Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-07-17Bitstream added on 2014-06-13T19:16:29Z : No. of bitstreams: 1 madaleno_ll_me_jabo.pdf: 245102 bytes, checksum: f2d0b6a1de01e9b4c0293839adb72382 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da infestação de cigarrinha-das-raízes e controle químico tardio na qualidade da matéria prima e clarificação do caldo de cana. Foram realizados contagens de ninfas e perfilhos, avaliações biométricas, análises tecnológicas do caldo extraído e processo de clarificação. O delineamento experimental inteiramente casualizado com parcelas sub subdivididas, com três repetições, foi adotado para os parâmetros contagem de ninfas, perfilhos e avaliações biométricas. Para as análises tecnológicas do caldo e purificação foram adotados o delineamento fatorial em blocos casualizados, com três repetições. Os resultados obtidos foram submetidos à análise de variância e teste de Tukey (P=0,05). A infestação de cigarrinha-das-raízes diminuiu com a utilização tardia de thiamethoxam, que induziu o aumento da massa seca de folhas nos níveis mais elevados de infestação. A massa seca dos colmos aumentou nas parcelas tratadas com a dosagem de 0,3 kg ha-1 nos meses próximos a colheita, enquanto o inseticida provocou aumento de massa seca de folhas, bainhas e palmitos. O ataque de ninfas diminuiu o Brix, a Pol e o ATR no caldo e a aplicação tardia de thiamethoxam aumentou a acidez total, o que pode ter interferido no aumento da cor do caldo e na diminuição da massa seca e densidade da borra no processo de clarificação. / This research was undertaken to evaluate the effects of spittlebug infestation and late chemical control on sugarcane quality and juice clarification. Nymphs and tillers were counted, plant growth was measured and juice technological analysis and clarification process were performed. The experiment was arranged in completely randomized design in split split-plots with three replications to nymphs and tillers counts and plant growth analysis. The statistical design for technological analysis and purification was randomized complete blocks, in a factorial arrangement. The data were submitted to ANOVA and means were compared by Tukey test (P=0.05). Spittlebug infestation was reduced with late thiamethoxam application and the insecticide increased leaf dry matter at higher infestation levels. The dosage 0.3 kg ha-1 allowed a stalk dry matter increase in months prior to harvest, while induced higher dry matter of leaves, sheaths and tops. The attack of nymphs decreased Brix, Pol and TRS in the cane juice. Late chemical control increased juice total acidity, increased juice color and reduced the dry matter and mud density in the clarification process.

O presente estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar o desempenho microbiológico de uma linha de processamento e envase asséptico de caldo de cana acidificado. Para este fim foram identificados pontos críticos de controle em uma planta piloto instalada no Departamento de Engenharia de Alimentos da Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade de São Paulo, no campus de Pirassununga/SP. Inicialmente o caldo de cana foi extraído e acidificado com ácido cítrico a um valor de pH equivalente a 4,3. A bebida acidificada foi pasteurizada a 95 °C / 30 s, resfriada a 10 °C e acondicionada assepticamente em garrafas plásticas seladas por indução. O envase do produto foi conduzido em uma cabina de fluxo de ar unidirecional ISO classe 5. As garrafas foram descontaminadas por aspersão de ácido peracético a 0,05% (v/v), por 20 s a 45 ºC. Os selos e as tampas foram esterilizados a 121 ºC / 15 min. Realizaram-se três processamentos de caldo de cana, em datas distintas, tendo sido caracterizada a matéria-prima e avaliados a qualidade microbiológica do caldo recém-extraído; a água de enxágue final da linha de processamento e envase, após a sua desinfecção com solução de ácido peracético (0,1% v/v) a 50 ºC durante 40 min; a embalagem e o produto final. Testes de escala hedônica de 7 pontos foram aplicados para avaliar a aparência, o aroma e o sabor da bebida processada. Os valores médios de pH, de acidez titulável e de sólidos solúveis determinados na matéria-prima foram equivalentes a 5,1; 0,061%(m/v) e 22,3 ºBrix, respectivamente. As médias das contagens de micro-organismos mesófilos aeróbios totais e de bolores e leveduras no caldo in natura foram equivalentes a (6,26 e 5,20) logUFC/mL, respectivamente. As médias das contagens na água de enxágue final (pasteurizada) da linha de processamento e envase foram inferiores a 1 UFC/mL. As contagens de mesófilos, de bolores e leveduras nas embalagens foram igualmente inferiores a 1 UFC/embalagem. As médias das contagens de mesófilos aeróbios e de bolores e leveduras na bebida acidificada e pasteurizada foram equivalentes a (2,63 e < 1) logUFC/mL, respectivamente. As médias de notas obtidas nos testes de escala hedônica de 7 pontos variaram entre 5,8 e 6,1; demonstrando a elevada aceitação do caldo de cana acidificado. Concluiu-se que a planta de processamento avaliada mostrou-se apta ao processamento de caldo de cana acidificado, estocado sob refrigeração. / This study was carried out to evaluate the microbiological performance of a pilot plant designed for acidified sugarcane juice processing. For this purpose, critical control points in a pilot plant were identified. The juice was extracted in a stainless steel electric cylinder mill and then acidified with citric acid until attaining the pH of 4.3. Next, it was pasteurized in a plate heat exchanger at 95 ºC/30 s and then cooled to 10 ºC before being filled into a plastic bottle and induction sealed. Product\'s filling was performed in an ISO class 5 unidirectional air-flow cabin. Bottles were decontaminated by 0.05% peracetic acid (PAA) spray, at 45 ºC for 20 s. Seals and caps were sterilized at 121 ºC/15 min. Three batches of acidified sugarcane juice were carried out. The qualities of the raw material, rinse water of the processing and filling line (after sanitation with 0.1% PAA at 50 ºC for 40 min), packaging and end product, were all microbiologically evaluated. Seven-point hedonic scale tests were used to evaluate the sensory acceptance of the product. The mean values of pH, titratable acidity and soluble solids content determined in raw sugarcane juice were 5.1, 0.061%(w/w) and 22.3 ºC, respectively. The total aerobic mesophilic and the molds and yeasts mean counts in natural fresh sugarcane juice were (6.26 and 5.20) logCFU/mL, respectively. The mesophilic and the molds and yeasts mean counts taken, in both rinse water samples of the processing line and the bottles, were lower than 1 logCFU/mL. The mesophilic and the molds and yeasts mean counts in acidified and pasteurized sugarcane juice were (2.63 and lower than 1) logCFU/mL, respectively. A beverage with a high sensory acceptance with average scores ranging from 5.8 to 6.1 was achieved. The findings indicated that the procedures that were evaluated met standards for acidified sugarcane juice to be produced then stored under refrigeration.

Orientador: Pilar Rodriguez de Massaguer / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-16T13:46:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NolascoJunior_Jonas_D.pdf: 1793020 bytes, checksum: 50a108545c351293fc67eba7a94f669d (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Nesta pesquisa foi verificada a eficiência de tratamento térmico UHT para mostos a base de caldo de cana e melaço, otimizado para preservação máxima (> 98,7%) do conteúdo dos açúcares sacarose, glicose e frutose causando 3 reduções logarítmicas no micro-organismo alvo, os esporos de Geobacillus stearothermophilus ATCC 1518. Os mostos tratados termicamente tiveram suas características fermentativas avaliadas utilizando as linhagens industriais de leveduras LNF SA-1 e LNF BG-1, utilizadas na produção de bioetanol. A eficiência dos processos térmicos otimizados foi avaliada em unidade piloto de esterilização contínua Microthermics® com aquecimento indireto utilizando os binômios 125ºC/30s, 130ºC/11s, 130ºC/37s e 135ºC/5s, selecionados a partir de estudos cinéticos de destruição térmica dos esporos de G. stearothermophilus ATCC 1518 nas temperaturas 98º, 110ºC, 120ºC, 122,5ºC e 130ºC e dos açúcares sacarose, glicose, frutose e açúcares redutores totais, ART, nas temperaturas 110ºC, 120ºC, 130ºC e 140ºC, utilizando como meio mosto a 21,5ºBrix e pH 6. Os estudos cinéticos foram realizados em batelada com tubos TDT, 6 mm DI x 8 mm DE x 100 mm de comprimento. O protocolo de processo representado pelo binômio 135ºC/5s foi obtido por extrapolação. O processo térmico contínuo se mostrou mais eficiente que o processo predito através dos ensaios cinéticos em batelada. O número de reduções logarítmicas médio de 2,58 obtido experimentalmente, (nintegral-biológico), em cada um dos protocolos de processo utilizado, foi 7,35% maior que os valores calculados de 2,41, (nintegral-calculado), utilizando os perfis de temperatura obtidos em cada uma das secções da unidade piloto de esterilização, estimados com a velocidade média de escoamento. A preservação da sacarose foi maior que 99,20% enquanto que a preservação dos açúcares redutores totais foi superior a 99,52%. Nos dois processos térmicos com os binômios 130ºC/37s os valores de nintegral-biológico foram maiores que 5,87 e 7,47 e preservação dos açúcares mínima de 99.45%. Teoricamente qualquer dos protocolos de processos térmicos é capaz de causar 108 reduções logarítmicas nos Lactobacillus sp, contaminante comumente encontrados nos mostos durante fermentação. Com relação às características fermentativas dos mostos tratados termicamente, as velocidades específicas máximas de crescimento diminuíram com o aumento da temperatura de tratamento térmico dos mostos de 0,42 h-1 para 0,19 h-1 para LNF SA-1 e de 0,57 h-1 para 0,09 h-1 para LNF BG-1. Os tempos de adaptação obtidos para a linhagem LNF SA-1 variaram de 3,10 h a 4,97 h, mas, em mostos tratados na temperatura mais elevada de 135ºC por 5s, foi de 11,17 h. Para a linhagem LNF BG-1 os tempos de adaptação obtidos variaram de 5,92 h para 6,65 h para os binômios 125ºC/30s, 130ºC/11s e 130ºC/37s, mas no tratamento com o binômio 135ºC/5s foi obtido 10,88 h. A produtividade das leveduras ficou entre 0,24-0,34 g etanol/g de célula/h enquanto que o rendimento em etanol variou de 87,56% a 89,73%, valores dentro dos padrões industriais. Máximo rendimento foi obtido quando foi utilizado mosto tratado a 130ºC/37s em que foi obtido valor de nintegral-biológico maior que 5,87, indicando que os protocolos de tratamento térmicos podem ter exercido diferentes efeitos sobre a disponibilidade de macro e micro nutrientes essenciais para as leveduras / Abstract: In this research is verified the efficiency of a UHT heat treatment process for musts based on sugar cane juice and molasses optimized for maximum preservation of the content in the sugars sucrose, glucose and fructose, using as target the heat resistant spores of Geobacillus stearothermophilus ATCC 1518. Heat treated musts had their fermentative characteristics evaluated using the industrial yeast strains LNF SA-1 and LNF BG-1 for the production of bioethanol in Brazil. The efficiency of the thermal graphically optimized processes was assessed in continuous sterilization Microthermics® pilot plant with indirect heating following the binomials 125ºC/30s, 130ºC/11s, 130ºC/37s and 135ºC/5s, selected from thermal destruction kinetic studies of G. stearothermophilus spores at the temperatures 98ºC, 110ºC, 120ºC, 122.5ºC, 125ºC and 130ºC, and of the sugars sucrose, glucose, fructose and total reducing sugars, TRS, at the temperatures 110ºC, 120ºC, 130ºC and 140ºC, in must media, 21.5ºBrix and pH 6.4. Kinetic studies were carried out in batch, using TDT tubes 6 mm DI x 8 mm DE x 100 mm length. The process condition of the binomial 135ºC/5s was obtained by extrapolation. The continuous heat process was more efficient than the predicted from the batch kinetic tests. The mean number, 2.58, of integral log reduction experimentally obtained for the target microorganism, (nintegral-biological), was 7.35% higher than the mean number, 2.41, of integral calculated values, (nintegral-calculated), using the temperature profile estimated for each of section of the pilot unit with the mean flow velocity. It was found that sugar retention in the musts thermally processed was higher than 99.2% and 99.52% for sucrose and total reducing sugar, respectively. The two thermal processes that followed the binomial 130ºC/37s resulted in nintegral-biological greater than 5.87 and 7.47 with minimal preservation of sugars of 99.45%. Theoretically any of these processes is capable of causing 108 decimal reductions on Lactobacillus sp, typical contaminant found in musts and fermentation. Fermentation characteristics of heat-treated musts were assessed and the kinetic responses of the yeasts in terms of their maximum specific growth rates, in the heat treated musts, decreased with increase in heat treatment temperature of the musts from 0.42 h-1 to 0.19 h-1 for LNF SA-1 and from 0.57 h-1 to 0.09 h-1 for LNF BG-1. The adaptation times obtained for strain LNF SA-1 varied from 3.10 h to 4.97 h, but in musts treated with the highest temperature, 135ºC for 5s, the value was 11.17 h. For the strain LNF BG-1 the adaptation times varied from 5.92 h to 6.65 h, but in musts treated with the highest temperature, 135ºC for 5s, the value was 10.88 h. Cell productivity was in the range of 0.24-0.34 g ethanol/g of cell/h and the yield was in the range 87.56 - 89.73%. Maximum fermentation yield was obtained using musts treated with the binomial 130ºC/37s, for which integral biological n-values found was greater than 5.87, suggesting that the thermal treatment protocols may have exerted different effects on availability of macro and micro essential nutrients for yeasts / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador: Denise Vaz de Macedo / Tese (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T02:09:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Stancanelli_Mirtes_M.pdf: 527727 bytes, checksum: 8ebada11e8ef5688039bd52cf92a6a14 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Os objetivos desse trabalho foram: i) analisar as concentrações plasmáticas de uréia e creatina quinase (CK) de jogadores de futebol que consumiram caldo de cana imediatamente pós-treinos ou jogos durante todo o Campeonato Brasileiro ii) analisar o efeito da gavagem estomacal com caldo de cana em ratos submetidos a um protocolo de exercício exaustivo agudo na reposição dos estoques de glicogênio muscular e hepático. A sessão de exercício agudo consistiu em natação com carga de 10% do peso corporal até a exaustão após jejum de 30 horas. Imediatamente após o exercício, os animais suplementados receberam água ou caldo de cana por gavagem estomacal. Os dados com os jogadores mostraram uma concentração plasmática de uréia, aliada a uma concentração estável da CK plasmática ao longo de todo o campeonato, sugerindo uma possível ação ergogênica do caldo de cana. O exercício agudo diminuiu significativamente os estoques de glicogênio somente nos músculos gastrocnêmio branco e vermelho dos ratos. A suplementação com caldo de cana (0,7g/kg de peso corporal) aumentou significativamente os estoques de glicogênio desses músculos, sem alterar a concentração de glicogênio hepático. Os ratos suplementados também exibiram maior resistência muscular pós-exercício. Esses dados comprovam o efeito ergogênico do caldo de cana na reposição dos estoques de glicogênio muscular. Entre outras vantagens, o caldo de cana é um produto de fácil obtenção e principalmente de baixo custo, ideal para as condições socio-econômicas dos atletas nacionais / Abstract: The goal of this work were i) monitoring soccer players (n=29) submitted to sugar cane juice consumption immediately after training or games through plasma urea and CK analyses along the Brazilian Championship, and ii) investigate the effect of sugar cane juice ingestion in the restoration of muscular and liver glycogen stores after high intense exercise in rats. The rats swam with 10% body weight load until exhaustion after 30 hours fasting. Immediately after exercise the supplemented animals got water or sugar cane juice from stomach gavages. We have used 56 male Wistar rats weighting from 280 to 310 g, which were divided in 7 groups; control (C); fasting (F); fasting and exercise (FE); water supplemented (WS); and sugar cane juice supplemented (SCS). Liver, white and red gastrocnemius and soleus muscles samples were removed after 40 and 60 min to glycogen concentration determinations. The players exhibited a decrease in plasma urea together with stable levels of plasma CK activity along all the championship, suggesting a recovery action. The exhaustive exercise decreased significantly only the red and white gastrocnemius muscle glycogen stores. Sugar cane juice supplementation (0,7 g/kg body weight) increased significantly glycogen stores of these muscles, but practically didn¿t change liver glycogen concentration after 1 h. These data strongly suggest that sugar cane juice is efficient to maximize the rate of glycogen storage in the early hour¿s post- exercise / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Denise Vaz de Macedo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Educação Fisica / Made available in DSpace on 2018-08-14T02:22:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_EduardaFariaAbrahao_M.pdf: 1361714 bytes, checksum: 992f3e29c70608cd5aeadd76efd36059 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O exercício físico pode induzir traumas na musculatura, sinalizando uma resposta inflamatória. O reparo e regeneração das estruturas danificadas dependem do período adequado de descanso para recuperação. Esse período regenerativo é necessário após uma única sessão ou diversas sessões de exercícios. A restauração do glicogênio muscular pós-treino tem sido proposto como um dos fatores mais importantes para a recuperação pós-esforço. Normalmente, no esporte, são utilizados monossacarídeos ou amidos em diluições apropriadas para repor o glicogênio pós-treino. O caldo-de-cana é uma bebida comum no Brasil. Possui 65%-75% de água em sua composição média e alta concentração de sacarose, correspondente a 70%-91% de seus sólidos solúveis, além de antioxidantes, vitaminas, minerais e aminoácidos. O objetivo desse trabalho foi analisar o efeito do caldo-de-cana comparado a soluções carboidratadas ministradas imediatamente após um protocolo de exercício exaustivo na reposição de glicogênio; e na cinética de biomarcadores. No entanto, durante a revisão literária encontramos a utilização de diversos tipos anestésicos como principal variação metodológica nos estudos que quantificavam a concentração de glicogênio em animais. Foi necessário, portanto, definir qual anestésico utilizar permitindo interpretação de dados teciduais com análises concomitantes em sangue. Os agentes anestésicos podem afetar estrutura, função de órgãos e sistemas biológicos diferentemente, importando saber se o anestésico a ser utilizado poderia causar hemólise e/ou glicogenólise tecidual, interferentes na interpretação dos resultados. O capítulo 1 apresenta dados da comparação de 3 anestésicos injetáveis em relação ao grau de hemólise e concentrações de glicogênio. Os animais foram divididos em 3 grupos cada qual com um anestésico: Hidrato de Cloral (CH), Ketamina + Xilazina (KX), Zoletil 50® (zolazepam e tiletamina) + Xilazina (ZTX). Os grupos CH e KX exibiram hemólise em graus variados. Já o soro do grupo ZTX não apresentou hemólise. Não houve diferenças significativas nas concentrações de glicogênio entre os grupos CH e ZTX. Já o KX apresentou glicogenólise acentuada em todos tecidos. Os dados apresentados no capítulo 1 mostraram que o anestésico ZTX era o mais apropriado. O Capítulo 2 apresenta dados do efeito do caldo-de-cana comparativamente a soluções carboidratadas ministradas pós-exercício exaustivo, na reposição de glicogênio muscular e hepático, e na cinética de marcadores de proteólise, lesão muscular e inflamação durante 48h de recuperação. Esse estudo foi dividido em 2 experimentos. Os resultados do experimento 1 mostraram que a suplementação com caldo de cana foi tão eficiente quanto à maltodextrina para restaurar o glicogênio muscular. Nenhum dos suplementos foi capaz de repor significativamente o glicogênio hepático. Nos parâmetros bioquímicos e contagem do número de leucócitos totais, analisados no experimento 2, os dados mostraram instalação de quadro inflamatório e dano muscular pós-exercício perdurando pelas 48h de descanso. As amostras dos grupos suplementados com caldo-de-cana e maltodextrina não alteraram o padrão de resposta nas 48h pós-exaustão. Uma provável explicação seria a suplementação aguda, e após uma sessão de exercício, não ter sido suficiente para desencadear alterações nas análises. As potencialidades dos constituintes do caldo-de-cana e a escassez de estudos científicos com objetivo de utilizá-lo como recurso ergogênico no esporte reforçam a continuidade dessas investigações. / Abstract: Physical exercise induces traumas to biological structures which signal inflammatory process activation. The repair and regeneration of the damaged structures depend on an appropriate rest period for the recovery. This regenerative period is necessary after a single session or after several sessions of exercises. The muscle glycogen repletion after physical exercise seems to influence the recovery time. Usually in practices the carbohydrate rich compounds like maltodextrine, fructose or dextrin are normally used to maximize the rate of glycogen storage in the early hour's post-exercise. Sugar cane juice is an appreciate product and easily to find in Brazil. It possesses 65%-75% of water and a high sucrose concentration that corresponds 70%-91% of their soluble solids, phenolics compounds, vitamins, minerals and amino acids. The goal of this master's degree dissertation was to analyze the effect of sugar cane juice comparatively to other carbohydrates solutions supplied immediately after a bout of exhausting exercise in rats in the replacement of the glycogen stores; and in the kinetics of some biomarkers in 48h post-effort. However, the literature revision found the use of several anesthetics as the main methodological variation in the studies that quantified glycogen concentration in animals. It was necessary, therefore, initially to define the anesthetic that could allow the association of the data obtained in tissues with concomitant analyses in blood. It was important to know if the anesthetic used for samples collection could cause haemolysis and/or glycogenolysis in the animals. The studies accomplished during the master's degree are contained in two chapters. In chapter 1 we presented the comparison data of three injectable anesthetics used in experiments with animals, concerning the degree of haemolysis and glycogenolysis after anesthesia. The animals were divided into three groups: Cloral Hydrate (CH), Ketamine + Xylazine (KX), Zoletil 50® (zolazepam and tiletamine) + Xylazine (ZTX). The CH and KX presented serum haemolysis. Only ZTX presents no detectable values. The average value of the hepatic and muscular glycogen concentrations exhibited no significant difference between CH and ZTX. However, the KX presented accentuated glycogenolysis in all tissues. Our data suggest that the anesthetic ZTX seems to be the most appropriate for studies that need simultaneously to quantify the concentration of glycogen and blood markers without interferences. Chapter 2 presented the data of the effect of sugar cane juice comparatively to other carbohydrates solutions supplied after the exhaustion in rats, in the replacement of muscular and hepatic glycogen stores, and in the kinetics of some markers of proteolyses, muscular lesion and inflammation in 48hs of recovery. For that, we divided this study in two experiments. The results presented in the experiment 1 showed that the supplementation with sugar cane was as efficient as maltodextrine to restore the gastrocnemium red and white portions glycogen after 1 h of the exhaustion. The fructose exhibited less pronounced effect. None of the supplements were able to restore the hepatic glycogen significantly. The biochemical parameters and WBC number data analyzed in experiment 2 showed an persistent inflammatory picture associated to muscular damage even after 48h of rest. The supplemented groups with sugar cane and maltodextrine didn't alter the 48h post-exercise response pattern. Their representatives' potentialities reinforce the continuity of the investigations. / Mestrado / Biodinamica do Movimento Humano / Mestre em Educação Física

A indústria sucroalcooleira nacional, fruto da política de autonomia energética da década de 70, busca no aumento de portifólio produtivo a melhora da eficiência produtiva e energética. A produção de hidrogênio e metabólitos dissolvidos por processo biológico é uma linha de pesquisa relativamente recente, porém, que pode representar uma alternativa para esse setor, maximizando a produção de energia e ampliando a produção de compostos de alto valor agregado. Partindo destes preceitos, o objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de hidrogênio e ácidos orgânicos por meio da fermentação escura a partir de compostos da indústria sucroalcooleira; sacarose (RS), caldo (RC), melaço (RM) e vinhaça (RV) a 5.000 mg DQO L-1, em reatores anaeróbios de leito fluidificado termofílicos (55°C), submetidos a tempos de detenção hidráulica (TDH) de 8, 6, 4, 2 e 1h. O inóculo utilizado foi obtido a partir de lodo de reator de manta de lodo metanogênico empregado na biodigestão de vinhaça de cana-de-açúcar em faixa termofílica de temperatura (55°C). As produtividades volumétricas de hidrogênio (PVH) mais elevadas foram obtidas quando em operação em TDH de 1h, sendo 194,9; 501,4; 303,4 e 40,7 mL H2 h-1 L-1 para RS, RC, RM e RV, respectivamente. Os melhores rendimentos de hidrogênio (HY) foram logrados em distintos TDH; 1,97; 3,01; 2,5 e 0,65 mol H2 mol- 1 sacarose quando RS, RC, RM e RV foram operados em 4, 6, 2 e 1h, respectivamente. Na fase de maior PVH, os metabólitos dissolvidos predominantes resumiram-se a ácido lático, ácido acético, ácido butírico, ácido propiônico, ácido málico e etanol, condicionados ao substrato empregado em cada reator. Assim, evidenciou-se a possibilidade de produção de hidrogênio, ácidos orgânicos e etanol por meio da fermentação escura aplicada aos substratos desta indústria, confirmando que a produção de energia e produtos de elevado valor agregado pode ser uma aplicação alternativa para seus compostos. / The national sugarcane industry, coming from the energy policy autonomy of the 70s, seeks increase its portfolio productive improvement of productive and energy efficiency. Hydrogen and dissolved metabolites production by biological process is a relatively recent research line, however it, may represent an alternative for this sector, maximizing energy production and increasing the value-added compounds production. Based on these principles, the aim of this study was to evaluate the hydrogen and dissolved metabolites production by means of the dark fermentation from compounds of the sugarcane industry; sucrose (RS), sugarcane juice (RC), molasses (RM) and vinasse (RV) with 5,000 mg COD L- 1in thermophilic anaerobic fluidized bed reactor (55°C) submitted to hydraulic retention time (HRT) of 8, 6, 4, 2, and 1h. The inoculum was obtained from methanogenic upflow anaerobic sludge blanket reactor employed to digestion of sugarcane stillage in thermophilic temperature range (55°C). The highest hydrogen production rates (HPR) of these reactors were obtained when operating in HRT 1h, which were 194.9, 501.4, 303.4, and 40.7 mL H2 h-1 L-1 to RS, RC , RM, and RV respectively. The best hydrogen yield (HY) were duped in differents HRT; 1.97, 3.01, 0.65, and 2.5 mol H2 mol-1 sacarose when RS, RC , RM, and RV were operated in 4, 6, 2, and 1h , respectively. When were produced the biggest HPR, the predominant dissolved metabolites were lactic acid, acetic acid, butyric acid, propionic acid, malic acid and ethanol, dependent on the substrate used in each reactor. Therefore, evidence of the possibility of hydrogen, organic acids and ethanol production by dark fermentation applied to substrates that industry, confirming that the production of energy and high value-added products may be an alternative application for their compounds.

Orientador: Denise Vaz de Macedo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T04:45:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Normand_AnaCarolinaRocha_M.pdf: 987435 bytes, checksum: da941aa71a589a584d91f06ad86d4702 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O treinamento de endurance promove aumento na produção de espécies reativas de oxigênio e adaptações no metabolismo oxidativo e sistema de defesa antioxidante. O caldo de cana é rico em água, compostos fenólicos (com ação antioxidante) e principalmente sacarose, apresentando-se como uma bebida interessante para recuperação pós treino. Os objetivos desse estudo foram caracterizar os efeitos da ingesta de caldo de cana durante as três últimas semanas de um protocolo de treinamento de endurance, em parâmetros de estresse oxidativo no sangue, fígado e músculos de ratos. Os animais foram divididos nos seguintes grupos: controle ativo (CA, n=12), controle treinado (CT, n=9), treinado suplementado com caldo de cana (CC, n=9), e grupos treinados suplementados com maltodextrina (M, n=9) e quercetina (Q, n=9), utilizados como grupo controle da porção carboidrato e antioxidante, respectivamente, do caldo de cana. As suplementações foram feitas por gavagem, após todas as sessões de exercícios da 7ª, 8ª e 9ª semanas de treinamento . Os testes de desempenho foram feitos antes e depois da 4ª, 8ª e 9ª semanas. A coleta de amostras de sangue, músculos e fígado foram feitas 24h após o último teste de desempenho. Todos os grupos apresentaram aumento incremental significativo no desempenho durante as nove semanas de treinamento. Não detectamos diferenças significativas entre o desempenho dos grupos treinados e suplementados (CC, Q, M) frente ao desempenho do grupo treinado sem suplementação (CT). Os dados apresentados mostram que o protocolo de treinamento utilizado foi claramente adaptativo e aprimorou a performance. Além de aumento expressivo na performance induziu aumento significativo nas reservas de glicogênio muscular e hepático; aumento na atividade da catalase (CAT) e redução da atividade da glutationa redutase (GR) no sangue associada à queda na capacidade antioxidante total (FRAP) e concentrações de ácido úrico e uréia. Esses efeitos foram observados em todos os grupos treinados, suplementados ou não. Não houve diferença significativa, entre os grupos, na concentração plasmática da enzima creatina quinase (CK), na atividade antioxidante enzimática no músculo nem nos níveis de peroxidação lipídica (TBARS) em todos os tecido analisados. No fígado a atividade da GR não foi alterada, enquanto a atividade da CAT diminuiu. O caldo de cana não alterou o perfil adaptativo induzido pelo treinamento. Esses dados são relevantes, pois atestam que quando o treinamento é bem planejado (estímulo/descanso), não há necessidade de suplementação para melhorar performance. Por outro lado, nas condições propostas neste estudo, o caldo de cana pode ser usado como uma opção prática de bebida para hidratação pós treino, uma vez que permite a reposição hídrica sem interferir negativamente na resposta adaptativa induzida pelo treinamento / Abstract: Endurance training induces adaptations in oxidative metabolism, increased reactive oxygen species production and improves the antioxidant system defense. Sugarcane juice is rich in water, phenolic compounds (with antioxidant) and mainly sucrose, presenting itself as an interesting drink for post workout recovery. The aim of this study were to characterize the effects of ingestion of sugar cane juice during the last three weeks of endurance training protocol on oxidative stress parameters in blood, liver and muscles of rats. The animals were divided into five groups: ative control (CA, n = 12), trained control (CT, n = 9), trained and supplemented with sugarcane juice (CC, n = 9), and trained and supplemented with maltodextrin (M, n = 9) and quercetin (Q, n = 9), used as control group of carbohydrate and antioxidant portion, respectively, of sugarcane juice. The supplementations were made by gavage, after all exercise sessions of the 7th, 8th and 9th weeks of training. Performance tests were executed at pre and post the 4th, 8th and 9th weeks. Sample collection of the blood, muscle and liver were performed 24 hours post the last performance test. All groups showed significant increase in performance in nine weeks of training. We didn't detect significant differences between performance of groups trained and supplemented (CC, Q, M) compared with performance of the trained group without supplementation (CT). The data presented show that the training protocol used was clearly adaptive and improved performance. In addition to a significant increase in performance induced significant increase in muscle and liver glycogen, increased catalase activity (CAT) and decreased glutationa reductase activity (GR) in the blood associated with decrease in total antioxidant capacity (FRAP) and uric acid and urea plasmatic concentration. These effects were observed in all groups trained, supplemented or not. There was no significant difference, between the groups, in creatine kinase enzyme plasmatic concentration (CK), in antioxidant enzymatic activity in muscle nor lipid peroxidation levels (TBARS) on all analyzed groups. In the liver, GR activity was unchanged while the CAT activity decrease. The sugarcane juice didn't alter the profile adaptive training induced. These data are relevant because show that when the training is well planned (stimulus / rest), there isn't need supplementation to improve performance. On the other hand the proposed conditions of this study, the sugarcane juice can be used as practical option for post workout drink for hydration since it allows fluid replacement without interfering negatively on adaptive response induced by training / Mestrado / Bioquimica / Mestra em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Flávio Luis Schmidt / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-21T16:28:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_ReinaldoEduardo_D.pdf: 6124650 bytes, checksum: 0e168bcc101ccea43f669dec71d2c742 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Caldo de cana-de-açúcar foi submetido a dois tipos diferentes de tratamentos clarificantes ¿ convencional e microfiltração. O tratamento convencional foi aplicado ao caldo controle (a 14 °Brix), baseado no aquecimento (30, 40, 50 ou 60°C), calagem até pH 7,2, ebulição,adição de polímero e decantação. A microfiltração seguiu um planejamento fatorial completo, com 11 ensaios. As variáveis independentes foram temperatura e pressão transmembrana, que variaram entre 25,9 e 54,1°C e entre 1,8 e 3,2 bar, respectivamente. O caldo para a microfiltração também foi ajustado para 14 °Brix. As respostas avaliadas foram: fluxo acumulado de permeado; e resistências (membrana, fouling, polarização da concentração/camada polarizada e total). Um experimento com caldo controle (sem ajuste prévio de pH) e outro com ajuste prévio (pH = 7,2) também foram avaliados, sob as mesmas condições. Os caldos clarificados por processo convencional e os permeados e retentados por microfiltração foram comparados em relação a diferentes propriedades físico-químicas. A teoria de renovação de superfície foi testada para o caldo de cana; e alterações no tratamento industrial do caldo foram sugeridas. Os caldos clarificados sob diferentes temperaturas apresentaram diferenças mínimas entre si ou em relação ao controle, com exceção da cor e turbidez, os quais foram significativamente inferiores (entre 13.604 e 15.873 U.I. e entre 253 e 284 NTU, respectivamente) em relação ao controle (17.344 U.I. e 1.372 NTU, respectivamente). Os permeados apresentaram valores próximos entre si, sugerindo que moléculas de açúcares e sais não foram retidas pelas membranas, indicando que a temperatura e a pressão não influenciaram estes parâmetros. Comparando-se os permeados com o controle, observou-se grande redução na cor e turbidez, com a cor dos permeados variando entre 4.275 e 8.644 U.I.; e a turbidez entre 1,80 e 16,27 NTU. Comportamento semelhante ao indicado para os permeados foi observado para os retentados, pois os últimos diferiram em relação ao controle em termos de cor e turbidez, apresentando valores entre 31.056 e 43.644 U.I. e entre 1.439 e 3.221 NTU. Os retentados exibiram valores para cor e turbidez superiores aos dos permeados. Os valores para cor e turbidez dos permeados foram inferiores aos dos caldos clarificados por clarificação convencional. Os permeados e retentados dos ensaios com ajuste prévio e posterior de pH foram comparados entre si, mas não apresentaram diferenças significativas, com exceção do pH, o qual foi maior no ensaio com ajuste prévio. Os retentados sem e com ajuste prévio de pH apresentaram os seguintes valores de cor e turbidez: 46.215 e 85.073 U.I. e 2.270 e 3.373 NTU, respectivamente, superiores aos respectivos permeados (7.368 e 6.185 U.I. e 91 e 2,5 NTU). A temperatura foi a variável que mais influenciou o fluxo e as resistências. A principal resistência ao fluxo deveu-se ao fouling, chegando a 80%. Todos os modelos propostos foram significativos, indicando bom ajuste aos valores de fluxo e de resistências. O modelo para a teoria de renovação de superfície apresentou ajuste moderado em relação aos dados experimentais, tendo variado entre 51,9 e 90,3%. Para o caldo de cana com ajuste prévio de pH, o modelo proposto não se ajustou aos dados / Abstract: Sugarcane juice was submitted to two different types of clarifying treatments ¿ conventional and microfiltration. Conventional treatment was applied to the control (at 14 °Brix), based on heating (30, 40, 50 or 60°C), liming to pH 7.2, boiling, addition of polymer and decantation. Microfiltration followed a complete factorial design with 11 experiments. The independent variables were temperature and transmembrane pressure, which varied between 25.9 and 54.1°C and between 1.8 and 3.2 bar, respectively. The juice for microfiltration was also adjusted to 14 °Brix. The responses evaluated were: accumulated permeate flux; and resistances (membrane, fouling, polarization of concentration/polarized layer and total). An experiment with control juice (without prior pH adjustment) and another with prior adjustment (pH = 7.2) were also evaluated under the same conditions. The juice clarified by the conventional process and the permeates and retentates by microfiltration were compared in relation to different physicochemical properties. The surface renew theory was tested for the sugarcane juice; and changes in the industrial treatment of sugarcane juice were proposed. Juice clarified at different temperatures showed minimal differences between them or in relation to the control, with the exception of color and turbidity, which were significantly lower (between 13,604 and 15,873 I.U. and between 253 and 284 NTU, respectively) in relation to the control (17,344 I.U. and 1,372 NTU, respectively). The permeates presented values close to each other, suggesting that sugar and salt molecules were not retained by the membranes, indicating that the temperature and pressure did not influence these parameters. Comparing the permeates with the control, a great reduction in the color and turbidity was observed, with the color of the permeates varying from 4,275 to 8,644 I.U.; and the turbidity from 1.80 to 16.27 NTU. Similar behavior to that indicated for the permeates was observed for the retentates, since the latter also differed in relation to the control in terms of color and turbidity, showing values between 31,056 and 43,644 I.U. and between 1,439 and 3,221 NTU. The retentates exhibited values for color and turbidity higher than those for the permeates. The values for color and turbidity were lower than those of the juice clarified by conventional clarification. The permeates and retentates from experiments with prior and subsequent adjustment of the pH, were compared but did not present significant differences, with the exception of the pH, which was higher in the experiment with prior adjustment. The retentates without and with prior adjustment of the pH exhibited the following color and turbidity values: 46,215 and 85,073 I.U. and 2,270 and 3,273 NTU, respectively, higher than the respective permeates (7,368 and 6,185 I.U. and 91 and 2.5 NTU). The temperature was the variable that most influenced the flux and resistances. The main resistance to flux was by fouling, reaching 80%. All the proposed models were significant,indicating good adjustment to the values of flux and resistances. The model for the surface renew theory presented a moderate adjustment in relation to the experimental values, varying between 51.9 and 90.3%. For the sugarcane juice with prior adjustment of pH, the proposed model did not fit the data / Doutorado / Tecnologia de Alimentos / Doutor em Tecnologia de Alimentos

O caldo de cana adicionado de polpa ou suco de fruta é uma bebida bastante apreciada no Brasil. O presente trabalho consistiu na elaboração, no processamento em escala piloto e no estudo da vida de prateleira de caldo de cana com polpa de maracujá. Processaram-se nove lotes de caldo de cana adicionado de 4% (m/m) de polpa de maracujá, a 85, 90 e 95 °C/30 s, em triplicata. A bebida pasteurizada foi envasada assepticamente em garrafas de polietileno tereftalato (PET) e estocada a 7 °C, na ausência de luz. Testes físico-químicos foram empregados na caracterização da bebida. Procedeu-se à análise do teor de vitamina C no caldo in natura e na bebida processada. Determinaram-se as atividades das enzimas polifenoloxidase (PPO) e peroxidase (POD) antes e após o processamento. A estimativa da vida útil do produto foi fundamentada em testes microbiológicos e sensoriais. A avaliação da estabilidade microbiológica baseou-se na enumeração de bactérias e fungos psicrotróficos. Testes de escala hedônica de sete pontos para avaliação da aparência, aroma, sabor e aceitação global foram empregados na análise da estabilidade sensorial. As médias dos valores de pH, sólidos solúveis e acidez titulável variaram entre 3,9 e 4,0; 17 e 23 °Brix; e 0,15 e 0,19% de ácido cítrico, respectivamente. A polpa de maracujá não incrementou o teor de ácido ascórbico da bebida que ficou entre 2,6 a 2,8 mg/ 100 mL de bebida. A atividade da PPO variou entre 3,1 e 40,3 U/mL para os nove lotes do caldo acidificado, antes da pasteurização. Os três binômios empregados no processamento foram efetivos na inativação da enzima. A atividade da POD oscilou entre 69,8 e 220,4 U/mL; contudo, apenas o processamento a 95 °C atingiu 100% de inativação. As contagens de bactérias e fungos em todos os nove lotes processados foram inferiores a 2 log UFC/mL ao longo de 90 dias de estocagem. A bebida atingiu médias de notas entre 5 e 6 para todos os atributos avaliados após 30 dias de estocagem. As médias dos tempos de vida útil da bebida processada a 85, 90 e 95 °C/30 s atingiram 31, 39 e 52 dias, respectivamente. Concluiu-se que o aumento da temperatura de pasteurização afetou positivamente a estabilidade da bebida. Contudo, o decréscimo da aceitação sensorial limitou a sua vida útil, no qual o sabor foi o principal atributo limitante. / Sugarcane juice, either pure or with fruit pulp addition, is an appreciated beverage in Brazil. The aim of this research was to evaluate the shelf-life of sugarcane juice mixed with passion fruit pulp (4% w/w). Nine batches were processed at 85, 90 and 95 °C/30 s, in three replicates. The pasteurized beverage was aseptically filled into polyethylene terephthalate (PET) bottles and stored at 7 °C without light exposure. pH, soluble solids and titrable acidity were measured during storage. The content of vitamin C was analyzed both in fresh sugar cane juice and pasteurized beverage. Polyphenoloxidase (PPO) and peroxidase (POD) activities were determined both before and after processing. Microbiological stability evaluation was based on psychrotrophic bacteria and fungi counts. Sensory acceptance was estimated by assigning a liking score on a 7-point hedonic scale to the attributes appearance, flavor, taste and overall appreciation. The mean values for pH, soluble solids and titratable acidity ranged from 3.8 to 4.3, 15 to 24 °Brix, and 0.13 to 0.17% of citric acid, respectively, for all processed batches. The passion fruit pulp did not increase the ascorbic acid content in the pasteurized product which ranged from 2.6 to 2.8 mg / 100 mL of beverage. The PPO activity varied from 3.1 to 40.3 U/mL for the nine acidified sugarcane juice batches before pasteurization. The three pasteurization binomials were effective for enzyme inactivation. The POD activity ranged from 69.8 to 220.4 U/mL. However, only processing at 95 °C achieved complete inactivation. The bacteria and fungi counts in all nine pasteurized batches were lower than 2 log CFU/mL up to 90 days of storage. The product achieved scores between 5 and 6 for all sensory attributes evaluated after 30 days of storage. The estimated shelf-life for beverage processed at 85, 90 and 95 °C/30 s was 31, 39 and 52 days, respectively. It was concluded that pasteurization temperature had a positive effect on beverage stability. Nevertheless, the decrease in flavor acceptance was the main limiting factor for the product\'s shelf-life.

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Among non-Saccharomyces yeasts which can contaminate the fermentation process, the genus Dekkera is the most important because it is able to grow in fermentation conditions and be adapted to the substrates. Regarding the bacteria, Lactobacillus is the most representative genus. In the wine industry, several antimicrobial agents are utilized to control the undesirable yeast and bacteria populations, among them the sulphur dioxide (SO2) which is used in the form of sulphite salts. However, the microbial control by this substance is not known yet in the sugar and alcohol industries, in which the acid treatment of the cells and antibiotics are largely utilized to control the growth of bacteria. In this context, this work aimed to verify the effect of the addition of potassium metabisulphite (PMB) in two steps of the fermentative process for fuel alcohol production: to the raw sugarcane juice and to the acid treatment of the cells. In the first step, PMB concentration and exposure time to the antimicrobial were determined to cause decrease in the number of native yeast and bacteria in the sugarcane juice. Secondly, the minimum inhibitory concentration of PMB was determined to control the growth of Dekkera bruxellensis, an important yeast contaminant of the alcoholic fermentation, when added to the acid treatment of the cells, both in pure culture and in co-culture with Saccharomyces cerevisiae and Lactobacillus fermentum. The effect of this treatment on the fermentative parameters was also analysed. The PMB was effective to control the growth of native yeast and bacteria in the sugarcane juice at the concentration of 800 mg/L with exposure time that varied from 3 to 6 hours, resulting in a maximal reduction of one log cycle for yeasts and from 1.5 to 1.9 log cycles for bacteria. When added to the acid treatment of the cells (pH 2.0), a reduction of approximately one log cycle of D. bruxellensis was verified from the concentration of 225 mg/L of PMB. However, in co-culture with S. cerevisiae and L. fermentum, this concentration also resulted in the decrease of S. cerevisiae cell number, with negative effect on ethanol production. In a cell-recycled batch fermentation, the combination of acid treatment and 150 mg/L of PMB caused a substantial decrease in S. cerevisiae viability as well in the growth of both contaminants, with reduction in the ethanol production and fermentative efficiency. Although the potassium metabisulphite is effective in the context of wine fermentation, it was not appropriate to the fuel ethanol production especially due to the peculiar characteristics of the substrate and the conditions in which the fermentation is carried out. / Uma das principais preocupações das indústrias de produção de etanol combustível é controlar o crescimento de micro-organismos não selecionados para o processo, os quais podem causar prejuízos ao rendimento e a produtividade. Dentre as leveduras não-Saccharomyces contaminantes da fermentação, destaca-se o gênero Dekkera, por apresentar capacidade de crescimento nas condições de fermentação e adaptação aos substratos, e dentre as bactérias, o gênero Lactobacillus. Na indústria do vinho, vários agentes antimicrobianos são utilizados para o controle das populações de leveduras e bactérias indesejáveis, dentre eles o dióxido de enxofre (SO2), utilizado na forma de sais de sulfito. No entanto, o controle de micro-organismos com este agente é pouco conhecido na indústria sucroalcooleira, a qual faz uso principalmente do tratamento ácido entre os ciclos fermentativos e antibióticos para o controle de contaminantes bacterianos. Neste contexto, este trabalho teve por objetivo verificar o efeito da adição de metabissulfito de potássio (MBP) em duas fases do processo fermentativo para produção de etanol combustível: ao caldo de cana bruto e ao tratamento ácido do fermento. Na primeira etapa, verificou-se a concentração e o tempo de contato com o antimicrobiano para causar redução no número de leveduras e bactérias nativas do caldo. Em seguida, determinou-se a concentração mínima inibitória de MBP para o controle do crescimento de Dekkera bruxellensis, uma importante levedura contaminante da fermentação etanólica, quando adicionado ao tratamento ácido do fermento, em cultura pura e em co-cultura com Saccharomyces cerevisiae e Lactobacillus fermentum e o efeito dessa adição sobre os parâmetros fermentativos. O MBP foi eficaz no controle de bactérias e leveduras nativas do caldo na concentração de 800 mg/L com tempo de contato que variou de 3 a 6 horas, proporcionando uma redução máxima de cerca de 1 ciclo log para leveduras e de 1,5 a 1,9 ciclos log para bactérias. Quando adicionado ao tratamento ácido (pH 2,0), ocorreu uma redução de aproximadamente 1 ciclo log de D. bruxellensis a partir de 225 mg/L de MBP. Porém em co-cultura com S. cerevisiae e L. fermentum, essa concentração ocasionou também redução do número de células de S. cerevisiae, com efeito sobre a produção de etanol. Em sistema de fermentação em batelada com reciclo celular, a combinação do tratamento ácido e 150 mg/L de MBP ocasionou queda substancial na viabilidade da levedura do processo e dos contaminantes D. bruxellensis e L. fermentum, com consequente decréscimo na produção de etanol e eficiência fermentativa. Embora seja eficiente no contexto da fermentação para produção de vinhos, o metabissulfito de potássio não se mostrou adequado para a fermentação alcoólica para produção de etanol combustível, devido às características peculiares do substrato utilizado e das condições em que é realizada a fermentação.