas, sobremesas, pratos prontos, dentre outros, passam por bombeamento, esterilização, congelamento, ou acidificação, durante o processamento. Um ingrediente amplamente empregado nestes alimentos é o amido. Para resistir a estas condições de processo, os amidos devem conservar suas propriedades funcionais como a textura inicial, não liberar água nem alterar cor, preservar aromas, resistir a pH baixo e esterilização e aumentar a ¿vida de prateleira¿ do produto. Nem sempre o amido nativo mantém as propriedades funcionais sob condições de processo e a indústria utiliza, então, o amido modificado. Porém, a mistura de amidos poderia ser uma alternativa. Nesse contexto, os amidos de amaranto e de mandioca, a mistura dos amidos de amaranto e de mandioca, numa proporção de 1:1 e os amidos comerciais ¿Novation¿ 9460 e 9560 foram estudados, numa concentração de 5% (p/v), em pH natural e ácido de 3,5, com ou sem tratamento térmico realizado em autoclave a 121oC por 30 minutos. Os géis foram avaliados por microscopia, pelas propriedades funcionais (sinérese e vida de prateleira) e reologia. A mistura apresentou menor inchamento do que os amidos em separado. A acidez diminuiu o inchamento dos grânulos dos amidos de amaranto e mandioca, mas não influenciou o comportamento dos amidos comerciais. A gelatinização no reômetro foi influenciada pela acidez que aumentou os valores do módulo elástico para a mandioca, amaranto, mistura e 9560. As análises de gelatinização realizadas no DSC mostraram que a acidez diminuiu as temperaturas de início dos amidos de amaranto e de mandioca e aumentou a temperatura de pico do amido de amaranto. Todos os géis dos amidos com pH natural, ácido e natural autoclavado apresentaram tixotropia e comportamento pseudoplástico. O comportamento dos géis naturais de amaranto e da mistura foi modelado pela equação de Herschel-Bulkley; enquanto que o comportamento dos géis naturais de mandioca, 9460 e 9560 foi modelado pela equação de Lei da Potência. Os géis, em meio ácido, tiveram o comportamento melhor descrito pela equação de HB, com exceção do gel do amido 9560, que apresentou comportamento melhor descrito pela Lei da Potência. Para os géis autoclavados em pH natural, o comportamento foi descrito pela equação de HB e, em meio ácido, pela equação Lei da Potência, com valores de n próximos da unidade. De maneira geral, em ensaios estacionários, o gel da mistura apresentou comportamento mais próximo ao do gel de mandioca, embora em ensaios dinâmicos tenha apresentado comportamento mais próximo do gel de amaranto. Em ensaios dinâmicos, os géis natural, ácido e natural autoclavado apresentaram comportamento de gel fraco, com exceção do gel de mandioca natural autoclavado, que apresentou comportamento de suspensão. Os géis ácidos autoclavados dos amidos de amaranto, de mandioca e da mistura não apresentaram comportamento viscoelástico. Os géis de amaranto, de mandioca e da mistura apresentaram comportamento descrito pela equação de Ahrrenius, que estabeleceu uma relação de dependência da viscosidade aparente com a temperatura, independente da acidez. Para a análise de ¿vida de prateleira¿, os géis de amaranto e dos amidos comerciais apresentaram as menores variações dos valores das curvas de G¿ e G¿ durante o armazenamento / Abstract: Starch has been widely used as a thickener, stabilizer or gelling ingredients in the food like soups, sauces, snacks, canned and refrigerated food products. In this foods processing, starch dispersion are often heated, cooled and pumping at a wide range of shear rate. In many foods, sours substances (various acids) are added to foods as acidulents or preservatives. Important factors like texture, pasting properties, appearance and viscosity of starch pastes must be conserved when the starches are submit to stress conditions. But native starches present limitations that reduce their usefulness. A less costly alternative to modifications is the use of blends of native starches from different sources, which is keeping with current preferences for ¿natural¿ products. Our objective is to investigate how acidity and heat treatment effects the granules and the rheological properties of starch blends (amaranth:cassava), amaranth and cassava starch pastes. The starch gels (5%w/v), natural and acid pH, with or without heat treatment (autoclaved 121oC/30 min.) are studies through microscopy, functional properties and rheological behavior. The blend of starch showed lower swelling than pure starches. The acidity decreased swelling of the amaranth and cassava starches, but did not influence the commercials starch. The gelatinization study by rheometer was influenced by acid that increased the elastic modulus of cassava, amaranth, blend and 9560 starch gels. The gelatinization study by DSC exhibited acid influence in the initial and peak temperatures of amaranth and cassava starches. The natural, acid and natural autoclaved gels exhibited tixotropy and pseudoplastic behavior. The natural gel rheological behavior of amaranth and blend were described by HB model, although gel behaviors of cassava, 9460 e 9560 were described by Law power model. Acid gel rheological behaviors were described by HB model, except 9560 gel, that exhibited Law Power model. Natural autoclaved gels exhibit a rheological behavior were described by HB model and acid autoclaved gels were described by Law Power with n values approximately 1. A general way, in the steady test, the blend gel behavior was similar to cassava starch gels. In dynamic test, the blend behavior was similar to amaranth gels. In dynamic test, natural, acid and autoclaved natural gels were classified like weak gels, except natural autoclaved cassava gel, that exhibit behavior like entanglement suspension. Autoclaved acid of amaranth, cassava and blend did not exhibit viscoelastic behavior. The acidity influenced the n e k values parameters to different temperature. The amaranth and commercials starch gels exhibited lower changes in elastic and viscous modulus during storage / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Jaime Amaya-Fárfan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-11T02:47:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cazarin_CinthiaBauBetim_M.pdf: 1030538 bytes, checksum: d8954b6c0b70f59c4e0f00d848e80a4b (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Pseudocereal milenar de elevado valor nutricional, o amaranto é considerado um alimento funcional devido as suas ações fisiológicas benéficas à saúde. No presente estudo as farinhas, crua e extrusada, de amaranto brasileiro foram avaliadas quanto a sua composição protéica, aminoacídica e de fibras. As condições de temperatura e umidade utilizadas na extrusão foram baseadas em estudo anterior. O tratamento térmico aplicado à farinha não promoveu perdas nutricionais ao alimento, comprovada após comparação da composição aminoacídica das farinhas, principalmente em relação aos aminoácidos indispensáveis. Não foi observada diferença significativa quanto ao conteúdo de fibras e amido resistente. Sua funcionalidade foi testada em 40 ratos machos Wistar, alimentados com dietas AIN 93-G (12 e 18% de proteína), suplementadas com amaranto brasileiro extrusado (cv. Alegria), de forma que 4.2 e 6.3% da proteína da dieta correspondessem respectivamente ao amaranto. Após 48 dias de consumo das dietas não foram observadas diferenças significativas quanto ao ganho de peso entre os grupos. Porém, quando avaliado os lipídeos séricos, redução significativa foi observada no colesterol total (p=0.0035) e LDL-colesterol (p=0.0005) nos grupos suplementados com amaranto. Para os níveis séricos de HDL-colesterol, VLDLcolesterol, triacilgliceróis, glicemia e insulinemia, não foram observadas diferenças significativas entre os grupos. Maior produção de ácidos graxos de cadeia curta, especialmente ácido butírico, foi observado entre os grupos suplementados com amaranto, o que pode estar relacionado com o conteúdo extra de fibras presente nas dietas provenientes do amaranto. Maior excreção fecal de lipídeos foi observada nos grupos suplementados com amaranto, devido à ação das fibras ou dos ácidos graxos de cadeia curta. Em relação ao conteúdo hepático de colesterol não foi observada diferença significativa entre os grupos, demonstrando que a redução sérica de colesterol não foi acompanhada de deposição hepática e conseqüentemente de esteatose. O mecanismo envolvido na ação hipocolesterolemiante do amaranto possivelmente tem relação com os substratos contidos em sua composição, passíveis de fermentação colônica, conforme os resultados obtidos quanto à produção de ácidos graxos de cadeia curta. O consumo do amaranto se mostra eficaz para a profilaxia de dislipidemias, uma vez que sua ação hipocolesterolemiante, já demonstrada na literatura para animais hipercolesterolêmicos, agora se mostra que tem ação também em animais normolipidêmicos / Abstract: Grain amaranth, a pseudocereal of prehistoric origin, has a high nutritional value and hás been considered recently to be a functional food because of its physiological actions beneficial to health. In this study raw and extruded flours of the Brazilian amaranth (cv. BRS Alegria), were evaluated as its proximal composition (protein, fat, fiber and amino acids). Previously determined conditions of temperature and humidity were used to obtain the extruded products. The heat treatment applied to the meal did not promote nutritional losses of the protein, proven by comparison of the amino acid profiles of the meals, especially regarding the essential amino acids. No significant difference was observed on the content of fiber and resistant starch. Its biological functionality was tested in 40 male Wistar rats, fed diets (AIN 93-G, with 12 and 18% protein), supplemented with extruded Brazilian amaranth, so that 4.2 and 6.3% of the protein of the diet were contributed by the amaranth, respectively. After 48 days of consumption of diets, no significant differences were observed on the weight gain between groups. However, when the serum lipids were evaluated, a significant reduction in total cholesterol (p = 0.0035) and LDL-cholesterol (p = 0.0005) in the groups supplemented with amaranth was observed. As for the serum levels of HDL-cholesterol, VLDL-cholesterol, triacylglycerols, glucose and insulin, no significant differences were observed between the groups. Increased production of short-chain fatty acids, especially butyric acid, was observed between groups supplemented with amaranth, which can be associated to the extra fiber content in the amaranth diets. Increased fecal excretion of lipids was observed in groups supplemented with amaranth, due to the action of the fibers or short-chain fatty acids. On the content of hepatic cholesterol, no significant difference was observed between the groups, demonstrating that the reduction of serum cholesterol was not accompanied by fat deposition and consequently resulting in fatty liver. The mechanism involved in the hypocholesterolemic action of grain amaranth can be related to the substrates contained in its composition, capable of colonic fermentation, as the results on the production of short-chain fatty acids. Consumption of grain amaranth appears to be effective for the prophylaxis of dyslipidemias, since their hypocholesterolemic action, already reported in hypercholesterolemic seems to occur also in normolipidemics animals / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição

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

El cultivo de amaranto (Amaranthus sp) se visualiza como una producción alternativa de excelente calidad nutricional para las condiciones agroecológicas del Valle Inferior del Río Negro (VIRN). Por esta razón se llevaron a cabo los ensayos que conforman esta tesis con el objetivo de evaluar su comportamiento bajo diferentes prácticas de manejo agronómico. Para los mismos se seleccionaron tres genotipos a partir por su comportamiento promisorio, estos fueron: A. cruentus cv Mexicano, A. hypochondriacus cv Dorado y A. hypochondriacus cv Antorcha, los cuales fueron sembrados en 4 fechas (mediados de noviembre, principios y fines de diciembre, y a mediados de enero) con aplicación de riego y fertilización nitrogenada (urea) a razón de 90 kg N ha-1. A. cruentus cv Mexicano sembrado a principios del mes de diciembre presentó experimentalmente la mejor respuesta adaptativa a la zona con destacados rendimientos económicos (4.300 kg ha-1) y biológicos (21.300 kg ha-1). En lo que respecta a la fenología del cultivo se observó cómo la radiación, temperatura y fotoperíodo incidieron en el desarrollo de las plantas de amaranto con un acortamiento en la longitud del ciclo productivo conforme se retrasó la fecha de siembra. A. Cruentus cv Mexicano, por su respuesta adaptativa y excelentes rendimientos fue utilizado para evaluar su comportamiento bajo diferentes dosis de fertilización, densidades de plantas y frecuencias de riego. La fertilización nitrogenada (0, 50, 100, 150 y 300 kg N ha-1) mostró aumentos en los rendimientos económicos, biológicos y en sus componentes conforme se incrementó la dosis de fertilizante. Fenológicamente el cultivo extendió la longitud de ciclo productivo conforme se aumentó la dosis de fertilización. La dosis que resultó en la mejor III respuesta fue de 150 kg N ha-1 con rendimientos económicos (4.100 kg ha-1) y biológicos (20.900 kg ha-1) óptimos. Para las densidades evaluadas (71.500, 85.800, 110.000, 143.000, 143.000, 286.000, 572.000 pl ha-1) se observó que aumentos en la densidad de plantas a cosecha incrementó los rendimientos económicos y biológicos del cultivo, aunque con extensión del ciclo e incremento de la pérdida de granos a cosecha por coincidencia de la misma con el periodo de precipitaciones de la zona. Una densidad intermedia, 143.000 pl ha-1 a 0,70 m de espaciamiento entre surcos, permitió un adecuado stand de plantas a cosecha, el desarrollo general de las mismas y altos rendimientos económicos (2.900 kg ha-1) y biológicos (20.800 kg ha-1). Los ensayos de densidades fueron regados gravitacionalmente y recibieron una fertilización nitrogenada con urea a razón de 90 kg N ha-1. El riego se realizó en forma gravitacional bajo 3 frecuencias (7 ,14 y 21 días) y dejó en evidencia la tolerancia del amaranto a cierto grado de estrés hídrico. Situaciones próximas al punto de marchitez permanente en el suelo durante el estadio fenológico de antesis ocasionó pérdidas de rendimiento de hasta el 29%. La aplicación de frecuencias de riego mayores redujo el ciclo del cultivo y evitó el período de lluvias de la zona. A partir de los resultados obtenidos la frecuencia de riego que resultó en una mejor respuesta del cultivo fue cada 14 días dado que permitió alcanzar altos rendimientos (3.800 kg ha-1) y una mayor eficiencia de uso de agua. Las prácticas de manejo empleadas durante el desarrollo del cultivo generaron efectos en la calidad nutricional. Fechas de siembra tardías permitieron obtener mejores valores de calidad nutricional en grano y forraje. La fertilización con dosis de hasta 150 kg N ha-1 permitió mejorar el contenido de proteína bruta. Con respecto a la densidad de plantas, el aumento de la misma por sobre 143.000 pl ha-1 a 0,70 m influenció negativamente en calidad dado que incrementa los valores de fibra y reduce el contenido proteico. En relación a la práctica de riego, frecuencias de 14 días permitieron una adecuada calidad nutricional de grano y forraje. / The amaranth cultivation (Amaranthus sp) is visualized as an alternative production of excellent nutritional quality for the agroecological conditions of the Lower Río Negro Valley (VIRN). For this reason, the essays that make up this thesis were carried out in order to evaluate their behavior under different agronomic management practices. Three genotypes were selected for their promising behavior, these were: A. cruentus cv Mexicano, A. hypochondriacus cv Dorado and A. hypochondriacus cv Antorcha, which were planted on 4 dates (mid-november, early and late december, and mid-January) with application of irrigation and nitrogen fertilization (urea) at a rate of 90 kg N ha-1. A. cruentus cv Mexican planted at the beginning of december presented the best adaptive response to the area with outstanding economic (4,300 kg ha-1) and biological (21,300 kg ha-1) yields. With regard to the phenology of the crop, it was observed how the radiation, temperature and photoperiod affected the development of the amaranth plants with a shortening in the length of the productive cycle as the sowing date was delayed. A. Cruentus cv Mexicano, for its adaptive response and excellent yields was used to evaluate its behavior under different fertilization doses, plant densities and irrigation frequencies. Nitrogen fertilization (0, 50, 100, 150 and 300 kg N ha-1) showed increases in economic, biological and component yields as the fertilizer dose was increased. Phenologically the crop extended the productive cycle length as the fertilization dose was increased. The dose that resulted in the best response was 150 kg N ha-1 with optimal economic (4,100 kg ha-1) and biological (20,900 kg ha-1) yields. For the evaluated densities (71,500, 85,800, 110,000, 143,000, 143,000, 286,000, 572,000 pl ha-1) it was observed that increases in density of plants to harvest increments the economic and biological yields of the crop, although with extension of the cycle and increase from the loss of grain to harvest by coincidence of the same with the period of rainfall in the area. An intermediate density, 143,000 pl ha-1 to 0.70 m of spacing between rows, allowed an adequate stand of plants to harvest, the general development of the same and high economic yields (2,900 kg ha-1) and biological (20,800 kg) ha-1). The densities tests were gravitationally irrigated and received a nitrogen fertilization with urea at a rate of 90 kg N ha-1. The irrigation was done in gravitational form under 3 frequencies (7, 14 and 21 days) and showed the tolerance of the amaranth to a certain degree of water stress. Situations close to the permanent wilting point in the soil during the anthesis phenological stage caused yield losses of up to 29%. The application of higher irrigation frequencies reduced the crop cycle and avoided the rainy season in the area. From the results obtained, the frequency of irrigation that resulted in a better response of the crop was every 14 days since it allowed to reach high yields (3,800 kg ha-1) and a greater efficiency of water use. The management practices used during the development of the crop generated effects on nutritional quality. Late planting dates allowed obtaining better values of nutritional quality in grain and fodder. Fertilization with doses of up to 150 kg N ha-1 allowed to improve the crude protein content. With regard to the density of plants, the increase of the same by over 143,000 pl ha-1 to 0.70 m influenced negatively in quality since it increases fiber values and reduces the protein content. In relation to the practice of irrigation, frequencies of 14 days allowed an adequate nutritional quality of grain and fodder.

Desarrolla una alternativa de fitoextracción usando Amaranthus caudatus en los suelos contaminados de los Grandes Parques de Lima Metropolitana (GPLM): Bosque El Olivar, Campo de Marte, Pentagonito, Zoológico de Huachipa, Las Leyendas y Kennedy. Para ello se determinó el contenido total de plomo en los suelos y agua de riego de los GPLM siguiendo las pautas dadas por la guía para muestreo de suelos (Ministerio del Ambiente [MINAM], 2014). Los valores promedio de plomo total en los suelos de los GPLM como Bosque El Olivar (170 ppm Pb), Campo de Marte (226 ppm Pb) y Pentagonito (159 ppm Pb) estuvieron por encima de lo permitido por los Estándares de Calidad Ambiental (ECA-Perú:140 ppm). En el parque Las Leyendas se determinó que ocho de las 98 hectáreas estaban contaminadas (234.5 ppm Pb) y en el Zoológico de Huachipa 0.7 de las 11 hectáreas (266 ppm Pb) sobrepasaron el límite ECA; mientras que el parque Kennedy no sobrepasó los valores de ECA (56-78 ppm Pb). En los análisis de plomo total en agua se encontró que no sobrepasan el límite ECA de 0.05 ppm. Se instaló un bioensayo usando la especie Amaranthus caudatus, Etilendiaminotetraacético (EDTA), suelos contaminados de los GPLM y tres calidades de agua para riego. Los resultados indican que la especie Amaranthus caudatus tuvo un comportamiento acumulador siendo una especie eficiente para extraer plomo en suelos contaminados; la aplicación de EDTA a los suelos incrementó la fitoextracción en suelos no salinos y las calidades de agua utilizadas no influyeron en la fitoextracción de plomo. / Tesis