Made available in DSpace on 2017-05-12T14:46:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jorge Luiz Dutra Ghem.pdf: 3823037 bytes, checksum: 69f9a016496a7365593dc414a668a187 (MD5) Previous issue date: 2006-07-07 / The products biodegradability produced to leave derived from cassava and ricinus are biodegradability for the constitution of the polimerics chains. They constitute a viable alternative in substitution, instead polymers biodegradability of food packings, for the reduction of the great amount of generated solid residues. It is important to emphasize the necessity of accomplishment tests, in order to know better the mechanisms of the products biodegradability. The tests in half inert solid of vermiculita simulate the ambient conditions next to the reality, in relation to the other ways. This experiment development focus to establish an evaluation of the materials biodegradability from cassava starch and ricinus in order to get information that may contribute in perfectioning and election for biopolimers use. The evaluated materials in half solid of vermiculita with aeration system 45ºC, with 45 mL of inoculo extracted from composting residue material from pruning trees. The carbonic gas unfastened in the degradation, determined the CO2 absorbed mass in solution of barium hidroxid 0,0125 moL/L and titleholder with solution standard of cloridric acid 0,05 mol/L, using phenolftalein indicating in order to determine the changing point. The degradation taxes, according to ASTM norms and ISO, 60% of the polymer Carbon must be mineralized in CO2, the biodegradability standards are satisfactory. The trays with cassava starch, 66,44% and starch with film, 62,36%. The ricinus trays, 13,82%, even though the biodegradability, did not reach a biodegradability index, chemical and physical composition was attributed to a ricinus polymer when degradated, did not suffer intrinsic influence from bacterial activity. / Os produtos biodegradáveis produzidos a partir derivados de mandioca e mamona, são biodegradáveis pela constituição das cadeias poliméricas. Constituem uma alternativa em substituição aos polímeros não biodegradáveis de embalagens de alimentos, para a redução da grande quantidade de resíduos sólidos gerados. É importante destacar a necessidade de realização de testes, a fim de se conhecer melhor os mecanismos da biodegradabilidade dos produtos. Os testes de compostagem em meio sólido inerte de vermiculita simulam as condições ambientais mais próximas da realidade, em relação aos outros meios. O desenvolvimento deste experimento busca estabelecer uma avaliação da biodegradabilidade de materiais à base de fécula de mandioca e de mamona como forma de obter informações que venham contribuir no aperfeiçoamento e seleção para utilização de biopolímeros. Os materiais foram avaliados em meio sólido de vermiculita com sistema de aeração a 45ºC, com 45 mL de inóculo extraído de resíduo de material de compostagem de resíduos de poda de árvores. O gás carbônico desprendido na degradação, determinado como massa de CO2 absorvida, em solução de hidróxido de bário 0,0125 moL/L e titulada com solução padrão de ácido clorídrico 0,05 mol/L, usando-se fenolftaleína como indicador para determinar o ponto de viragem. As taxas de degradação, segundo as normas ASTM e ISO, 60 % do Carbono do polímero deve ser mineralizada para CO2, foram satisfatórias para os padrões de biodegradabilidade. Para bandejas com fécula de mandioca, 66,44% e fécula com filme de mamona, 62,36%. As bandejas de mamona, 13,82%, embora sendo biodegradáveis, não atingiram índice de biodegradabilidade, atribui-se à composição química e física do polímero de mamona que ao ser degrada, não sofreu influência intrínseca da atividade bacteriana.

Made available in DSpace on 2015-04-17T14:49:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1390664 bytes, checksum: 61683b4897e00099f1fe93d4089391e3 (MD5) Previous issue date: 2011-08-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The starch is a thickener and gelling agent most commonly used in food industry allowing the development of a large number of products, however, their industrial applications are limited mainly due to their use in native (unmodified). Modified starches that have specific properties able to give attributes to the development of a quality product is a subject of growing interest. The objective of this research was to study the starch from cassava (Manihot esculenta, Crantz) modified by acid hydrolysis reactions, Succinilação, acetylation, interbreeding of links, and the combination of acid hydrolysis with each of those reactions, and compare their properties with the native starch for use in the food industry. It was found that the native starch has low impurity with granules and some circular concave-convex with most measuring 15μ and that the modifications did not affect the grain structure. The native starches, acetylated and succinyl provide a high capacity for water absorption, swelling power, also more viscous pastes available for use in bakery products and meat products and the first two had the lowest temperature of pulp, representing favorable potential for use in food preparation snapshot. The hydrolyzed starch, hydrolyzed-acetylated. The hydrolyzed starch, hydrolyzed-acetylated and hydrolyzed-succinyl higher values solubility and folders clearer and can be used in jams, pie fillings, jams or jelly beans. In contrast, the hydrolyzed starch has a lower capacity for oil absorption favoring its use in fried products. The starch and hydrolyzed-interbreed interbreed, have great resistance to temperature rise can be used in foods to be sterilized. And besides, these starches as well as the hydrolyzed and hydrolyzed, acetylated, had low values of breakdown, Showing high thermal and mechanical stability and also showed reduced tendency to retrogradation, which are ideal for use in foods requiring storage for long periods at low temperatures. / O amido é o agente espessante e gelificante mais utilizado na indústria de alimentos permitindo o desenvolvimento de um grande número de produtos, no entanto, suas aplicações industriais são limitadas devido ao seu uso principalmente na forma nativa (não modificada). Amidos modificados que apresentem propriedades específicas capazes de conferir atributos para a elaboração de um produto de qualidade é um assunto de interesse crescente. O objetivo desta pesquisa foi estudar o amido de mandioca (Manihot esculenta, Crantz) modificado por meio das reações de hidrólise ácida, succinilação, acetilação, intercruzamento das ligações, e da combinação da hidrólise ácida com cada uma das citadas reações, e comparar as suas propriedades com o amido nativo, para utilização na indústria alimentícia. Constatou-se que o amido nativo possui baixo teor de impurezas com grânulos circulares e alguns côncavos-convexos com maioria medindo 15μm, e que as modificações não afetaram a estrutura granular. Os amidos nativo, succinilado e acetilado fornecem uma elevada capacidade de absorção de água, poder de inchamento além de pastas mais viscosas disponibilizando o uso em produtos de panificação e em produtos cárneos e os dois primeiros obtiveram os valores mais baixos de temperatura de pasta, representando potencial favorável para uso em alimentos de preparo instantâneo. O amido hidrolisado, hidrolisado-acetilado e hidrolisado-succinilado apresentaram valores altos de solubilidade e pastas mais claras, e podem ser aplicados em doces, recheios de tortas, geleias ou balas de goma. Em contrapartida o amido hidrolisado possui uma menor capacidade de absorção de óleo, favorecendo seu uso em produtos fritos. Os amidos intercruzado e hidrolisado-intercruzado, possuem grande resistência ao aumento de temperatura podendo ser utilizados em alimentos que serão esterilizados. E, além disso, esses amidos como também o hidrolisado e o hidrolisado-acetilado, obtiveram baixos valores de quebra, evidenciando elevada estabilidade térmica e mecânica e ainda apresentaram reduzida tendência a retrogradação, onde são ideais para aplicação em alimentos que necessitem de estocagem por longo período em baixas temperaturas.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-23T08:18:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241560.pdf: 1932022 bytes, checksum: 5cda244a591d1daeb60e250a2508c1fb (MD5) / O amido fermentado de mandioca (polvilho azedo), apesar da sua importância, ainda é obtido de maneira empírica, com uma fermentação prolongada e praticamente sem nenhum controle. A fermentação é do tipo submersa, normalmente com uma lâmina de 20 cm de água na superfície. As águas resultantes da fermentação do amido, descartadas ao final do processo, são ainda pouco estudadas, sendo até hoje consideradas como efluente poluidor, no entanto compostos ácidos, aromáticos, vitaminas e muitos outros podem ser formados pelas bactérias láticas e leveduras durante o processo fermentativo. Neste trabalho foram avaliadas as características químicas, microbiológicas e toxicológicas deste resíduo para contribuir para sua conversão em matéria-prima para outros produtos. A água residual da fermentação, em laboratório, do amido de mandioca proveniente de três regiões diferentes do Estado de Santa Catarina, e a água coletada em uma polvilharia apresentaram pH entre 3,0 e 3,7, índice de acidez de 21 a 68,0 mL de NaOH N por 100mL; 0,19 a 0,62 g de ácido lático por 100mL, respectivamente. A produtividade de 15,00 mg de ácido lático/g de amido representa uma porcentagem de bioconversão de apenas 1,5%. O teor de sólidos totais deste resíduo (1.700 a 6.000 mg/L) é muito baixo e também apresentou uma composição muito pobre. A contagem de bactéria lática ao final da fermentação variou de 5,27 a 7,84 log UFC/mL, ocorrendo em menor número nas fermentações com amido proveniente de Rio do Sul. Valores semelhantes foram encontrados para bactérias mesófilas totais (6,39 a 8,02 log UFC/mL) e bolores e leveduras (5,92 a 6,99 log UFC/mL), mas não diferiram entre as diferentes fermentações. Esta água apresentou baixa toxicidade aguda em camundongos (>5,0 g/Kg de peso) e sua ingestão por 28 dias em concentrações de 0, 25%, 50% e 100% durante 28 dias não causou alterações clínicas e hematológicas significativas nos animais. Mais estudos ainda são necessários para avaliar a utilização deste resíduo tanto para produção de ácidos orgânicos como para o desenvolvimento de produtos probióticos.

Espumas à base de amido possuem limitações para utilização como embalagens na indústria alimentícia, principalmente, devido à alta hidrofilicidade e fragilidade. Para melhorar essas propriedades, torna-se necessário o uso de plastificantes e outros aditivos, como proteínas e fibras lignocelulósicas, ou ainda um aditivo fonte desses recursos, como a torta de gergelim obtida como resíduo do processamento do gergelim. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar espumas à base de amido de mandioca adicionadas de 0 – 40 % (m/m) de resíduo de gergelim, produzidas pelo processo de expansão térmica, a fim de avaliar a influência do aditivo nas propriedades físicas, morfológicas e mecânicas dos materiais obtidos para utilização como embalagens para alimentos. A adição do resíduo resultou em espumas com menores espessuras e densidade aparente, bem como, maior capacidade de expansão dos materiais. Além disso, apresentaram melhores propriedades mecânicas e, em geral, menores capacidade de absorção de água e adsorção de água em baixas umidades relativas, em relação aos materiais compostos somente por amido. Embora as propriedades mecânicas das espumas sejam influenciadas pelas condições de umidade relativa de armazenamento, as espumas contendo 20 % de resíduo (20R) apresentaram uma combinação de propriedades no ensaio de tração (resistência à tração e módulo de elasticidade) que podem ser consideradas comparáveis às amostras de bandejas comercias de poliestireno expandido (EPS), nas três umidades relativas avaliadas (33, 53 e 90 %). Os resultados obtidos nos ensaios de flexão dessas espumas indicaram que as mesmas foram mais rígidas e menos flexíveis do que as amostras de EPS. A adição de 20 % de resíduo resultou em importantes melhorias nas propriedades físicas e mecânicas em comparação às espumas à base de amido de mandioca, além de apresentarem menos defeitos morfológicos do que os observados em espumas com maiores teores do resíduo (30 e 40 %). Foram realizados testes de aplicação das espumas 20R no acondicionamento de dois tipos de alimentos com diferentes teores de umidade: bolo (23 %) e brócolis (91 %), em comparação ao armazenamento em embalagens comerciais de EPS. A partir dos resultados obtidos para a variação de umidade, perda de massa e propriedades mecânicas na flexão das embalagens, foi observado que as espumas propostas não foram adequadas para o acondicionamento das amostras de brócolis, apresentando alta absorção de umidade e deformações após três dias de contato com o alimento. Por outro lado, as espumas 20R mostraram bom desempenho no acondicionamento das amostras de bolo, não apresentando mudanças significativas nas propriedades mecânicas no período de 3 a 9 dias de armazenamento. Dessa forma, o resíduo de gergelim em combinação com o amido de mandioca mostrou elevado potencial para o desenvolvimento de espumas que podem ser utilizadas como embalagens para alimentos com baixos teores de umidade, sendo necessários estudos mais detalhados, considerando principalmente aspectos de segurança para utilização de resíduos em produtos em contato direto com alimentos. / Starch based foams have limitations for use as food packaging, mainly due to high hydrophilicity and fragility. In order to improve these properties it is necessary the use of plasticizers and others additives, such as lignocellulosic fibers and proteins, or an additive source of these constituents like sesame cake, which it is obtained from sesame processing. In this way, the main objective of this work was to develop and characterize starch based foams added with 0 – 40 % (w/w) of sesame residue to evaluate the influence of this additive on physical, morphological and mechanical properties of materials for using as food packaging. The foams were produce by thermal expansion process. Residue addition resulted in foams with smaller thickness and density, as well as greater expansion capacity of the materials produced. In addition, foams incorporated with residue exhibited better mechanical properties and, in general, lower water capacity absorption and water adsorption at low relative humidities compared to foams made only with starch. Although mechanical properties of the foams are affected by storage humidity conditions, foams added with 20 % of residue (20R) showed tensile properties (tensile strength and tensile elasticity modulus) that can be considered comparable to expanded polystyrene (EPS) commercial trays for different relative humidities evaluated (33, 53 and 90 %). Flexural properties indicated that starch foams produced was tougher and less flexible than EPS commercial trays. Addition of 20 % of sesame residue on cassava starch-based foams resulted in relevant improvements compared to foams without residue. Besides that, fewer morphological defects were noted, as observed in foams with higher residue content (30 and 40 %). Thus, 20R formulation was selected to carrying out applicability tests of starch-based foams in packaging of two types of food with different moisture content: cake (23 %) and broccoli (91 %) compared to EPS commercial packaging. From the results obtained for moisture variation, loss of weight and flexural properties of the foams, it was found that the material proposed was not applicable to package broccoli samples. Due to high water absorption by the foams alterations on the shape were noted in the materials after 3 days in contact with this food. Nonetheless, foams based on cassava starch and 20 % of sesame residue exhibited a good performance during storage time of cake samples (9 days). It was not observed any effect on flexural mechanical properties for 3 to 9 days of storage. Thereby, sesame cake added to cassava starch showed high potential to developing foams that could be used as packaging for low moisture food. Additionally, more detailed studies are necessary, especially considering safety aspects mainly for using agricultural residues directly in contact with food products.

As embalagens têm grande importância na indústria de alimentos, pois tem como função principal proteger os alimentos contra contaminações externas. Porém, grande parte das embalagens tradicionais são produzidas a partir de fontes não renováveis e não biodegradáveis, causando sérios problemas ambientais. Por isso, os filmes e coberturas biodegradáveis vêm despertando atenção e interesse dos pesquisadores e indústrias. Neste trabalho, verificou-se a capacidade de desenvolver filmes biodegradáveis com propriedades antioxidantes, utilizando amido de mandioca, como matriz polimérica, e a adição de diferentes concentrações de biomassa seca e extrato de biomassa das microalgas Heterochlorella luteoviridis e Dunaliella tertiolecta. Os filmes foram caracterizados quanto a suas propriedades físico-químicas, mecânicas, de barreira, óticas e antioxidantes. Dentre os filmes desenvolvidos, o que apresentou melhores características foi selecionado para a aplicação em embalagem de salmão e avaliação da proteção contra a oxidação. Em geral, a aplicação da biomassa das microalgas ocasionou um aumento na solubilidade, biodegradabilidade e opacidade dos filmes. Já os filmes com aplicação de extrato obtiveram os menores valores para esses parâmetros A biomassa provocou aumento na elongação na ruptura e redução na resistência a tração e módulo de Young dos filmes; a adição de extrato resultou em características mecânicas inversas a dos filmes adicionados de biomassa. Todos os filmes com a adição das microalgas obtiveram resultados positivos na atividade antioxidante avaliada pelo índice de peróxidos. O filme contendo 2,0 % de extrato de H. luteoviridis foi o que apresentou a menor permeabilidade ao vapor de água e boas características mecânicas. Portanto, foi escolhido para aplicação em salmão. Na análise de TBARS, a oxidação lipídica foi retardada, porém ocasionou a diminuição da umidade do peixe. Os resultados obtidos neste trabalho comprovam que a aplicação de biomassa de microalga H. luteoviridis e D. tertiolecta resultam em filmes biodegradáveis, com elevada atividade antioxidante, porém, com alta solubilidade, o que dificulta a aplicação em alimentos úmidos. Os filmes contendo extrato das microalgas possuem aptidão para serem aplicados em alimentos com maior teor de água. / Packaging has great importance in food industry, mainly protecting food against external contamination. However, most of the traditional packaging are produced from non-renewable and non-biodegradable sources, causing serious environmental problems. Therefore, biodegradable films and coatings have been attracting attention and interest from researchers and industries. This work studied the development of biodegradable films with antioxidant properties, using cassava starch as polymer matrix, and the addition of different concentrations of dry biomass and biomass extract of the microalgae Heterochlorella luteoviridis and Dunaliella tertiolecta. The films were characterized for their physicochemical, mechanical, barrier, optical and antioxidant properties. The film that presented the best characteristics was selected for application in salmon packaging aiming protection against lipid oxidation. In general, the addition of microalgae biomass caused an increase in the solubility, biodegradability and opacity of the films. The films with microalgae extract showed the lowest values of these parameters The addition of microalgae biomass caused an increase on elongation and rupture and a reduction on the tensile strength and Young's modulus of the films. However, the addition of microalgae extract caused an inverse effect on the mechanical characteristics of the films. All films with microalgae biomass or extract showed higher antioxidant activity evaluated by peroxide index. The film containing 2.0 % extract of H. luteoviridis was the one that presented a lowest permeability to water vapor and good mechanical characteristics. Therefore, it was chosen for application in salmon. In the analysis of TBARS, the lipid oxidation was delayed, but caused the decrease of the moisture of the fish. The results showed that the application of H. luteoviridis and D. tertiolecta microalgae biomass results in biodegradable films, with high antioxidant activity, as high solubility, which makes it difficult to apply nor moist foods. The films containing microalgae extracts suitable for use in foods with higher water content.

Espumas à base de amido possuem limitações para utilização como embalagens na indústria alimentícia, principalmente, devido à alta hidrofilicidade e fragilidade. Para melhorar essas propriedades, torna-se necessário o uso de plastificantes e outros aditivos, como proteínas e fibras lignocelulósicas, ou ainda um aditivo fonte desses recursos, como a torta de gergelim obtida como resíduo do processamento do gergelim. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar espumas à base de amido de mandioca adicionadas de 0 – 40 % (m/m) de resíduo de gergelim, produzidas pelo processo de expansão térmica, a fim de avaliar a influência do aditivo nas propriedades físicas, morfológicas e mecânicas dos materiais obtidos para utilização como embalagens para alimentos. A adição do resíduo resultou em espumas com menores espessuras e densidade aparente, bem como, maior capacidade de expansão dos materiais. Além disso, apresentaram melhores propriedades mecânicas e, em geral, menores capacidade de absorção de água e adsorção de água em baixas umidades relativas, em relação aos materiais compostos somente por amido. Embora as propriedades mecânicas das espumas sejam influenciadas pelas condições de umidade relativa de armazenamento, as espumas contendo 20 % de resíduo (20R) apresentaram uma combinação de propriedades no ensaio de tração (resistência à tração e módulo de elasticidade) que podem ser consideradas comparáveis às amostras de bandejas comercias de poliestireno expandido (EPS), nas três umidades relativas avaliadas (33, 53 e 90 %). Os resultados obtidos nos ensaios de flexão dessas espumas indicaram que as mesmas foram mais rígidas e menos flexíveis do que as amostras de EPS. A adição de 20 % de resíduo resultou em importantes melhorias nas propriedades físicas e mecânicas em comparação às espumas à base de amido de mandioca, além de apresentarem menos defeitos morfológicos do que os observados em espumas com maiores teores do resíduo (30 e 40 %). Foram realizados testes de aplicação das espumas 20R no acondicionamento de dois tipos de alimentos com diferentes teores de umidade: bolo (23 %) e brócolis (91 %), em comparação ao armazenamento em embalagens comerciais de EPS. A partir dos resultados obtidos para a variação de umidade, perda de massa e propriedades mecânicas na flexão das embalagens, foi observado que as espumas propostas não foram adequadas para o acondicionamento das amostras de brócolis, apresentando alta absorção de umidade e deformações após três dias de contato com o alimento. Por outro lado, as espumas 20R mostraram bom desempenho no acondicionamento das amostras de bolo, não apresentando mudanças significativas nas propriedades mecânicas no período de 3 a 9 dias de armazenamento. Dessa forma, o resíduo de gergelim em combinação com o amido de mandioca mostrou elevado potencial para o desenvolvimento de espumas que podem ser utilizadas como embalagens para alimentos com baixos teores de umidade, sendo necessários estudos mais detalhados, considerando principalmente aspectos de segurança para utilização de resíduos em produtos em contato direto com alimentos. / Starch based foams have limitations for use as food packaging, mainly due to high hydrophilicity and fragility. In order to improve these properties it is necessary the use of plasticizers and others additives, such as lignocellulosic fibers and proteins, or an additive source of these constituents like sesame cake, which it is obtained from sesame processing. In this way, the main objective of this work was to develop and characterize starch based foams added with 0 – 40 % (w/w) of sesame residue to evaluate the influence of this additive on physical, morphological and mechanical properties of materials for using as food packaging. The foams were produce by thermal expansion process. Residue addition resulted in foams with smaller thickness and density, as well as greater expansion capacity of the materials produced. In addition, foams incorporated with residue exhibited better mechanical properties and, in general, lower water capacity absorption and water adsorption at low relative humidities compared to foams made only with starch. Although mechanical properties of the foams are affected by storage humidity conditions, foams added with 20 % of residue (20R) showed tensile properties (tensile strength and tensile elasticity modulus) that can be considered comparable to expanded polystyrene (EPS) commercial trays for different relative humidities evaluated (33, 53 and 90 %). Flexural properties indicated that starch foams produced was tougher and less flexible than EPS commercial trays. Addition of 20 % of sesame residue on cassava starch-based foams resulted in relevant improvements compared to foams without residue. Besides that, fewer morphological defects were noted, as observed in foams with higher residue content (30 and 40 %). Thus, 20R formulation was selected to carrying out applicability tests of starch-based foams in packaging of two types of food with different moisture content: cake (23 %) and broccoli (91 %) compared to EPS commercial packaging. From the results obtained for moisture variation, loss of weight and flexural properties of the foams, it was found that the material proposed was not applicable to package broccoli samples. Due to high water absorption by the foams alterations on the shape were noted in the materials after 3 days in contact with this food. Nonetheless, foams based on cassava starch and 20 % of sesame residue exhibited a good performance during storage time of cake samples (9 days). It was not observed any effect on flexural mechanical properties for 3 to 9 days of storage. Thereby, sesame cake added to cassava starch showed high potential to developing foams that could be used as packaging for low moisture food. Additionally, more detailed studies are necessary, especially considering safety aspects mainly for using agricultural residues directly in contact with food products.

As embalagens têm grande importância na indústria de alimentos, pois tem como função principal proteger os alimentos contra contaminações externas. Porém, grande parte das embalagens tradicionais são produzidas a partir de fontes não renováveis e não biodegradáveis, causando sérios problemas ambientais. Por isso, os filmes e coberturas biodegradáveis vêm despertando atenção e interesse dos pesquisadores e indústrias. Neste trabalho, verificou-se a capacidade de desenvolver filmes biodegradáveis com propriedades antioxidantes, utilizando amido de mandioca, como matriz polimérica, e a adição de diferentes concentrações de biomassa seca e extrato de biomassa das microalgas Heterochlorella luteoviridis e Dunaliella tertiolecta. Os filmes foram caracterizados quanto a suas propriedades físico-químicas, mecânicas, de barreira, óticas e antioxidantes. Dentre os filmes desenvolvidos, o que apresentou melhores características foi selecionado para a aplicação em embalagem de salmão e avaliação da proteção contra a oxidação. Em geral, a aplicação da biomassa das microalgas ocasionou um aumento na solubilidade, biodegradabilidade e opacidade dos filmes. Já os filmes com aplicação de extrato obtiveram os menores valores para esses parâmetros A biomassa provocou aumento na elongação na ruptura e redução na resistência a tração e módulo de Young dos filmes; a adição de extrato resultou em características mecânicas inversas a dos filmes adicionados de biomassa. Todos os filmes com a adição das microalgas obtiveram resultados positivos na atividade antioxidante avaliada pelo índice de peróxidos. O filme contendo 2,0 % de extrato de H. luteoviridis foi o que apresentou a menor permeabilidade ao vapor de água e boas características mecânicas. Portanto, foi escolhido para aplicação em salmão. Na análise de TBARS, a oxidação lipídica foi retardada, porém ocasionou a diminuição da umidade do peixe. Os resultados obtidos neste trabalho comprovam que a aplicação de biomassa de microalga H. luteoviridis e D. tertiolecta resultam em filmes biodegradáveis, com elevada atividade antioxidante, porém, com alta solubilidade, o que dificulta a aplicação em alimentos úmidos. Os filmes contendo extrato das microalgas possuem aptidão para serem aplicados em alimentos com maior teor de água. / Packaging has great importance in food industry, mainly protecting food against external contamination. However, most of the traditional packaging are produced from non-renewable and non-biodegradable sources, causing serious environmental problems. Therefore, biodegradable films and coatings have been attracting attention and interest from researchers and industries. This work studied the development of biodegradable films with antioxidant properties, using cassava starch as polymer matrix, and the addition of different concentrations of dry biomass and biomass extract of the microalgae Heterochlorella luteoviridis and Dunaliella tertiolecta. The films were characterized for their physicochemical, mechanical, barrier, optical and antioxidant properties. The film that presented the best characteristics was selected for application in salmon packaging aiming protection against lipid oxidation. In general, the addition of microalgae biomass caused an increase in the solubility, biodegradability and opacity of the films. The films with microalgae extract showed the lowest values of these parameters The addition of microalgae biomass caused an increase on elongation and rupture and a reduction on the tensile strength and Young's modulus of the films. However, the addition of microalgae extract caused an inverse effect on the mechanical characteristics of the films. All films with microalgae biomass or extract showed higher antioxidant activity evaluated by peroxide index. The film containing 2.0 % extract of H. luteoviridis was the one that presented a lowest permeability to water vapor and good mechanical characteristics. Therefore, it was chosen for application in salmon. In the analysis of TBARS, the lipid oxidation was delayed, but caused the decrease of the moisture of the fish. The results showed that the application of H. luteoviridis and D. tertiolecta microalgae biomass results in biodegradable films, with high antioxidant activity, as high solubility, which makes it difficult to apply nor moist foods. The films containing microalgae extracts suitable for use in foods with higher water content.

Orientador: Marcelo Cristianini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-17T18:15:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Amorim_EmanueleOliveiraCerqueira_M.pdf: 2851133 bytes, checksum: 521a3dc56b821671931089fc70f5b433 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O ozonio e considerado um sanitizante seguro para uso em produtos alimenticios pela sua propriedade de auto-decomposicao em oxigenio, nao deixando residuos nos alimentos. O amido, por sua vez, e um produto de ampla aplicacao na industria de alimentos, especialmente pela sua propriedade de retencao de agua e capacidade de formar geis. Neste estudo, avaliou-se a eficiencia do ozonio como um metodo de descontaminacao do amido de mandioca e a influencia da umidade do produto na eficacia do tratamento. Alem disso, verificou-se o efeito do tratamento nas caracteristicas fisico-quimicas, sensoriais e nas propriedades de pasta do amido e, posteriormente, estudou-se o comportamento do produto tratado com ozonio, durante dois meses de estocagem. Em amido de mandioca com 18% de umidade, foram empregadas concentracoes de ozonio no ar de 40 e 113 ppm para avaliar a inativacao de E. coli, e uma concentracao de 118 ppm, para avaliacao da inativacao de esporos de B. subtilis. Os tempos de exposicao ao ozonio empregados foram de 30, 60, 90 e 120 minutos. O tratamento durante 120 minutos, nas duas concentracoes estudadas, promoveu uma reducao de aproximadamente 2 ciclos logaritmicos na populacao de E. coli inoculada no amido. Para os esporos de B. subtilis, por sua vez, os tratamentos nao resultaram em inativacao significativa (< 1 ciclo log). Em amido com 30% de umidade, foram estudadas as concentracoes de 40 e 118 ppm de ozonio para avaliar a inativacao de E. coli e esporos de B. subtilis. Na menor concentracao e maior tempo de exposicao empregados (40 ppm/120 minutos), foi obtida uma reducao de 3,6 ciclos logaritmicos na populacao de esporos de B. subtilis. E na concentracao de 118 ppm, aos 90 e 120 minutos de tratamento, foram obtidas reducoes superiores a 5 ciclos logaritmicos. Para a populacao de E. coli, por sua vez, os tratamentos a 40 ppm durante 60 minutos e 118 ppm por 30 minutos foram responsaveis pela obtencao de reducoes superiores a 6 ciclos logaritmicos na concentracao do microrganismo inoculado. Para avaliacao do efeito do ozonio nas caracteristicas fisico-quimicas (pH, cor e oxidacao), sensoriais (cor e odor) e nas propriedades de pasta do amido de mandioca, o produto com 30% de umidade foi submetido aos tratamentos com ozonio gasoso nas concentracoes de 40 e 118 ppm por 30, 60, 90 e 120 minutos para a menor, e por 30 e 60 minutos para a maior concentracao. O pH das amostras ozonizadas foi significativamente inferior (p<0,05) ao pH da amostra nao tratada. No entanto, a cor e o conteudo de carboxila e carbonila do amido de mandioca nao foram significativamente alterados pelo ozonio. Por sua vez, as propriedades de pasta do amido ozonizado foram parcialmente alteradas, sendo que o efeito do ozonio foi mais evidente nos parametros de pico de viscosidade e breakdown, proporcionando a obtencao de pastas de amido com maior poder de intumescimento e com menor estabilidade de pasta durante o cozimento sob agitacao. Na avaliacao sensorial, o efeito do ozonio foi mais evidente no atributo de odor do que no atributo de cor, sendo que metade das amostras ozonizadas sofreu o efeito do ozonio nas suas caracteristicas sensoriais. Para avaliacao das caracteristicas fisico-quimicas, sensoriais, microbiologicas e das propriedades de pasta do amido de mandioca tratado com ozonio, durante dois meses de estocagem, o produto com 30% de umidade foi submetido a 118 ppm de ozonio durante 90 minutos. Com excecao do pH, as caracteristicas fisicoquimicas (umidade, cor e oxidacao) do amido de mandioca nao foram significativamente alteradas pelo ozonio. Nas propriedades de pasta, o efeito do ozonio foi mais evidente nos parametros de pico de viscosidade, breakdown e setback, proporcionando a obtencao de pastas de amido com maior poder de intumescimento, menor estabilidade de pasta durante o cozimento sob agitacao e menor tendencia a retrogradacao. O tratamento com ozonio provocou alteracoes significativas nas caracteristicas sensoriais de cor e odor do amido, sendo seu efeito mais notavel no segundo atributo. Os resultados obtidos no estudo das caracteristicas do amido, ao longo do periodo de estocagem, indicaram uma maior estabilidade do produto quando o tratamento de ozonizacao foi empregado, evidenciada principalmente pelas variaveis fisico-quimicas. Quanto as caracteristicas microbiologicas, as amostras estudadas estavam de acordo com a legislacao vigente e a ozonizacao proporcionou a reducao da concentracao de B. cereus do produto. Alem disso, a carga microbiana das amostras permaneceu inalterada ao longo do periodo de estocagem / Abstract: Ozone is considered a safe sanitizer to use in foods, due to its property of self-decomposition into oxygen, leaving no residue in food. Starch, on the other hand, is widely used in food industries due to its high water-holding capacity and ability to form gels. In this study, the effectiveness of ozone as a method of decontamination of cassava starch and the influence of the moisture content of the product on ozone efficiency were studied. Furthermore, the effect of the ozone on the physicochemical and sensory characteristics and pasting properties of cassava starch was determined. Also, the behavior of the starch treated with ozone was studied during two months of storage. In starch with a final moisture content of approximately 18%, ozone concentrations of 40 and 113 ppm were employed to evaluate the inactivation of E. coli and a concentration of 118 ppm, to evaluate the inactivation of B. subtilis spores. The exposure times used were 30, 60, 90 and 120 minutes. The treatments of 120 minutes, in the concentrations of 40 and 113 ppm, promoted a decrease of about 2 logarithmic cycles on the population of E. coli. For the spores of B. subtilis, the treatments with ozone did not result in a significant inactivation (<1 decimal reduction). In starch with a final moisture content of approximately 30%, ozone concentrations of 40 and 118 ppm were employed to evaluate the inactivation of E. coli and B. subtilis spores. In the lower concentration and a higher exposure time employed (40 ppm/120 minutes), a reduction of 3.6 logarithmic cycles was obtained in the population of B. subtilis spores. At 118 ppm of ozone, for 90 and 120 minutes of treatment, the concentration of those microorganisms suffered decreases of above 5 logarithmic cycles. For the population of E. coli, on the other hand, the treatments at 40 ppm/60 minutes and 118 ppm/30 minutes were necessary to obtain decreases of above 6 logarithmic cycles in the concentration of the inoculated microorganism. In order to evaluate the effect of ozone on the physicochemical and sensory characteristics and pasting properties of cassava starch, the product with 30% of moisture was exposed to gaseous ozone at approximate concentrations of 40 ppm for 30, 60, 90 and 120 minutes and 118 ppm for 30 and 60 minutes. The pH of the ozonized samples was significantly lower (p<0.05) than the pH of the standard sample. However, the color and the carboxyl and carbonyl contents of the cassava starch were not altered significantly by ozone. On the other hand, the pasting properties of ozonized starch were partially altered and the effect of ozone was more evident on the peak viscosity and breakdown. The ozonized samples presented higher peak viscosities and lower cooking stability under agitation than the untreated and control samples. In the sensory evaluation, the effect of ozone on the odor attribute was more pronounced than on the color, with half of the ozonized samples having suffered the effect of ozone on the their sensory characteristics. To evaluate, during two months of storage, the physicochemical, sensory, rheological and microbiological characteristics of the cassava starch treated with ozone, the product with 30% of moisture was exposed to gaseous ozone at a concentration of 118 ppm for 90 minutes. Except for the pH, the physicochemical characteristics (moisture, color and oxidation) of cassava starch were not altered significantly by ozone. On the pasting properties, the effect of ozone was more evident on the peak viscosity, breakdown and setback. The ozonized samples presented higher peak viscosities, lower cooking stability under agitation and lower retrogradation than the untreated sample. The sensory characteristics of cassava starch were significantly altered by ozone and the odor was the most affected attribute. The results obtained indicated that, during the storage period, the ozonized sample was more stable than the untreated sample, especially as regards to physicochemical characteristics. For the microbiological characteristics, the samples studied were in accordance with current legislation and the ozonation treatment reduced the population of B. cereus in cassava starch. Furthermore, during the storage period, the microbial load of the samples remained unchanged / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jorge Luiz Dutra Ghem.pdf: 3823037 bytes, checksum: 69f9a016496a7365593dc414a668a187 (MD5) Previous issue date: 2006-07-07 / The products biodegradability produced to leave derived from cassava and ricinus are biodegradability for the constitution of the polimerics chains. They constitute a viable alternative in substitution, instead polymers biodegradability of food packings, for the reduction of the great amount of generated solid residues. It is important to emphasize the necessity of accomplishment tests, in order to know better the mechanisms of the products biodegradability. The tests in half inert solid of vermiculita simulate the ambient conditions next to the reality, in relation to the other ways. This experiment development focus to establish an evaluation of the materials biodegradability from cassava starch and ricinus in order to get information that may contribute in perfectioning and election for biopolimers use. The evaluated materials in half solid of vermiculita with aeration system 45ºC, with 45 mL of inoculo extracted from composting residue material from pruning trees. The carbonic gas unfastened in the degradation, determined the CO2 absorbed mass in solution of barium hidroxid 0,0125 moL/L and titleholder with solution standard of cloridric acid 0,05 mol/L, using phenolftalein indicating in order to determine the changing point. The degradation taxes, according to ASTM norms and ISO, 60% of the polymer Carbon must be mineralized in CO2, the biodegradability standards are satisfactory. The trays with cassava starch, 66,44% and starch with film, 62,36%. The ricinus trays, 13,82%, even though the biodegradability, did not reach a biodegradability index, chemical and physical composition was attributed to a ricinus polymer when degradated, did not suffer intrinsic influence from bacterial activity. / Os produtos biodegradáveis produzidos a partir derivados de mandioca e mamona, são biodegradáveis pela constituição das cadeias poliméricas. Constituem uma alternativa em substituição aos polímeros não biodegradáveis de embalagens de alimentos, para a redução da grande quantidade de resíduos sólidos gerados. É importante destacar a necessidade de realização de testes, a fim de se conhecer melhor os mecanismos da biodegradabilidade dos produtos. Os testes de compostagem em meio sólido inerte de vermiculita simulam as condições ambientais mais próximas da realidade, em relação aos outros meios. O desenvolvimento deste experimento busca estabelecer uma avaliação da biodegradabilidade de materiais à base de fécula de mandioca e de mamona como forma de obter informações que venham contribuir no aperfeiçoamento e seleção para utilização de biopolímeros. Os materiais foram avaliados em meio sólido de vermiculita com sistema de aeração a 45ºC, com 45 mL de inóculo extraído de resíduo de material de compostagem de resíduos de poda de árvores. O gás carbônico desprendido na degradação, determinado como massa de CO2 absorvida, em solução de hidróxido de bário 0,0125 moL/L e titulada com solução padrão de ácido clorídrico 0,05 mol/L, usando-se fenolftaleína como indicador para determinar o ponto de viragem. As taxas de degradação, segundo as normas ASTM e ISO, 60 % do Carbono do polímero deve ser mineralizada para CO2, foram satisfatórias para os padrões de biodegradabilidade. Para bandejas com fécula de mandioca, 66,44% e fécula com filme de mamona, 62,36%. As bandejas de mamona, 13,82%, embora sendo biodegradáveis, não atingiram índice de biodegradabilidade, atribui-se à composição química e física do polímero de mamona que ao ser degrada, não sofreu influência intrínseca da atividade bacteriana.

Visando o desenvolvimento de materiais biodegradáveis para embalagens, blendas de amido/quitosana estruturadas com nanopartículas de montmorilonita (MMT) ou nanofibras de bambu (NFBs) em concentrações de (0,0; 0,5 e 1,0) g de NPs/100 g de polímero foram obtidas pelas técnicas de casting e extrusão. Os bionanocompósitos obtidos das duas técnicas foram caracterizados, bem como foi avaliada a influência da dispersão das nanopartículas sobre as principais propriedades físico-químicas dos bionanocompósitos. Para os filmes produzidos de blendas de amido/quitosana por casting, foram avaliadas as proporções de (5/0; 3,75/0,25; 2,5/2,5; 1,25/0,75 e 0/1) g/100 g base polímero, e a adição dos reforçadores na solução filmogênica. Observou-se uma dispersão assim como uma intercalação satisfatória da MMT nos bionanocompósitos, confirmadas pelas mudanças da cristalinidade devido ao deslocamento do pico característico de 7,2 º para 5,2 º; e os filmes estruturados com NFBs apresentaram variações nas frequências vibracionais dos arranjos moleculares indicando a formação de ligações fortes entre as blendas e os reforçadores. A partir da extrusão da mistura de homo pellets e pellets masterbatch, das blendas de amido/quitosana nas proporções de (100/0; 75/25 e 50/50) g/100 g, foram obtidos compósitos em processo contínuo os quais exibiram propriedades qualitativas satisfatórias assim como mudanças de cristalinidade e interações moleculares. Em relação às propriedades mecânicas, os bionanocompósitos apresentaram um aumento da resposta à tensão assim como da elongação e módulo de elasticidade em relação às concentrações dos reforçadores em cada umas blendas avaliadas. Por outro lado, tanto a formação das blendas como as interações dos reforçadores modificaram significativamente a rede tridimensional dos filmes em relação à taxa de transferência de vapor de água, obtendo-se valores de (155 e 139) g m-2 d-1 para os compósitos obtidos da blenda amido/quitosana 100/0 estruturados com (0,5 e 1,0) g MMT/100 g, respectivamente. Os valores de PVA obtidos são inferiores aos reportados por produtos comerciais como o (PBS) Bionolle&trade; (330 g m-2 d-1) e (PBAT) Ecoflex&reg; (272 g m-2 d-1). Neste trabalho foi possível desenvolver um material promissor com características diferenciadas e alta aplicabilidade no setor de embalagens biodegradáveis para uso industrial. / Aiming at the development of biodegradable packaging materials, starch/chitosan blends structured with montmorillonite nanoparticles (MMT) or bamboo nanofibers (NFBs) at concentrations of (0.0,0.5 and 1.0) g NPs/100 g of polymer were obtained by the casting and extrusion techniques. The obtained bio-nanocomposites were characterized, as well as, how the dispersion of nanoparticles influenced the main physicochemical properties of the films. For the films from starch/chitosan blends produced by the casting method, the proportions of (5/0, 3.75/0.25, 2.5/2.5, 1.25/0.75 and 0/1) g/100 g based on polymer, were tested and the introducing of the reinforcers into filmogenic solution were evaluated. Satisfactory dispersion and exfoliation of MMT in bio-nanocomposites were confirmed by changes of crystallinity due to displacement of the characteristic peak from 7.2 ° to 5.2 °. In the same way, films structured with NFBs showed variations of the vibrational frequencies of the molecular arrangements indicating strong bonds between the polymer blends and the reinforcers. By the extrusion from the mixture of homo pellets and masterbatch pellets, from starch/chitosan blends at proportions of (100/0, 75/25 and 50/50) g/100 g, the obtained films have exhibited changes of the crystallinity and the molecular interactions. In relation to mechanical properties, the films presented increase of the tension response as well as the elongation and modulus of elasticity in relation to the reinforcer concentration in each evaluated blend. On the other hand, the formation of polymer blends and the interactions of reinforcers with the matrix changed significantly the three-dimensional network and consequently the water vapor transmission (WVT). Films produced from starch/chitosan 100/0, nanostructured with (0.5 and 1.0) g MMT/100 g, exhibited lower values of WVT 155 e 139) gm-2 d -1, respectively, when compared to commercial products such as Bionolle &trade; (PBS) 330 g m-2 d-1) and (PBAT) Ecoflex&reg; (272 g m-2 d-1). In this work, it was possible to develop a promising material with desired characteristics in the biodegradable packaging sector with wide application in the industry.