Orientador: Magali Leonel / Resumo: O presente estudo objetivou caracterizar amidos de mandioca, batata-doce e araruta quanto às propriedades físico-químicas e modificar estes amidos quimicamente visando à obtenção de amidos fosfatados. No processo de modificação os amidos foram fosfatados com trimetafosfato de sódio e tripolifosfato de sódio durante diferentes tempos de reação. Os amidos nativos e modificados das três fontes botânicas foram analisados quanto aos teores de fósforo e de amilose, padrão de difração de raio-X, cristalinidade relativa, morfologia e tamanho dos grânulos, poder de inchamento, solubilidade, propriedades de pasta e térmicas. Os amidos nativos diferiram quanto às características morfológicas e físico-químicas. Todos os amidos mostraram baixo teor de fósforo. O amido de batata-doce apresentou maior cristalinidade e teor de amilose, enquanto o amido de araruta apresentou maior tamanho de grânulos, poder de inchamento, solubilidade e maior instabilidade frente às forças mecânicas. Independentemente da fonte botânica, a modificação química aumentou os teores de fósforo dos amidos com alterações das características morfológicas e propriedades físico-químicas. O aumento do tempo da reação de fosfatação aumentou o diâmetro médio dos grânulos, sendo observada menor uniformidade dos grânulos. Além disso, ocorreram mudanças como diminuição da cristalinidade relativa, aumento do poder de inchamento e quebra de viscosidade dos géis. Por outro lado, a modificação química alterou as propriedades de p... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Among the various water use methods adopted by humanity, which uses more water is agriculture through irrigation procedure, allowing the crops in a larger space and being able to meet the demand for food both for human consumption as animal consumption. This work presents the concept of Water Footprint, which is the amount of water, directly and indirectly used in the production of a product. The water footprint is divided into three components: Green, Blue and Grey. The objective of this study was to determine the values of the water footprint of the blue and green components for the production of sweet potatoes through the traditional method using CROPWAT model during the years 2010, 2011 and 2012. The work developed in the Perimeter Irrigation Poção da Ribeira (PIPR) belongs to the Water Resources and Irrigation Development Company (COHIDRO), located in the municipalities of Itabaiana and Campo do Brito, Sergipe. The results showed that the Water Footprint Green in 2010, 2011 and 2012 was 494.75 (m³ / ton), 672.13 (m³ / ton) and 402.81 (m³ / ton) respectively. Have the Blue Water Footprint in 2010, 2011 and 2012 was 351.1 (m³ / ton), 448.4 (m³ / ton) and 570.06 (m³ / ton) respectively. The results showed no relationship between the average rates of crop yield with a higher consumption of water resulting in a higher Water Footprint, there is influence of precipitation on Water Footprint of sweet potato and that there is no direct relationship between productivity levels with weather variables used in calculations of the Water Footprint. / Entre os diversos métodos de aproveitamento da água adotados pela humanidade, o que mais utiliza recursos hídricos é a agricultura através do procedimento da irrigação, permitindo os cultivos agrícolas em um espaço mais abrangente e sendo capaz de atender a demanda por alimentos tanto para consumo humano como consumo animal. Este trabalho apresenta o conceito de Pegada Hídrica (water footprint) que é a quantidade de água, direta e indiretamente, usada na produção de um produto. A pegada hídrica é dividida em três componentes: Verde, Azul e Cinza. O objetivo deste estudo foi determinar os valores da pegada hídrica dos componentes azul e verde para a produção da batata-doce através do método tradicional utilizando o modelo CROPWAT durante os anos de 2010, 2011 e 2012. O trabalho desenvolveu-se no Perímetro de Irrigação Poção da Ribeira (PIPR) pertencente à Companhia de Desenvolvimento de Recursos Hídricos e Irrigação (COHIDRO), localizado nos municípios de Itabaiana e Campo do Brito, em Sergipe. Os resultados obtidos evidenciaram que a Pegada Hídrica verde em 2010, 2011 e 2012, foi de 494,75 (m³/ton), 672,13 (m³/ton) e 402,81 (m³/ton) respectivamente. Já a Pegada Hídrica azul em 2010, 2011 e 2012 foi de 351,1 (m³/ton), 448,4 (m³/ton) e 570,06 (m³/ton) respectivamente. Os resultados obtidos mostraram que há relação entre os índices médios de produtividade da cultura com um maior consumo de água refletindo em maior Pegada Hídrica, que há influência da precipitação na Pegada Hídrica da batata-doce e que não há relação direta entre os índices de produtividade com as variáveis meteorológicas utilizadas no cálculos da Pegada Hídrica.

The sweet potato (Ipomoea batatas L.) is a dicotyledonous species of Convolvulaceae family, cultivated worldwide, with a low production cost and high economic return. Can be utilized in food and feed and ethanol production. The present study aimed, morphological, agronomic and biochemical characterization of sweet potato from the Active Germplasm Bank of UFS access. The experiment was conducted at the Experimental Farm " Rural Campus " UFS, located in the municipality of São Cristóvão - SE, using a randomized block design with 73 treatments (accessions of sweet potato), and two repetitions. In morpho-agronomic characterization it was found that descriptors sheet provided the variability among accessions. It was also observed that most accessions showed resistance to soil insects. The fresh and dry weight of shoots showed results ranging from 0,45 t ha-1 to 12,16 t ha-1 and 0,17 t ha-1 to 2,71 t ha-1, respectively. For total root yield variable, the values ranged from 1,20 to 10,89 t ha-1. The accessions showed excellent results for the dry root mass averaging 30,77 %. The starch content varied between 11,56 and 27,07 % , the yield of starch per hectare ranged from 0,30 to 2,39 t ha-1 and amylose content showed values between 11,57 to 32,72 %. While the ethanol yield in L ha-1 ranged from 198-1576 L h-1, the ethanol yield on L t-1 had an average of 142,67 L t-1. The results showed that the Active Germplasm Bank of UFS presents a wide phenotypic and genotypic variability, with different skills. / A batata-doce (Ipomoea batatas L.) é uma espécie dicotiledônea da família Convolvulaceae, cultivada em todo o mundo, apresentando um baixo custo de produção e retorno econômico elevado. Pode ser aproveitada na alimentação humana e animal e na produção de etanol. O presente trabalho teve como objetivo, a caracterização morfológica, agronômica e bioquímica de acessos de batata-doce do Banco Ativo de Germoplasma da UFS. O experimento foi conduzido na Fazenda Experimental Campus Rural da UFS, localizada no município de São Cristovão SE, utilizando o delineamento em blocos casualizados, com 73 tratamentos (acessos de batata-doce), e duas repetições. Na caracterização morfo-agronômica verificou-se que os descritores de folha proporcionaram a variabilidade entre os acessos. Observou-se também que a maioria dos acessos apresentou resistência a insetos de solo. A massa fresca e seca de parte aérea apresentou resultados variando de 0,45 t ha-1 a 12,16 t ha-1 e 0,17 t ha-1 a 2,71 t ha-1, respectivamente. Para a variável produtividade total de raízes, os valores variaram de 1,20 a 10,89 t ha-1. Os acessos demonstraram resultados excelentes para o teor de massa seca de raiz com média de 30,77%. O teor de amido variou entre 11,56 e 27,07%, o rendimento de amido por hectare ficou entre 0,30 a 2,39 t ha-1 e o teor de amilose apresentou valores entre 11,57 a 32,72 %. Enquanto que o rendimento de etanol em L ha-1 variou entre 198 a 1.576 L ha-1, o rendimento de etanol em L t-1 apresentou média de 142,67 L t-1. Os resultados mostraram que o Banco Ativo de Germoplasma da UFS apresenta uma grande variabilidade fenotípica e genotípica, com diferentes aptidões.

Orientador: Mieko Kimura / Banca: Cristiane Hess de Azevedo Meleiro / Banca: José Antonio Gomes Vieira / Resumo: No presente trabalho, a retenção de a-caroteno e ß-caroteno de fatias de abóbora, submetidas ao processo de secagem foi avaliada, verificando o efeito do branqueamento (98°C/2 min), pré-tratamento osmótico com solução de sacarose (40%) e da temperatura de secagem (60°C, 70°C e 80°C). Secagem direta sem pré-tratamento acarretou perdas consideráveis de a-caroteno e ß-caroteno (17% - 18% e 11% - 13%, respectivamente), todavia, diferenças na retenção desses carotenóides devido à diferença de temperatura não foram observadas. a-Caroteno e ß-caroteno permaneceram estáveis durante o branqueamento. A desidratação osmótica provocou perda de aproximadamente 5% dos dois carotenóides. No entanto, o branqueamento e tratamento osmótico realizados previamente à secagem melhoraram a retenção de a-caroteno e ß-caroteno durante a secagem, exceto para a temperatura de 80°C na qual a amostra branqueada apresentou menor retenção. Devido à grande presença de mandioca e batata doce na alimentação básica de muitos países em desenvolvimento e sua importância como fonte de vitamina A principalmente das populações mais carentes, a retenção de ß-caroteno durante o cozimento, fritura e secagem foi avaliada utilizando amostras pareadas analisadas por CLAE. A retenção do ß-caroteno variou (2 ensaios) de 87% a 88% na batata doce cozida por 20 minutos. Como esperado a retenção das amostras fritas (67% - 68%) foi menor do que nas amostras cozidas devido à temperatura mais alta utilizada nessa forma de preparo. A mandioca apresentou menor retenção de ß-caroteno em ambos os processos quando comparado à batata doce. A porcentagem de retenção foi de 79% - 82% para amostras cozidas e 54% - 56% para as fritas. / Abstract: In this work, during the drying, the a-carotene e ß-carotene retention in sliced squash was evaluated, verifying the effect of blanching (98°C/2 min), osmotic pretreatment with sucrose solution (40%) and drying temperature (60°C, 70°C e 80°C). Drying without pre-treatment caused considerable losses of a-carotene e ß-carotene (17% - 18% e 11% - 13%, respectively), however, variances in carotenoid's retention due to different temperature were not observed. During blanching, a-Carotene e ß-carotene remained stable. Osmotic dehydration caused, in both carotenoids, an approximate loss of 5%. Even so, blanching and osmotic treatment done previously to drying improved the a-carotene e ß-carotene retention during the process, except at 80°C where the blanched sample showed lower retention. Cassava and sweetpotato are staple foods in many developing countries and an important vitamin A source, principally among the poorer population. Because of this, ß-carotene retention during cooking, frying and drying were evaluated using paired samples analyzed by HPLC. The retention of ß-carotene varied (2 trials) from 87% to 88 % in sweetpotatoes cooked for 20 minutes. As expected, the retention of fried samples (66% - 67%) was lower than boiled samples due the higher temperature of this preparation. Cassava presented lower retention of ß-carotene in both processes when compared to sweetpotato. The retention percentage was 78-81 for boiled and 54-56 for fried samples. / Mestre

A batata-doce é uma das fontes de alimento mais importantes do mundo, sendo muito cultivada no Brasil por agricultores tradicionais. Os caiçaras, habitantes do litoral do Sudeste brasileiro, têm exercido enorme influência na manutenção da diversidade genética em muitas culturas, incluindo a batata-doce. Como os processos de mudanças socioeconômicas e agrícolas nesta região são muito rápidos e têm provocado alterações constantes nesses sistemas agroecológicos, pretendeu-se capturar o nível de diversidade genética mantida por estes agricultores, por meio da morfometria geométrica e caracteres morfoagronômicos, além de avaliar o potencial da cultura para a produção de etanol. Assim, 71 acessos coletados no litoral Norte e do Vale do Ribeira mais seis acessos de um antigo banco de germoplasma e três variedades comerciais de um produtor de Piracicaba foram utilizados nestas avaliações. Para a caracterização morfoagronômica, os acessos foram submetidos às avaliações, com base em 10 descritores quantitativos e 27 qualitativos. Nas avaliações quantitativas, o método de Tocher e UPGMA apresentaram concordância, indicando a produtividade como caráter fundamental na formação dos grupos, por outro lado, não existiu consistência na formação dos grupos entre os métodos ADCP e UPGMA, com base nos caracteres qualitativos. A maior parte da variabilidade encontrada ficou entre os acessos e não se observou qualquer estruturação espacial da varibilidade. A análise elíptica de Fourier (AEF) realizada em 1.437 folhas permitiu a extração dos seis primeiros componentes principais para explicar a maior parte da variabilidade existente nas amostras. A reconstrução do contorno foliar indicou que os dois primeiros componentes principais descreveram as variações quanto ao índice de lobação do limbo e as diferenças na profundidade do seio peciolar, sendo estes caracteres provavelmente de herança qualitativa e quantitativa, respectivamente. A análise multivariada de variância (MANOVA) revelou diferenças significativas entre os acessos avaliados, indicando a presença de variabilidade genética. O método UPGMA demonstrou a existência de grupos com folhas cordiformes, com três lóbulos e com cinco ou mais lóbulos. Na identificação do potencial de etanol foram avaliados os caracteres teor de amido, produtividade (t.ha-1), rendimento de amido, rendimento de etanol em litros por hectare (L.ha-1) e rendimento de etanol em litros por tonelada (L.t-1). O método de Tocher possibilitou a formação de nove grupos. Os acessos mais dissimilares e com média elevada para os caracteres indicaram a possibilidade de seleção de genótipos superiores. Os resultados obtidos nestas avaliações permitem inferir que (1) existe uma alta diversidade genética mantida pelos caiçaras, (2) a AEF pode ser utilizada com sucesso na avaliação da diversidade nesta espécie e (3) a batata-doce apresenta-se como fonte alternativa para geração de bioetanol. / Sweet potato is one of the most important food sources in the world and is widely cultivated in Brazil by traditional farmers. The native human population of the southeastern Brazilian coast, has exerted enormous influence in maintaining genetic diversity in many crops, including sweet potato. As the processes of socioeconomic and agricultural change in this region are very fast and have caused constant changes in their agroecological system, it was intended to capture the genetic diversity level maintained by these farmers through the geometric morphometrics and morphological traits, to evaluate the potential of the crop for the production of ethanol. Thus, 71 accessions collected in the Northern Coast of São Paulo State and in the coast of the Ribeira Valley region, in Southern São Paulo State, plus six accessions from a former germplasm bank and three commercial varieties from a farm in Piracicaba, SP, were used in these assessments. For morphoagronomic characterization, accessions were subjected to evaluation using 10 quantitative and 27 qualitative descriptors. In quantitative assessments, Tocher and UPGMA method showed agreement, indicating productivity as fundamental in the formation of groups. On the other hand, there was no consistency in the groups between the DAPC and UPGMA methods, based on qualitative characters. Most of the variability was found among the accessions and the genetic variability had no spatial structure. The elliptical Fourier analysis (EFA) performed on 1,437 leaves allowed the extraction of the first six principal components and explained most of the variability of the samples. The reconstruction of the leaf outline indicated that the first two principal components described the variation in the leaf blade lobation index and the differences in the depth of the petiole sinus, and these characters probably have qualitative and quantitative inheritance, respectively. Multivariate analysis of variance (MANOVA) revealed significant differences among accessions, indicating the presence of genetic variability. The UPGMA method showed the existence of groups with heart-shaped leaves, both with three lobes and five or more lobes. The potential for ethanol production was evaluated through the starch content, starch yield (t.ha-1), ethanol yield in liters per hectare (L.ha-1) and ethanol yield in liters per tonne (L.t-1). Tocher\'s method made possible the formation of nine groups. The most dissimilar accessions with high average for the traits indicated the possibility of selection of superior genotypes. The results obtained in these assessments allow us to infer that (1) there is a high genetic diversity maintained by the native population, (2) EFA can be successfully used in the evaluation of diversity in this species and (3) the sweet potato is presented as an alternative source to generate bioethanol.

O estudo de 135 acessos de batata-doce (Ipomoea batatas L. Lam), do Banco de Germoplasma da Embrapa-CNPH, constituída com materiais oriundos de todas as regiões brasileiras, materiais do CIP-Peru e materiais dos Estados Unidos, Japão e Peru, com marcadores microssatélites e descritores morfoagronômicos, permitiu obter informações sobre a diversidade genética e a distribuição desta diversidade dentro e entre regiões geográficas. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a diversidade genética destes 135 acessos de batata-doce, a partir de oito locos de microssatélites, de 21 descritores morfológicos, que totalizaram 124 caracteres diferentes entre parte aérea e raiz tuberosa, e de caracteres agronômicos através da porcentagem de matéria seca, porcentagem de umidade e produtividade por planta. Podemos ressaltar que mesmo com o elevado número de acessos (135) e o elevado número de caracteres morfológicos (97) para a parte aérea avaliados neste trabalho, houve a expressão de 77% e dos (69) caracteres morfológicos da raiz, houve a expressão de 80% desses caracteres. A ausência de 23% e 20% dos caracteres avaliados para parte aérea e raiz, respectivamente, pode ser decorrente da sua não ocorrência no material avaliado, e em parte pela dificuldade de identificá-los na planta, por ser subjetivo ou qualitativo, uma vez que o resultado varia com o avaliador, principalmente para as características relacionadas à cor e forma. O grau de similaridade morfológica foi de 0,13 a 0,83, e o grau de similaridade molecular foi de 0,23 a 1,0 obtidos pelo coeficiente de Jaccard (J). Conclui-se que os materiais da Coleção do Banco de Germoplasma do CIP-Peru e dos demais países (Estados Unidos, Japão e Peru) não são geneticamente distintos dos materiais do Brasil, ou seja, não foram agrupados separadamente. Existe alta variabilidade entre os materiais estudados, que se verifica pelo coeficiente de similaridade de Jaccard para ambos os dados moleculares e morfológicos. Para ambos os marcadores, morfológicos e moleculares, a maior parte da variação ocorre dentro das regiões. / The study of 135 accessions of sweet potato (Ipomoea batatas L. Lam), from the Germplasm Bank of Embrapa-CNPH, constituted by materials from all Brazilian regions, from CIP-Peru and from the United States, Japan and Peru, with microsatellite markers and morphoagronomic descriptors, provided information about the genetic diversity and distribution of this diversity within and among geographic regions. The objective of this study was to characterize the genetic diversity of 135 accessions of sweet potato with eight microsatellite loci, 21 morphological descriptors, which totaled 124 different characters among the aerial vegetative and tuberous roots traits, and agronomic characters such as the dry matter percentage, moisture percentage and plant yield. We emphasize that even with the high number of accessions (135) and the large number of morphological characters (97) among to aerial vegetative traits assessed in this study, 77% of these traits were expressed and of the tuberous roots (69) morphological traits, 80% of these were expressed. The absence of 23% and 20% of the characters evaluated for aerial vegetative and tuberous roots traits, respectively, may be due to their non-occurrence in the material evaluated, and in part by the difficulty of their identification in the plants, considering that due to the fact of being subjective or qualitative, the results vary with the evaluator, especially for the characteristics related to color and shape. The degree of morphological similarity varied from 0.13 to 0.83, and the degree of molecular similarity varied from 0.23 to 1.0, both obtained by the Jaccards coefficient. It is concluded that the materials from the Germplasm Bank of CIP-Peru and other countries (United States, Japan and Peru) are not genetically distinct from the materials from Brazil, or were not grouped separately. There is high variability among the studied materials, verified by the Jaccards similarity coefficient for both molecular and morphological data. Also, for both markers, morphological and molecular, most of the variation occurs within regions.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2018-08-21T12:03:01Z No. of bitstreams: 1 VALERIA CRISTINA DOS SANTOS CAMARGO.pdf: 1630156 bytes, checksum: e5c539763502dfedfcfb2a67d2f2dcba (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-21T12:03:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VALERIA CRISTINA DOS SANTOS CAMARGO.pdf: 1630156 bytes, checksum: e5c539763502dfedfcfb2a67d2f2dcba (MD5) Previous issue date: 2018-06-28 / A batata-doce biofortificada e seus derivados, com maiores teores de carotenoides pr?-vitam?nicos A, foram desenvolvidos como modo alternativo e complementar as interven??es diet?ticas voltadas ao combate da defici?ncia de vitamina A. A biodisponibilidade dos carotenoides pr?-vitam?nicos presentes nestes alimentos foi avaliada em Gerbils (Meriones unguiculatus), para se obter conhecimento se o nutriente ingerido ficar? dispon?vel ao organismo para o desempenho das fun??es a ele atribu?das. Foram utilizados 30 animais machos, com 35 a 41 dias de idade e peso corporal variando entre 50,94g (+/- 6,97). Durante quatro semanas os animais foram alimentados com dietas livre de vitamina A (SVA) a fim de induzir a defici?ncia marginal de vitamina A. Em seguida foi realizada a eutan?sia de cinco animais e os demais foram distribu?dos em quatro grupos, composto por cinco animais, que foram alimentados com dietas experimentais durante um per?odo de quatro semanas. Sendo que receberam as seguintes dietas: G1: Dieta controle - AIN93G contendo 6 UI de Vitamina A; G2: Farinha de batata-doce biofortificada, G3: Bolo 1 (produzido com farinha de batata-doce) e G4: Bolo 2 (produzido com ra?zes in natura). Foi feito o controle di?rio de peso e consumo alimentar. Ap?s quatro semanas de reple??o o grupo 4 exibiu diferen?a significativa do grupo 1 (p <0,001) apresentando um maior consumo alimentar, e os demais grupos n?o diferiram entre si. Com rela??o ao ganho de peso os grupos 3 e 4 apresentaram um ganho maior quando comparados aos demais grupos, que apresentaram semelhan?a entre si. Os n?veis de retinol plasm?tico de vitamina A n?o demonstraram diferen?a significativa entre os grupos que receberam as dietas controle e sem SVA (deple??o). Entretanto, foi poss?vel observar que os carotenoides pr?-vitam?nicos foram convertidos em vitamina A, ficando dispon?veis ao organismo. Demonstrando que a batata-doce biofortificada cv. Beauregard e seus derivados possuem potencial para serem utilizados no combate da defici?ncia de vitamina A. / A batata-doce biofortificada e seus derivados, com maiores teores de carotenoides pr?-vitam?nicos A, foram desenvolvidos como modo alternativo e complementar as interven??es diet?ticas voltadas ao combate da defici?ncia de vitamina A. A biodisponibilidade dos carotenoides pr?-vitam?nicos presentes nestes alimentos foi avaliada em Gerbils (Meriones unguiculatus), para se obter conhecimento se o nutriente ingerido ficar? dispon?vel ao organismo para o desempenho das fun??es a ele atribu?das. Foram utilizados 30 animais machos, com 35 a 41 dias de idade e peso corporal variando entre 50,94g (+/- 6,97). Durante quatro semanas os animais foram alimentados com dietas livre de vitamina A (SVA) a fim de induzir a defici?ncia marginal de vitamina A. Em seguida foi realizada a eutan?sia de cinco animais e os demais foram distribu?dos em quatro grupos, composto por cinco animais, que foram alimentados com dietas experimentais durante um per?odo de quatro semanas. Sendo que receberam as seguintes dietas: G1: Dieta controle - AIN93G contendo 6 UI de Vitamina A; G2: Farinha de batata-doce biofortificada, G3: Bolo 1 (produzido com farinha de batata-doce) e G4: Bolo 2 (produzido com ra?zes in natura). Foi feito o controle di?rio de peso e consumo alimentar. Ap?s quatro semanas de reple??o o grupo 4 exibiu diferen?a significativa do grupo 1 (p <0,001) apresentando um maior consumo alimentar, e os demais grupos n?o diferiram entre si. Com rela??o ao ganho de peso os grupos 3 e 4 apresentaram um ganho maior quando comparados aos demais grupos, que apresentaram semelhan?a entre si. Os n?veis de retinol plasm?tico de vitamina A n?o demonstraram diferen?a significativa entre os grupos que receberam as dietas controle e sem SVA (deple??o). Entretanto, foi poss?vel observar que os carotenoides pr?-vitam?nicos foram convertidos em vitamina A, ficando dispon?veis ao organismo. Demonstrando que a batata-doce biofortificada cv. Beauregard e seus derivados possuem potencial para serem utilizados no combate da defici?ncia de vitamina A.

Orientador: Cláudio Cabello / Banca: Waldemar Gastoni Venturini Filho / Banca: Manoel Lima Menezes / Banca: Magali Leonel / Banca: Simone Damasceno / Resumo: Neste trabalho fez-se uma avaliação da utilização da batata-doce como substrato para a produção de uma bebida destilada. No sentido de promover uma alternativa tecnologicamente viável, traçou-se um planejamento experimental que minimizasse as operações de preparo, definindo as condições mais adequadas para o processo fermentativo. A batata-doce do tipo Brazilândia Roxa foi caracterizada e a partir desta matéria-prima foram produzidos 100 kg de farinha. Os ensaios para a produção de hidrolisados utilizando farinha batata-doce, foram estudados utilizando um planejamento experimental fatorial completo 22 com duas variáveis independentes (as enzimas alfa-amilase e amiloglucosidase). O hidrolisado obtido foi utilizado seguindo um planejamento experimental completo 23 com pontos centrais e axiais, sendo que as variáveis independentes foram a concentração de açúcares redutores, concentração de leveduras viáveis e temperatura da fermentação e os compostos secundários álcool isoamílico, n-butanol, terc-butanol, álcool butírico, isopropanol, acetato de etila, metil éster, acetonitrila, acetaldeído, benzaldeído, hidroximetil furfural, butiraldeído, valeraldeído, heptaldeído, formaldeído, acetona e butanona. As variáveis independentes foram quantificadas por cromatografia líquida e gasosa. Foram testadas em planta piloto as condições: concentração de levedura em número de células viáveis 1 x 108, açúcares redutores 13,5% e temperatura 340C. A sazonalidade da matéria seca foi significativa para esta cultivar Brazilândia roxa, durante o período amostrado (outubro 2006 - fevereiro 2007). Essa variação tornou-se um obstáculo para a otimização de um processo industrial baseado na matéria-prima in natura, sendo necessária a padronização da matéria-prima, e neste sentido foram testadas algumas técnicas de secagem e moagem. Verificou-se que... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, the use of sweet potato as a substrate for distilled beverage production was evaluated. In order to provide a technologically viable alternative, the experimental design was developed to minimize the preparation procedures, defining the most suitable conditions for the fermentation process. Sweet potato type "Brazilândia Roxa" was characterized and from such raw material 100 kg flour was produced. The assays for hydrolysate production using sweet potato flour involved a 22 complete factorial design including two independent variables (the enzymes alpha-amylase and amyloglucosidase). The obtained hydrolysate was employed by following a 23 complete experimental design including central and axial points, and the independent variables were reducing sugar concentration, viable yeast concentration and fermentation temperature, besides the secondary compounds isoamyl alcohol, n-butanol, tert-butanol, butyric alcohol, isopropanol, ethyl acetate, methyl ester, acetonitrile, acetaldehyde, benzaldehyde, hydroxymethylfurfural, butyraldehyde, valeraldehyde, heptaldehyde, formaldehyde, acetone and butanone. The independent variables were quantified through liquid and gas chromatography. A pilot plant was used to test the following conditions: yeast concentration as number of viable cells 1 x 108, reducing sugars 13.5% and temperature 340C. Dry matter seasonality was significant for this cultivar "Brazilândia roxa" during the sampling period (October 2006 - February 2007). Such variation became an obstacle to optimize an industrial process based on raw material "in natura", requiring the raw material standardization; thus, some drying and grounding techniques were tested. Sweet potato flour was the best form of using such raw material as substrate in the processes. Suspensions with 18% dry matter were obtained. The enzyme concentrations for a better yield in the hydrolysis... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

No contexto energético o bioetanol tem recebido considerável atenção, por questões ambientais e também pela redução da dependência dos combustíveis de origem fóssil. Embora o Brasil seja o segundo maior produtor mundial de etanol, a produção está concentrada em determinadas regiões, enquanto o Rio Grande do Sul é basicamente um importador. Para mudar tal situação, a batata-doce é uma matéria-prima atrativa, por ser rica em amido e possuir características agronômicas vantajosas. Visando colaborar para a viabilização em maior escala da produção de etanol a partir de batata-doce, o presente trabalho reúne estudos sobre este tema. De trabalhos anteriores desenvolvidos no GIMSCOP, ficou o desafio da obtenção de teores de etanol no vinho entre 10 – 12% (v/v), o que foi alcançado neste trabalho com o aumento da concentração batata: água para 1,5 kg: 1 L. A enzima comercial Stargen 002, recomendada pelo fabricante para o amido granular, foi utilizada para a hidrólise. Em ensaios amido granular vs. batata pré-aquecida em banho-maria (a 76oC), foi obtido um teor de etanol de 9,25% (v/v) em 24 h com o aquecimento prévio, enquanto que com a batata-doce crua o teor foi de 6,13% (v/v) em 58 h. Portanto, o método com a batata pré-aquecida foi selecionado, onde após o pré-aquecimento três processos são conduzidos em única etapa: hidrólise, fermentação e redução da viscosidade. Como resultado de um planejamento composto central, a temperatura e o tempo do processo apresentaram efeitos significativos, com maior sensibilidade à temperatura do que ao tempo. Como a temperatura praticada já estava em torno do ótimo (34oC), o maior ganho foi na redução do tempo, de 24h para 19h. Objetivando aumentar a eficiência de conversão, foi avaliado o efeito do pré-aquecimento em micro-ondas e também do amadurecimento da batata pós-colheita (atuação das próprias amilases ao longo do tempo). O amadurecimento foi positivo, o pico na produção de etanol foi em 25 dias após a colheita. Não foi observado ganho no pré-aquecimento com micro-ondas. Na estimativa de custos do processo, a levedura e a matéria-prima implicaram nas maiores frações do custo total. Visando um futuro processo de destilação com injeção de CO2, é apresentado um estudo teórico-experimental sobre o equilíbrio da mistura água-etanol-CO2 incluindo o estudo experimental de injeção de CO2 em um vinho de batata-doce. Viu-se que são necessários aperfeiçoamentos no modelo e no aparato experimental. Contudo, os resultados experimentais mostraram que se conseguem maiores concentrações de etanol no condensado nas menores vazões de CO2. Foi identificada uma relação linear entre a umidade da batata-doce e o teor de açúcares redutores totais (ART), resultando em uma proposta de estimativa interessante pela praticidade, mas se aconselha que a curva seja construída com dados de um tipo de batata e de fontes controladas. Também, um bom ajuste de curva requer que o método analítico empregado na produção dos pontos seja confiável. Foi iniciado um estudo comparativo de métodos, que deve ser continuado a fim de maximizar a quantificação de glicose com o menor custo de análise. / In the energy context ethanol has received considerable attention due to environmental issues and also by reducing the fossil fuels dependence. Although Brazil is the second largest ethanol producer in the world, the production is concentrated in certain regions, whereas Rio Grande do Sul state is practically an exclusive importer. To change this situation, sweet potato is a very attractive feedstock, because it is rich in starch and has favorable agronomic characteristics. Aiming to contribute to the viability of ethanol production from sweet potato in larger scale, this work brings studies upon this topic. In GIMSCOP's previous works, there was the challenge of obtaining ethanol concentration in wine between 10 – 12% (v/v), which was achieved in this work, by increasing the concentration potato: water to 1.5 kg: 1 L. The commercial enzyme Stargen 002 was used for hydrolysis, the manufacturer indicates it to the granular starch. In experiments: granular starch vs. potato preheated in water bath (at 76oC), was obtained an ethanol content 9.25% (v/v) in 24 h when applying the preheating, whereas with raw sweet potato the ethanol content was 6.13% (v/v) in 58 h. Therefore, the preheating method was selected, where after preheating three processes are conducted in a single stage: hydrolysis, fermentation and reduction of viscosity. A central composite design was carried out, the temperature and process time showed significant effects, with higher sensitivity to temperature than time. However, the practiced temperature was already around the optimum (34oC), the most important gain was the time reducing, from 24 h to 19 h. In order to increase conversion efficiency, was evaluated the effect of pre-heating in microwave and also sweet potato ripening over post-harvest (action of own amylases over time). The ripening was positive, the ethanol production peak was at 25 days after harvest. There was no gain in the preheating with microwave. In the process's costs estimation, the yeast and feedstock resulted in the largest fraction of total cost. Aiming a future process of distillation with CO2 injection, this work presents a theoretical and experimental study of the mixture water-ethanol-CO2 equilibrium, also there is an experimental study of CO2 injection through a sweet potato wine. It was seen that improvement is needed in the model and the experimental apparatus. However, experimental results showed that higher ethanol concentrations can be obtained in the condensate with lower CO2 flows. A linear relationship was found between the sweet potato moisture and the total reducing sugars (TRS), resulting in an interesting proposal for estimating due to practicality, but it is advisable that the curve be constructed with data from a kind of sweet potato with controlled sources. Also, a good curve fitting requires a reliable analytical method when obtaining the experimental points. A comparative study between methods was initiated, and it must be continued, in order to maximize the glucose quantification with lower cost analysis.

Orientador: Adalton Mazetti Fernades / Coorientador: Pablo Forlan Vargas / Banca: Roberto Lyra Villas Bôas / Banca: Fábio Rafael Echer / Resumo: Para a maioria das hortaliças que produzem raízes tuberosas, o potássio (K) é o nutriente mineral exigido em maior quantidade. Entretanto, a aplicação de doses elevadas desse nutriente pode prejudicar o desenvolvimento das plantas, devido ao aumento da concentração salina ou mesmo decorrer em grandes perdas por lixiviação, especialmente em solos arenosos. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar o crescimento e a produtividade da batata-doce submetida a doses e formas de parcelamento da adubação potássica em solos com diferentes teores iniciais de potássio (K). Foram conduzidos quatro experimentos em áreas com diferentes disponibilidades iniciais de K no solo (baixa = 0,7 mmolc dm-3; média = 1,4 e 1,5 mmolc dm-3 e alta = 3 mmolc dm-3) entre os anos de 2016 e 2018. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, no esquema fatorial 3x4+1. Os tratamentos foram representados por três doses de K2O (60, 120 e 240 kg ha-1) combinadas com quatro formas de parcelamento (1 = 100% no plantio; 2 = 1/2 no plantio + 1/2 aos 40 dias após o plantio (DAP), 3 = 1/2 no plantio + 1/2 aos 90 DAP; 4 = 1/3 no plantio + 1/3 aos 40 DAP + 1/3 aos 90 DAP), além da testemunha sem K. O crescimento das plantas, em termos de biomassa produzida, aumenta em solos com baixo e médio teor inicial de K até as doses de 145 e 115 kg ha-1 de K2O, respectivamente. Em solos com alto teor inicial de K (≥ 3,0 mmolc dm-3), a adubação potássica não contribuiu para o acúmulo de matéria seca da p... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Among the majority of tuberous roots vegetables, potassium (K) is the most required mineral nutrient. However, the application of high rates of this nutrient may harm the plants development, due to the increase in saline concentration or even in large losses by leaching, especially in sandy soils. Thus, the purpose of this work was to evaluate the growth and yield of sweet potato submitted to rates and forms of K split application in soils with different K concentration. Four experiments were carried out in areas with different initial K availability in the soil (low = 0.7 mmolc dm-3, medium = 1.4 and 1.5 mmolc dm-3 and high = 3 mmolc dm-3) between 2016 and 2018. The experimental design was a randomized block design in the 3x4 + 1 factorial scheme. The treatments were represented by three doses of K2O (60, 120 and 240 kg ha-1) combined with four forms of plotting (1 = 100% at planting, 2 = 1/2 at planting + 1/2 at 40 days after planting (DAP), 3 = 1/2 at planting + 1/2 at 90 DAP, 4 = 1/3 at planting + 1/3 at 40 DAP + 1/3 at 90 DAP), in addition to the control without K. In terms of biomass produced, the plant growth increases in soils with low and medium initial K concentration up to 145 and 115 kg ha-1 of K2O, respectively. In soils with a high initial concentration of K (≥ 3.0 mmolc dm-3), K fertilization did not contribute to the accumulation of dry matter of the plant, but reduces the biomass accumulation in the tuberous roots. In soil with low initial K concentration, the commercial yield increases up to 171 kg ha-1 of K2O, and in soils with a medium initial K concentration, the increase in commercial yield reaches rates between 106 and 111 kg ha-1 of K2O. However, under high initial availability of K, the commercial yield reduces with the potassium fertilization until the rate of 60 kg ha-1 of K2O. The split application of K (planting + 40 + 90DAP) was shown to be more efficient in increasing ... / Mestre