Made available in DSpace on 2017-07-21T20:43:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernanda Izabelle Ditzel.pdf: 4089923 bytes, checksum: 47704f1f43b93ae17b2605e30dc4d650 (MD5) Previous issue date: 2016-07-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nanocrystalline cellulose is an aqueous suspension containing whiskers which have high crystallinity and high specific surface area. This material can be obtained from lignocellulosic fibers by means of an acid hydrolysis process. The characteristics of the nanocrystalline cellulose depends of the hydrolysis conditions, which may vary according to the following parameters: concentration of acid, fiber to acid ratio, temperature and reaction time. Therefore, the influence of these parameters was evaluated in a study conducted for the microcrystalline cellulose. From this, optimized conditions were determinated for obtaining nanocrystalline cellulose suspensions with maximum yield or high crystallinity index or high zeta potential. The nanocrystalline cellulose suspension which showed maximum yield was selected for the surface modification with a cationic surfactant and posteriorly submitted to the spray-drying process. The produced, microparticles are suitable for use in the composite processing by extrusion. Based on the optimized hydrolysis conditions, residues of pine wood and corncob were submitted to the process of nanocrystalline cellulose extraction. For this, it was necessary to carry out a procedure for the isolation of cellulose, which consisted of acetosolv pulping and bleaching. The results showed that was possible to extract nanocrystalline cellulose with suitable characteristics for use in industrial applications. Compared with the commercial microcrystalline cellulose, the residues provided a yield approximately 76.0% lower in the nanocellulose extraction. Therefore, further studies are necessary to improve this characteristic. Finally, the black liquor from acetosolv pulping was used for the lignin recovery. It is suggested that lignin can be used economically for the production of aromatic compounds. / A celulose nanocristalina é uma suspensão aquosa contendo whiskers, os quais possuem elevadas cristalinidade e área superficial específica. Esta pode ser obtida a partir de fibras lignocelulósicas por meio de um processo de hidrólise ácida. As características da celulose nanocristalina dependem das condições de hidrólise, as quais podem variar de acordo com os seguintes parâmetros: concentração de ácido, razão fibra/ácido, temperatura e tempo de reação. Desta forma, a influência destes parâmetros foi avaliada em um estudo realizado para a celulose microcristalina. A partir disto, foram determinadas condições otimizadas para a obtenção de suspensões de celulose nanocristalina com máximo rendimento ou com elevado índice de cristalinidade ou com superior valor de potencial zeta. A suspensão de celulose nanocristalina que apresentou máximo rendimento foi selecionada para a modificação superficial com um surfactante catiônico e posterior secagem por atomização. Com isso, foram produzidas micropartículas para aplicação no processamento por extrusão de compósitos. Com base nas condições otimizadas de hidrólise, resíduos de madeira de pinus e de sabugo de milho foram submetidos ao processo de extração de celulose nanocristalina. Para isto, foi necessária a realização de um procedimento para o isolamento de celulose, o qual consistiu dos pré-tratamentos de polpação acetosolv e de branqueamento. A análise dos resultados mostrou que, a partir dos resíduos considerados, foi possível extrair celulose nanocristalina com características adequadas para uso em aplicações industriais. Contudo, em comparação com a celulose microcristalina comercial, os resíduos proporcionaram um rendimento aproximadamente 76,0 % inferior na extração de nanocelulose. Desta forma, estudos adicionais são necessários para a melhoria desta característica. Por fim, o licor negro proveniente da polpação acetosolv foi utilizado para a recuperação de lignina. Sugere-se que a lignina possa ser utilizada economicamente para a produção de compostos aromáticos.

OLIVEIRA, Mirela Araújo de. Avaliação da influência de adjuvantes de secagem sobre as propriedades de suco de caju atomizado. 2008. 63 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Curso de Pós-Graduação em Tecnologia de Alimentos, Fortaleza-CE, 2008 / Submitted by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-06-21T15:44:25Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_maoliveira.pdf: 344638 bytes, checksum: c7be23bd0664083768d19e6b751a3c6d (MD5) / Approved for entry into archive by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-06-21T15:45:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_maoliveira.pdf: 344638 bytes, checksum: c7be23bd0664083768d19e6b751a3c6d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-21T15:45:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_maoliveira.pdf: 344638 bytes, checksum: c7be23bd0664083768d19e6b751a3c6d (MD5) Previous issue date: 2008 / The fruit industries have been compelled to adapt to the increasing consumer requeriments related to convenience, food safety and health benefits. An evidence of such changes is the increasing production of fruit juices and related products. Although the ready-to-drink fruit nectars are convenience products, they have high weight and volume, since they have water as their main component. This is an inconvenient aspect, and increases transportation costs. The powder juices have some advantages over whole juices, such as easier and cheaper transportation and higher microbial stability. However, the consumers seem to confuse powder juices with the more commonly found fruit-flavored powder drinks, impairing the consolidation of the former in the market. Cashew (Anacardium occidentale) is a fruit from Brazilian Northeast, having great socio-economic importance for that region. It contains the cashew nut (the real fruit) and the cashew apple (pseudofruit). The low stability of the fresh cashew apple has motivated the development of processes to obtain more shelf-stable products which could be available all year long, and at the same time easy to transport to distant markets. Spray drying is the most used technique to dry liquid foods. However, sugar-rich foods such as fruit juices are difficult to dry, since they produce too hygroscopic powders, which are prone to caking and flowing problems. This can be minimized by addition of drying-aids, such as maltodextrins, which reduce their hygroscopicity. The present study involved an attempt to totally or partially replace maltodextrins (MD) by cashew tree gum (CTG), a polysaccharide similar to gum arabic, very abundant in Brazilian Northeast but under-utilized. The objective of the work was to evaluate the impact of two variables – drying aid/cashew apple solids (DA/CA) ratio (2:1-5:1) and degree of replacement of MD with CTG (0-100%), according to a central composite design – on ascorbic acid retention, physical properties (hygroscopicity and flowability) and solubility of spray dried cashew apple juice. The ascorbic acid retention was favored by higher DA/CA ratios and higher replacements of MD. Cashew tree gum was shown as a promising drying aid material. The most adequate drying conditions were considered as being the following: DA/CA ratio, 5:1, with CTG replacing MD in at least 50%. / As indústrias de frutas têm sofrido pressões para se adaptar aos crescentes requerimentos dos consumidores, relacionados a conveniência, segurança alimentar, e benefícios à saúde. Uma evidência de tais mudanças é o aumento da produção de sucos de frutas e produtos similares. Embora os néctares, prontos para beber, sejam produtos de conveniência, eles têm alto peso e volume, já que têm a água como principal componente. Esse é um aspecto inconveniente, e aumenta os custos de transporte. Os sucos em pó têm algumas vantagens sobre os sucos integrais, como o transporte mais fácil e barato e sua maior estabilidade microbiológica. No entanto, o consumidor parece ainda confundir sucos em pó com refrescos artificiais em pó, mais comumente encontrados, o que prejudica a consolidação dos primeiros no mercado. O caju (Anacardium occidentale) é uma fruta originária do Nordeste brasileiro, para o qual apresenta grande importância socioeconômica. É formado por castanha (verdadeiro fruto) e pedúnculo (pseudofruto). A alta perecibilidade do pedúnculo in natura tem motivado o desenvolvimento de processos que gerem produtos estáveis, disponíveis ao longo do ano, ao mesmo tempo facilitando seu transporte para longe da região produtora. A atomização é a técnica mais utilizada para secagem de alimentos líquidos. Entretanto, produtos ricos em açúcares, como sucos de frutas, são difíceis de atomizar, pois produzem pós muito higroscópicos, suscetíveis a aglomeração. Isso pode ser minimizado pela adição dos chamados adjuvantes de secagem, como as maltodextrinas, que reduzem sua higroscopicidade. O presente estudo envolveu uma tentativa de substituição (total ou parcial) de maltodextrinas (MD) por goma de cajueiro (GC), um polissacarídeo semelhante à goma arábica, muito abundante no Nordeste brasileiro, mas ainda pouco utilizada. O objetivo do trabalho foi avaliar o impacto de duas variáveis do processo de atomização - proporção adjuvante de secagem/ sólidos de caju (2:1-5:1) e grau de substituição de MD por GC (0-100%), segundo um delineamento composto central - sobre a retenção de ácido ascórbico e as propriedades físicas (higroscopicidade e fluidez) e solubilidade de suco de caju atomizado. A retenção de ácido ascórbico durante a atomização foi favorecida por maiores proporções adjuvante de secagem/sólidos de caju (AS/SC) e maior grau de substituição de MD por GC. A goma de cajueiro mostrou-se um material bastante promissor a ser utilizado como adjuvante de secagem. As condições de processo consideradas como as mais adequadas foram as seguintes: proporção AS/SC, 5:1, com substituição de MD por GC em pelo menos 50%.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-14T12:48:23Z No. of bitstreams: 1 DissWW.pdf: 8056489 bytes, checksum: ad520ed6933c6480fee2d44badabc349 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:45:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissWW.pdf: 8056489 bytes, checksum: ad520ed6933c6480fee2d44badabc349 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:45:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissWW.pdf: 8056489 bytes, checksum: ad520ed6933c6480fee2d44badabc349 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-15T13:46:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissWW.pdf: 8056489 bytes, checksum: ad520ed6933c6480fee2d44badabc349 (MD5) Previous issue date: 2015-07-23 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Since the discovery of the quasicrystalline alloys by D. Schechtamn in 1984, many research has been done in terms of coating application of these materials and their intermetallic approximants due to their physical and transport properties as: high hardness, low friction coefficient, low superficial adhesion energy, high oxidation resistance and low thermal conductivity. The low thermal conductivity combined with the thermal expansion in the same range of the usual metallic materials used as substrates in coatings make these alloys as potential substitutes for the traditional ceramics thermal barrier coatings. The alloy Al71Co13Fe8Cr8 has been studied in terms of thermal barrier applications. This alloy presents interesting properties and characteristics for this application. However, the information about this alloy on the literature is scarce and contradictory. In this sense, in the present work, the Al71Co13Fe8Cr8 alloy was selected for coating fabrication aiming to obtain a consistent structural characterization of this alloy. Results show that the Al71Co13Fe8Cr8 alloy is not a quasicrystalline forming composition. It is actually composed by two intermetallic phases, one hexagonal and the other monoclic, Al5Co2 and Al13Co4 respectively, which are approximant phases of the decagonal QC with the interesting physical and transport properties presented by the quasicrystalline phase. The coatings were also studied in terms of the interdifusion phenomena between the coating and a steel substrate at high temperatures. Alloys around the Al71Co13Fe8Cr8 compositional range were also fabricated in order to evaluate the phase formation on the aluminum rich region of the Al-Co-Fe-Cr system. Several intermetallic phases were observed, most of them quaternary extensions of Al-Co intermetallic phases. A quasicrystalline phase was also observed in one of the studied compositions. / Desde a descoberta das ligas quasicristalinas por D. Schechtman em 1984 muitos pesquisadores se voltaram para o estudo desses materiais para a aplicação como revestimentos devido suas propriedades físicas e de transporte como: elevada dureza, baixo coeficiente de atrito, baixa energia de adesão superficial, elevada resistência à oxidação e a baixa condutividade térmica. A baixa condutividade térmica aliada ao coeficiente de expansão térmica, que é similar a de materiais utilizados como substrato em revestimentos, tornam esses materiais como potenciais ligas de aplicação em revestimentos para isolamento térmico. Os estudos disponíveis na literatura relacionados a ligas quasicristalinas e a aplicação de barreiras térmicas são referentes a liga Al71Co13Fe8Cr8. Essa liga possui propriedades e características desejadas para esta aplicação. Entretanto, as informações disponíveis sobre a caracterização estrutural da liga são escassas e contraditórias. Dessa forma a liga Al71Co13Fe8Cr8 foi selecionada para a fabricação de revestimentos no estudo do presente trabalho, buscando caracterizar adequadamente a estrutura da liga. Os resultados mostram que a liga Al71Co13Fe8Cr8 não possui composição adequada para formação de fases quasicristalinas. Na verdade essa liga é composta por duas fases intermetálicas, uma hexagonal e outra monoclínica, que são extensões quaternárias das fases Al5Co2 e Al13Co4 respectivamente e que são fases aproximantes da fase quasicristalina decagonal e apresentam as propriedades físicas e de transporte da fase quasicristalina. Os revestimentos fabricados com a liga Al71Co13Fe8Cr8 foram também estudados com relação ao fenômeno de interdifusão entre o revestimento e o substrato de aço em elevadas temperaturas. Um estudo com variações composicionais da liga original foi também realizado para avaliar a formação de fases na região rica em alumínio do sistema Al-Co-Fe-Cr e observou-se a formação de diversas fases intermetálicas, em sua maioria extensões quaternárias de fases do sistema Al-Co. A presença de uma fase quasicristalina em uma das composições estudadas também foi observada.

O eugenol é um composto fenólico natural que apresenta atividade antioxidante e antimicrobiana e o seu uso como substituto de aditivos sintéticos em alimentos tem sido proposto. Contudo, pela sua instabilidade frente aos agentes externos (luz, oxigênio e calor), seu uso no processamento de alimentos é comprometido. Assim, a microencapsulação é uma alternativa viável para sua aplicação. Os objetivos deste trabalho foram avaliar o efeito da variação das condições operacionais do atomizador (temperatura do ar de entrada e vazão de alimentação) na obtenção de eugenol microencapsulado em carragena, e estudar a influência da combinação de carragena e proteína do farelo de arroz, albumina sérica bovina e proteína do soro de leite com baixo teor de lactose na microencapsulação de eugenol. Em uma primeira etapa, um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) do tipo 22 com duas variáveis independentes (temperatura do ar de secagem e vazão de alimentação), três pontos centrais e quatro pontos axiais, foi desenvolvido para avaliar as condições operacionais de atomização. A quantificação do eugenol, recuperação (RE %) e a eficiência de encapsulação (EE %) foi avaliadada por espectrofometria UV-Vis e a morfologia por microscopia ótica. Na segunda etapa, a influência do uso de carragena em combinação com proteína do farelo de arroz, albumina sérica bovina e proteína do soro de leite com baixo teor de lactose foi avaliada por meio de um planejamento de mistura do tipo simplex-centroid. A caracterização das microcápsulas foi determinada pela RE % e EE % por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE), análise termogravimétrica acoplada à espectrofotometria de infravermelho e, morfologia por microscopia eletrônica de varredura. Para o DCCR, o valor máximo de RE% obtido foi de 12% e as condições operacionais estudadas não influenciaram significativamente (p > 0,05). Já a EE% variou de 18,0 a 84,8% e, o termo quadrático para vazão de alimentação apresentou influência significativa (p ≤ 0,05) na resposta avaliada. Para o planejamento simplex-centroid, o valor médio de RE % das microcápsulas variou de 37,9 a 104,5% e o de EE% de 0,0 a 79,4%, sendo que ambas as respostas foram influenciadas (p ≤ 0,05%) pelos agentes encapsulantes da formulação. A albumina sérica bovina apresentou boa propriedade de estabilização da suspensão (RE % = 86,5) e em combinação com proteína de farelo do arroz possibilitou maior EE % (79,4). As microcápsulas exibiram diâmetro médio entre 3,4 a 4,6 µm e a morfologia das microcápsulas produzidas com a combinação da albumina sérica bovina e a proteína do farelo de arroz apresentaram superfícies esféricas com ausência de fissuras ou deformações. As análises térmicas e de FTIR, confirmam a eficiência de encapsulação do processo, indicando uma possível interação entre os agentes encapsulantes e o eugenol. / Eugenol is a natural phenolic compound with antioxidant and antimicrobial activity and its use as substitute the synthetic additives in food has been suggested. However, due eugenol instability to extern agents (light, oxygen and hot), its use in food processing has been hampered. Therefore, microencapsulation is a viable alternative for your application. The aims of this work were evaluate the effect of variation of operating conditions of spray drying (inlet air temperature and feed flow rate) in obtainment eugenol microencapsulated in carrageenan, and study the influence of combination of carrageenan and protein from rice bran protein, bovine serum albumin and, whey protein with low lactose content in the eugenol microencapsulation. Composite Central Desing (CCD) of type 22 with two independent variables (inlet air temperature, and feed flow rate), three key points and four axial points, were developed to assess the operational conditions of spray dryer. Eugenol quantification, recovery (% ER) and encapsulation efficiency (EE%) of process were evaluated by UV-Vis spectrophotometry and morphology by optical microscopy. In the second stage of the study, the influence of the use of carrageenan in combination with rice bran protein, bovine serum albumin and whey protein with low lactose content was evaluated by simplex-centroid desing. Microcapsules were characterizated by Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC) (ER and EE%), thermogravimetric analysis coupled to the infrared spectrophotometry, and morphology by scanning electron microscopy (SEM). In the CCD, the maximum ER% value was 12% and the operating conditions studied did not influence significantly (p > 0.05). EE% varied from 18.0 to 84.8% and the quadratic term to feed flow rate presented significant influence (p ≤ 0.05) in the evaluated answer. In the simplex-centroid mixture desing the ER% average of microcapsules ranged from 37.9 to 104.5% and EE% 0.0 to 79.4%, being that both responses were influenced (p ≤ 0.05%) by encapsulating agents of formulation. Bovine serum albumin presented good stabilizing property of suspension (ER% = 86.5) and in combination with rice bran protein resulted greater EE% (79.4). Microcapsules exhibited a average diameter range from 3.4 to 4.6 µm and the microcapsules morphology produced combination with the bovine serum albumin and protein rice bran showed surface with absence no cracks or deformation. Thermal and FTIR analysis confirmed the encapsulation efficiency of the process, observed a possible interaction between the encapsulating agents and eugenol.

O eugenol é um composto fenólico natural que apresenta atividade antioxidante e antimicrobiana e o seu uso como substituto de aditivos sintéticos em alimentos tem sido proposto. Contudo, pela sua instabilidade frente aos agentes externos (luz, oxigênio e calor), seu uso no processamento de alimentos é comprometido. Assim, a microencapsulação é uma alternativa viável para sua aplicação. Os objetivos deste trabalho foram avaliar o efeito da variação das condições operacionais do atomizador (temperatura do ar de entrada e vazão de alimentação) na obtenção de eugenol microencapsulado em carragena, e estudar a influência da combinação de carragena e proteína do farelo de arroz, albumina sérica bovina e proteína do soro de leite com baixo teor de lactose na microencapsulação de eugenol. Em uma primeira etapa, um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) do tipo 22 com duas variáveis independentes (temperatura do ar de secagem e vazão de alimentação), três pontos centrais e quatro pontos axiais, foi desenvolvido para avaliar as condições operacionais de atomização. A quantificação do eugenol, recuperação (RE %) e a eficiência de encapsulação (EE %) foi avaliadada por espectrofometria UV-Vis e a morfologia por microscopia ótica. Na segunda etapa, a influência do uso de carragena em combinação com proteína do farelo de arroz, albumina sérica bovina e proteína do soro de leite com baixo teor de lactose foi avaliada por meio de um planejamento de mistura do tipo simplex-centroid. A caracterização das microcápsulas foi determinada pela RE % e EE % por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE), análise termogravimétrica acoplada à espectrofotometria de infravermelho e, morfologia por microscopia eletrônica de varredura. Para o DCCR, o valor máximo de RE% obtido foi de 12% e as condições operacionais estudadas não influenciaram significativamente (p > 0,05). Já a EE% variou de 18,0 a 84,8% e, o termo quadrático para vazão de alimentação apresentou influência significativa (p ≤ 0,05) na resposta avaliada. Para o planejamento simplex-centroid, o valor médio de RE % das microcápsulas variou de 37,9 a 104,5% e o de EE% de 0,0 a 79,4%, sendo que ambas as respostas foram influenciadas (p ≤ 0,05%) pelos agentes encapsulantes da formulação. A albumina sérica bovina apresentou boa propriedade de estabilização da suspensão (RE % = 86,5) e em combinação com proteína de farelo do arroz possibilitou maior EE % (79,4). As microcápsulas exibiram diâmetro médio entre 3,4 a 4,6 µm e a morfologia das microcápsulas produzidas com a combinação da albumina sérica bovina e a proteína do farelo de arroz apresentaram superfícies esféricas com ausência de fissuras ou deformações. As análises térmicas e de FTIR, confirmam a eficiência de encapsulação do processo, indicando uma possível interação entre os agentes encapsulantes e o eugenol. / Eugenol is a natural phenolic compound with antioxidant and antimicrobial activity and its use as substitute the synthetic additives in food has been suggested. However, due eugenol instability to extern agents (light, oxygen and hot), its use in food processing has been hampered. Therefore, microencapsulation is a viable alternative for your application. The aims of this work were evaluate the effect of variation of operating conditions of spray drying (inlet air temperature and feed flow rate) in obtainment eugenol microencapsulated in carrageenan, and study the influence of combination of carrageenan and protein from rice bran protein, bovine serum albumin and, whey protein with low lactose content in the eugenol microencapsulation. Composite Central Desing (CCD) of type 22 with two independent variables (inlet air temperature, and feed flow rate), three key points and four axial points, were developed to assess the operational conditions of spray dryer. Eugenol quantification, recovery (% ER) and encapsulation efficiency (EE%) of process were evaluated by UV-Vis spectrophotometry and morphology by optical microscopy. In the second stage of the study, the influence of the use of carrageenan in combination with rice bran protein, bovine serum albumin and whey protein with low lactose content was evaluated by simplex-centroid desing. Microcapsules were characterizated by Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC) (ER and EE%), thermogravimetric analysis coupled to the infrared spectrophotometry, and morphology by scanning electron microscopy (SEM). In the CCD, the maximum ER% value was 12% and the operating conditions studied did not influence significantly (p > 0.05). EE% varied from 18.0 to 84.8% and the quadratic term to feed flow rate presented significant influence (p ≤ 0.05) in the evaluated answer. In the simplex-centroid mixture desing the ER% average of microcapsules ranged from 37.9 to 104.5% and EE% 0.0 to 79.4%, being that both responses were influenced (p ≤ 0.05%) by encapsulating agents of formulation. Bovine serum albumin presented good stabilizing property of suspension (ER% = 86.5) and in combination with rice bran protein resulted greater EE% (79.4). Microcapsules exhibited a average diameter range from 3.4 to 4.6 µm and the microcapsules morphology produced combination with the bovine serum albumin and protein rice bran showed surface with absence no cracks or deformation. Thermal and FTIR analysis confirmed the encapsulation efficiency of the process, observed a possible interaction between the encapsulating agents and eugenol.

O Brasil é um grande produtor e consumidor de café. A bebida é a segunda mais consumida no país. O café solúvel é uma alternativa para o consumo diário visto que dispensa todo aparato de preparo da bebida, sendo necessária apenas água quente. O tamanho de partícula seca está diretamente ligado à densidade aparente do produto. Foram realizados testes de secagem de extrato de café em spray-dryer com atomização por disco rotativo e fluxo co-corrente variando-se a temperatura do ar de entrada (140 - 170 °C) e rotação do disco atomizador (27000 - 33000 rpm). A análise de tamanho de partícula mostrou tendência de partículas maiores quanto menor a temperatura de secagem (26 - 36 µm). Notou-se a influência tanto da temperatura quanto da rotação do disco atomizador na análise da atividade de água. A densidade aparente não se mostrou significativamente alterada pelos parâmetros estudados nos experimentos. / Brazil is a big producer and consumer of coffee. The drink is the second most consumed in the country. Instant coffee is an alternative for daily consumption since it dispenses with all the apparatuses for preparing the drink, being necessary only hot water. The dry particle size is directly related to the bulk density of the product. Coffee extract drying tests were made in a co-current flow spray-dryer with atomization by disc with a varying inlet air temperature (140 - 170 °C) and disc velocity (27000 - 33000 rpm). The particle size analysis has shown the tendency for bigger particles to form at lower drying temperatures (26 - 36 µm). The influence of inlet air temperature and the atomizer disc spin velocity were noted in water activity analysis. The bulk density was not significantly modified by the parameters studied in the experiments.

O objetivo deste trabalho foi produzir pigmentos em pó a partir dos subprodutos de vinificação da uva tinta, variedade Bordô (Vitis labrusca), através da secagem em spray dryer utilizando maltodextrina como agente carreador. Foram estudados os efeitos das condições de processo sobre algumas propriedades físico-químicas, além da estabilidade e da atividade biológica do material obtido. Extratos etanólicos das cascas e sementes da uva foram obtidos e concentrados até um terço do volume inicial. Este extrato foi então misturado com o agente carreador maltodextrina 10 DE nas concentrações de 10, 20 ou 30% e atomizado em spray dryer, com vazão de alimentação de 44 mL/min e temperaturas do ar de entrada de 130, 150 ou 170°C, num total de nove ensaios. Além disso, foi obtida uma amostra de extrato concentrado liofilizado, sem a presença do agente carreador, para efeito de comparação. Avaliou-se o rendimento do processo de atomização; e para as amostras obtidas determinou-se o teor de umidade, retenção de antocianinas, higroscopicidade e solubilidade em água, a fim de verificar a influência das condições de processo sobre essas características. Estas amostras também foram avaliadas quanto à morfologia, distribuição do tamanho de partículas e isotermas de sorção de umidade. Todas as amostras obtidas (atomizadas e liofilizada) foram avaliadas quanto à cor instrumental, espectroscopia de infravermelho, estabilidade durante a estocagem, presença de compostos bioativos (fenólicos, flavonóides, antocianinas e proantocianidinas), além de atividade antioxidante, antimicrobiana e de inibição da arginase de Leishmania. As condições de processo avaliadas (temperatura de secagem e concentração de agente carreador) tiveram forte influência nas características estudadas. O teor de umidade, a retenção de antocianinas, a morfologia e o tamanho das partículas, foram bastante influenciados pela temperatura de secagem e pela concentração de agente carreador, enquanto que a higroscopicidade sofreu maior influência da concentração de agente carreador. Esse parâmetro também apresentou grande influência nas isotermas de sorção de umidade das amostras. Não houve grande interferência do processo de secagem na composição química do material obtido, evidenciada pelos espectros de infravermelho. Quanto à avaliação da estabilidade durante a estocagem, foi observado que as amostras contendo maltodextrina conservaram mais as antocianinas e a cor, quando comparadas com as amostras sem carreador e os extratos líquidos, indicando, que o processo de secagem e a presença do carreador, promoveram um efeito protetor aos compostos e sua cor. Todas as amostras apresentaram altos teores de flavonóides totais, antocianinas, proantocianidinas e elevados valores de atividade antioxidante variando de 314,06 a 441,04 µmolesTE/g de extrato seco pelo método DPPH e de 993,32 a 1138,68 µmolesTE/g de extrato seco pelo método FRAP. Apresentaram atividade antimicrobiana principalmente contra Staphylococcus aureus e Listeria monocytogenes. Além disso, tiveram grande capacidade de inibir a enzima arginase de Leishmania com porcentagem de inibição variando de 54,60 a 83,43%. Os resultados encontrados sugeriram que o processo de secagem em spray dryer com maltodextrina, dos extratos obtidos dos subprodutos da uva Bordô, produziu pós com diversas características interessantes, como baixa higroscopicidade, alta solubilidade e estabilidade, além de grande potencial biológico. Tais resultados evidenciam que este subproduto da indústria vinícola pode ser aproveitado como fonte natural de ingredientes funcionais. / The aim of this work was to produce powder pigments from grape byproducts of Bordo variety (Vitis labrusca) by spray drying using maltodextrin as carrier agent. The effects of process conditions on some physicochemical properties, stability and biological activity of the product were studied. Ethanol extracts were obtained from grape pomace (skins and seeds) and concentrated to one-third the initial volume. This extract was then mixed with the carrier agent 10 DE maltodextrin at concentrations of 10, 20 or 30% and atomized in a spray dryer, with feed flow rate of 44 mL/min and inlet drying air temperatures of 130, 150 or 170°C a total of nine tests. In addition, a sample of freeze-dried concentrated extract without carrier agent was obtained for comparison. It was evaluated process yield and the samples obtained were initially evaluated for moisture content, anthocyanins retention, hygroscopicity and solubility in water, in order to verify the influence of process conditions on these characteristics. These samples were also evaluated for morphology, particle size distribution and moisture sorption isotherms. All samples (spray-dried powders and freeze-dried extract) were evaluated for instrumental color, infrared spectroscopy, stability during storage, presence of bioactive compounds (phenols, flavonoids, anthocyanins and proanthocyanidins) plus antioxidant activity, antimicrobial activity and inhibition of Leishmania arginase. Process conditions evaluated (inlet drying air temperature and carrier agent concentration) had a strong influence on the characteristics studied. The moisture content, anthocyanin retention, morphology and particle size of the samples were strongly influenced by drying temperature and carrier agent concentration while the hygroscopicity suffered greater influence of the carrier agent concentration. The concentration of carrier agent also had great influence on the moisture sorption isotherms of the samples. There was no significant interference of the drying process on the chemical composition of the material evidenced by infrared spectroscopy. Regarding the evaluation of stability during storage, it was observed that the samples containing maltodextrin, retained much more anthocyanins and original color when compared with the sample without a carrier or liquid extracts, indicating both, the drying process and the presence of carrier, promoted a protective effect to the compounds and its color. All samples showed high levels of flavonoids, anthocyanins, proanthocyanidins and high levels of antioxidant activity ranging from 314.06 to 441.04 µmolTE/g of extract (dry weight), by DPPH and 993.32 to 1138.68 µmolTE/g of extract (dry weight) by FRAP method. Most samples showed antimicrobial activity against Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes. Moreover, had great ability to inhibit the enzyme arginase of Leishmania with inhibition percentage ranging from 54.60 to 83.43%. The results suggest that the drying process of Bordo grape pomace extracts in a spray dryer with maltodextrin, produced powders with various interesting characteristics such as low hygroscopicity, high solubility and stability, and large biological potential. This shows that this byproduct of wine industry can be used as a natural source of functional ingredients.

Orientador: Míriam Dupas Hubinger / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-17T11:13:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodriguezDiaz_JulioCesar_M.pdf: 3275088 bytes, checksum: 4baa128a0e7dc07566683d567b97b97c (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo a obtenção de hidrolisado protéico de pele de cação em pó pelos processos de hidrólise enzimática e secagem por atomização. Na primeira etapa, foi estudado o processo de hidrólise utilizando a enzima comercial ProtamexTM, visando a otimização do processo para a recuperação de peptídeos de baixo peso molecular. A influência da temperatura, do pH e da relação Enzima/Substrato sobre o grau de hidrólise, recuperação de proteína e cinética enzimática foram avaliadas. As condições ótimas de processo foram fixadas em: 51 °C, 4,0% p/p de enzima e pH 7,1. Nessas condições, o hidrolisado obtido foi caracterizado em termos de composição química, composição de aminoácidos e distribuição de tamanho de peptídeo. O grau de hidrólise atingiu 19,3%, recuperou-se 90,3% do total da proteína presente na matéria-prima e o peso molecular foi inferior a 6,5 kDa. Na segunda etapa do projeto, foi avaliada a influência das variáveis do processo de secagem por atomização sobre as propriedades físico-químicas e antioxidantes do hidrolisado protéico de pele de cação em pó, usando maltodextrina (DE=10) como agente carreador. A temperatura do ar e a concentração de agente carreador foram variadas. As respostas analisadas foram a umidade final, a atividade de água, a densidade aparente, a higroscopicidade, o tamanho de partícula e a capacidade antioxidante, determinada pelos métodos de redução do íon férrico (FRAP) e captura do radical catiônico ABTS+0 (TEAC). Os resultados mostraram que a adição de maltodextrina contribuiu significativamente para obtenção de partículas com menor umidade e higroscopicidade e maiores tamanhos de partícula e densidade aparente. Além disso, quanto maior foi a concentração de maltodextrina adicionada, maiores foram os valores de capacidade antioxidante, provavelmente devido à formação de compostos de Maillard durante a secagem / Abstract: The objetive of the present work was to obtain a shark skin protein hydrolysate powder by enzymatic hydrolysis and spray drying. In the first part of this work was studied the enzymatic hydrolysis process by using the commercial enzyme ProtamexTM, aiming the process optimization for recovery of low molecular weight peptides. The influence of temperature, pH and Enzyme/Substrate ratio on the degree of hydrolysis, protein recovery and enzymatic kinetics was evaluated. Optimal conditions were established at: 51°C, 4.0% p/p of enzyme and pH of 7.1. At these conditions, protein hydrolysate was characterized with respect to chemical composition, amino acid composition and peptide size distribution. Degree of hydrolysis achieved 19.3%, 90.3% of total protein was recovered and peptide size was lower than 6,5 kDa. In the second part of the project, the influence of spray drying variables process on physicochemical and antioxidant properties of shark skin protein hydrolysate powders, using maltodextrin (DE=10) as a carrier agent, was evaluated. Air temperature and maltodextrin concentration were varied. The responses analyzed were the final moisture content, water activity, bulk density, hygroscopicity, particle size distribution and antioxidant capacity determined by ferric reduction antioxidant power (FRAP) and ABTS+0 radical cation capture (TEAC) assays. Results showed that maltodextrin addition significantly contributed to obtaining particles with less moisture content, lower hygroscopicity and higher particle size and bulk density. Besides, antioxidant capacity was increased as increasing of maltodextrin concentration, probably due to the formation of Maillard compounds during drying process / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientadores: Miriam Dupas Hubinger, Catherine Brabet / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-13T22:27:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tonon_RenataValeriano_D.pdf: 4726110 bytes, checksum: c1e07b92e67333944d2bab593af0c20d (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo a obtenção do suco de açaí em pó pelo processo de spray drying. Inicialmente, avaliou-se a influência das condições de processo sobre a umidade, higroscopicidade, a retenção de antocianinas e o rendimento do processo, através de um delineamento composto central rotacional 23 completo. A partir das condições selecionadas nessa primeira etapa (temperatura de secagem de 140ºC, vazão mássica de 15g/min e 6% de agente carreador), foram produzidas partículas utilizando quatro diferentes tipos de agentes carreadores: maltodextrina 10DE, maltodextrina 20DE, goma arábica e fécula de mandioca. Essas partículas foram então submetidas a uma caracterização físico-química, sendo analisadas em relação às seguintes propriedades: umidade, atividade de água, densidade, porosidade, solubilidade, molhabilidade, distribuição do tamanho de partículas, morfologia, cor, polifenóis totais, antocianinas e atividade antioxidante. As amostras produzidas com maltodextrina 20DE e com goma arábica apresentaram maiores valores de umidade e atividade de água, e menor tamanho de partículas., enquanto as produzidas com fécula de mandioca apresentaram menor solubilidade e porosidade e maior densidade aparente e molhabilidade, maior diâmetro médio e maior perda de polifenóis e antocianinas durante o processo de secagem. Em seguida, avaliou-se a estabilidade destas partículas, quando expostas a diferentes umidades relativas, através da construção de isotermas de sorção e da determinação da temperatura de transição vítrea. As amostras produzidas com fécula de mandioca foram apresentaram menor higroscopicidade, seguidas pelas produzidas com maltodextrina 10DE. A temperatura de transição vítrea diminuiu com o aumento do teor de umidade das amostras, confirmando o efeito plasticizante da água sobre esta propriedade. Por fim, realizou-se um estudo da estabilidade das antocianinas e da atividade antioxidante nos pós estocados em diferentes condições de temperatura e umidade relativa. O aumento nessas duas condições resultou em uma maior degradação das antocianinas. A atividade antioxidante das amostras também diminuiu com o aumento da umidade relativa, mas aumentou com o aumento da temperatura de estocagem. As partículas produzidas com maltodextrina 10DE foram as que apresentaram maiores tempos de meia-vida, seguidas pelas produzidas com goma arábica / Abstract: The objective of this work was to obtain a powdered açaí juice by spray drying. The influence of process conditions on the moisture content, hygroscopicity, anthocyanin retention and process yield was evaluated using a 23 experimental design. From the conditions selected in this first section, (inlet air temperature of 140ºC, feed flow rate of 15 g/min and 6% of carrier agent), particles were produced with four types of carrier agents: maltodextrin 10DE, maltodextrin 20DE, gum Arabic and tapioca starch. These particles were then characterized with respect to moisture content, water activity, density, porosity, solubility, wettability, particles size distribution, morphology, color, total polyphenolics, anthocyanin content and antioxidant activity. The samples produced with maltodextrin 20DE and with gum Arabic exhibited the highest moisture content and water activity, and the lowest particles size. The particles produced with tapioca starch were the less soluble, less porous and with the lowest bulk density and wettability, highest mean diameter and highest poliphenolic and anthocyanin loss, during the spray drying process. Particles stability, when exposed to different relative humidities, was evaluated through the construction of sorption isotherms and determination of the glass transition temperature. The samples produced with tapioca starch were the less hygroscopic, followed by those produced with maltodextrin 10DE. Glass transition temperature decreased with increasing moisture content, confirming the plasticizant effect of water on this property. Finally, a study about anthocyanin stability and antioxidant activity of powders stored at different temperatures and relative humidities was carried out. The increase of both these conditions resulted in higher anthocyanin degradation. The antioxidant activity also decreased with increasing relative humidity, but increased with increasing temperature. The particles produced with maltodextrina 10DE showed the highest half-life followed by those produced with gum Arabic / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

O objetivo desse trabalho foi obter polpa de guavira desidratada por atomização, utilizando maltodextrina ou goma arábica como agentes carreadores. Inicialmente, avaliou-se a influência das condições de processo, temperatura do ar de secagem (130, 155 e 180) °C e vazão volumétrica da mistura (20 e 40) mL/min, o tipo e concentração de agente carreador (10 e 20) % nas características físicas, físico-químicas e atividade antioxidante do produto obtido. As propriedades analisadas foram umidade, atividade de água, higroscopicidade, solubilidade, cor, distribuição e tamanho médio de partículas, morfologia, compostos fenólicos totais e atividade antioxidante. A temperatura do ar de secagem e a vazão volumétrica de alimentação influenciaram significativamente todas as propriedades da guavira em pó. A umidade e atividade de água apresentaram os menores valores na temperatura intermediária, independentemente do tipo e concentração do carreador usado. A solubilidade das amostras adicionadas de maltodextrina foram superiores às amostras com goma arábica. O aumento da concentração de agente carreador, em geral, proporcionou um aumento no parâmetro L* e diminuição dos parâmetros a* e b*, tornando as amostras mais claras e reduzindo as tonalidades vermelha e amarela. A guavira em pó apresentou coloração próxima do amarelo e marrom, com grande variação nos parâmetros de cor C* e H* em função das diferentes condições de secagem. A distribuição do tamanho de partículas não teve um padrão definido e o tamanho médio das amostras com maltodextrina foram maiores do que as com goma arábica para a temperatura do ar a 130 °C. No entanto, para as outras temperaturas (155 e 180) °C não houve um comportamento específico do tamanho das partículas em função da vazão de alimentação, tipo e ou concentração de agente carreador. A análise de microscopia eletrônica de varredura permitiu observar que as partículas obtidas tanto com maltodextrina como goma arábica apresentaram formato esférico, superfície rugosa e com adesão de partículas menores nas de maior tamanho, sendo que a superfície das partículas com goma arábica também apresentaram concavidades. A atividade antioxidante foi superior quando utilizada a temperatura de secagem intermediária. A partir das condições selecionadas na primeira etapa (temperatura do ar de 155 °C, vazão volumétrica da mistura de 40 mL/min e 10% de maltodextrina ou goma arábica) a polpa de guavira em pó foi caracterizada quanto a temperatura de transição vítrea, as isotermas de adsorção e a estabilidade à estocagem do ácido ascórbico, compostos fenólicos totais e da atividade antioxidante da polpa de guavira em pó produzida por spray drying ao longo de 120 dias. As temperaturas de transição vítrea foram de (25,2 ± 2,7 °C e 31,4 ± 0,4) °C para os pós produzidos com goma arábica e maltodextrina, respectivamente. O modelo de BET apresentou ajuste muito bom (R2>0,99) para descrever o comportamento de sorção de água das amostras nas temperaturas de (20, 30 e 40) °C. A polpa de guavira em pó produzida com goma arábica apresentou maior adsorção de água do que as amostras obtidas com maltodextrina. No estudo da estabilidade, as amostras foram acondicionadas em embalagem de polietileno laminado e armazenadas a 25 °C e umidade relativa de 75%. A embalagem de polietileno laminado foi eficiente na manutenção do teor de ácido ascórbico e atividade antioxidante da guavira em pó por um período de 120 dias, independente do carreador adicionado. O teor de compostos fenólicos para a guavira em pó com goma arábica apresentou uma redução nos primeiros 22 dias, contudo a amostra com maltodextrina manteve-se estável durante 120 dias de armazenamento. / The aim of this work was to obtain dried guavira pulp by spray drying, using maltodextrin or arabic gum as carrier agents. Initially, it was evaluated the influence of the process conditions, inlet air temperature (130, 155 e 180) °C and mixture feed flow rate (20 e 40) mL/min, carrier agent type and concentration (10 e 20) % in physical, physicochemical properties and antioxidant activity of the product. The analyzed properties were moisture content, water activity, higroscopicity, solubility, distribution and average particle size, morphology, total phenolic compounds and antioxidant activity. The inlet air temperature and mixture feed flow significantly influenced all the properties of guavira powder. The moisture content and water activity showed lower values in intermediate temperature, independent of the carrier agent type and concentration. The solubility of the samples with maltodextrin were higher than the samples with arabic gum. Increasing the carrier agent concentration generally resulted in an increase of the parameter L* and a reduction of a* and b* parameters, making lighter samples and reducing the red and yellow hues. The color of the guavira powder presented next to yellow and brown coloring, with great variation in parameters C* and H* depending on the different drying conditions. The size distribution of the particles had no definite pattern and the particles average size of the samples with maltodextrin were higher the samples with arabic gum for the inlet air temperature at 130 °C. However, for the other temperatures (155 and 180) °C there is a specific behavior of the particle size depending of the feed flow rate, carrier agent type and concentration. The scanning electronic microscopic analysis observed that the particles obtained with maltodextrin or arabic gum presented spherical, roughness surface and adhesion of the smaller particles into larger, the particles with arabic gum also presented concavities. The antioxidant activity was higher at intermediate inlet air temperature. From the selected conditions at the first phase (inlet air temperature of 155 °C, feed flow rate of 40 mL/min and 10% of maltodextrina or arabic gum) the guavira pulp powder were evaluated the glass transition temperature, the adsorption isotherms and the storage stability of ascorbic acid and antioxidant activity of the guavira powder produced to over 120 days. The glass transition temperatures were (25,2 ± 2,7 °C e 31,4 ± 0,4) °C for the powder obtained with arabic gum and maltodextrin, respectively. The BET model presented good adjustment (R²>0,99) to describe the water sorption behavior of the samples at test temperatures of (20, 30 e 40) °C. The guavira powder with arabic gum showed higher water adsorption than the samples with maltodextrin. In the stability study, samples were packed in polyethylene-laminated packaging and stored at 25 °C and relative humidity of 75%. The packaging was effective in maintaining ascorbic acid and antioxidant activity of the guavira powder for a period of 120 days for samples with the addition of maltodextrin and gum arabic. The content of phenolic compounds for guavira powder with gum arabic showed a reduction in the first 22 days, but the sample with maltodextrin remained stable for 120 days of storage.