O presente trabalho teve como objetivo estudar o potencial de diferentes tecnologias na extração de pectina da casca do maracujá e está dividido em quatro etapas. A primeira etapa do trabalho consistiu em realizar a obtenção e caracterização da farinha da casca do maracujá por diferentes métodos de secagem (estufa a 60 ºC com circulação de ar e liofilização). Os resultados desta primeira etapa mostraram que a farinha da casca do maracujá, obtida por ambos os tratamentos de secagem, apresentou elevado conteúdo de fibras alimentares totais (63,98-72,62 % b.s) e conteúdo de pectina, que variou entre 6,98 e 19,6 % (b.s). O conteúdo de pectina foi maior para a amostra liofilizada e esses coprodutos apresentaram capacidade de retenção de água entre 6,30 e 14,9 g água/g amostra e capacidade de retenção de óleo que variou entre 2,6 e 6,5 g óleo/g amostra, sendo os maiores valores para as amostras liofilizadas. A segunda etapa do trabalho teve como objetivo estudar a extração da pectina assistida pela tecnologia de campo elétrico moderado e compará-la com a extração convencional da pectina. Para isso, diferentes condições de tempo de extração, temperatura, pH e tensão do campo elétrico moderado foram aplicadas na farinha da casca do maracujá. O rendimento de extração de pectina foi de 6,20 % (b.s) quando as condições de extração foram pH 2,0, razão sólido:líquido 1:30, 100 V, 50 °C e 15 min; para as mesmas condições sem o uso do campo elétrico moderado o rendimento obtido foi de 4,80 % (b.s). Na terceira etapa, a pesquisa foi voltada para a extração da pectina assista por alta pressão hidrostática. Para a realização dos ensaios dois planejamentos experimentais foram realizados. O primeiro planejamento consistiu em determinar as melhores condições de temperatura e pressão para a extração da pectina que, posteriormente, foram utilizadas como pré-tratamento para a extração convencional. O segundo planejamento foi realizado para determinar as melhores condições de tempo e temperatura da extração convencional, utilizando a alta pressão como pré-tratamento. Foi observado que a alta pressão hidrostática, combinada com temperatura moderada (300 MPa e 50 ºC ), tem potencial para ser utilizada como pré-tratamento na extração convencional, levando a um rendimento de extração de pectina de 14,34 %. Por fim, a última etapa do presente trabalho foi a extração da pectina assistida por ultrassom, tendo sido desenvolvido um planejamento experimental com duas variáveis, temperatura e intensidade de potência do ultrassom. Os resultados desta etapa demostraram que um maior rendimento de extração (12,67 % b.s) foi obtido na maior temperatura e intensidade de potência, 85 ºC e 664 W/cm2, respectivamente. Os resultados demostraram que a pectina tem potencial para ser melhor extraída da casca de maracujá com o uso das tecnologias emergentes empregadas neste trabalho, pois obteve-se um maior rendimento de extração em menor tempo de processo, quando comparada com a extração convencional. / The aim of this work was to study the potential of different technologies for extraction of pectin from passion fruit peel. The work is divided in four steps. The first step was performed to obtain and characterize the passion fruit peel powder by convective hot air-drying at 60 ºC and freeze-drying. The results showed that the passion fruit powder obtained by different methods of dehydration, had a high content of dietary fiber (63.98-72.62 % d.m) and the content of pectin ranged between 6.98 from 19.6 % (d.m). The content of pectin was high in freeze-dried samples. In addition, these fiber-rich co-products have potential applications as ingredients in products requiring hydration and viscosity development due to their high total dietary fiber content and good technological proprieties, especially their water holding (6.30-14.9 g H2O/g) and oil holding capacities (2.6–6.5 g oil/g), especially for the freeze-dried samples. The purpose of the second step was to explore the conventional and moderate electric field extractions of pectin from passion fruit peel. Different conditions of time, pH, temperature and voltage were applied. The extraction yield of pectin was 6.20 % (d.m) when the extraction conditions were pH 2.0, solid:liquid ratio 1:30, 100V, 50 ºC and 15 minutes; for the same conditions, without moderate electric field, the yield was 4.80 % (b.s). In the third step, the aim was to investigate the potential of high pressure to extract the pectin from passion fruit peel. Two experimental designs were performed; the first was used to determine the optimal conditions of pressure and temperature for pectin extraction and use these conditions as a pre-treatment for conventional extraction. The second experimental design was performed to determine the best conditions of the time and temperature using high pressure as a pre-treatment. The results showed that the yield of extraction enhance twice (7.4 to 14.34 %) when high pressure (300 MPa and 50 ºC) was used as a pre-treatment, using the same conditions of conventional extraction. Finally, the last step of this work was to explore the pectin extraction assisted by ultrasound using an experimental design. The independent variables were temperature and power intensity. The highest yield (12.67 %) of pectin was obtained using power intensity of 644 W/cm2 and temperature of 85 ºC. The results showed that the pectin from passion fruit peel can be extracted using emerging technologies, since the yield of extraction was high in less time comparing with conventional extraction.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-09-12T13:53:26Z No. of bitstreams: 1 MARINÉVEA MEDEIROS OLIVEIRA - TESE (PPGEP) 2007.pdf: 931472 bytes, checksum: 7310439f122abecc70aef47891f5f784 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-12T13:53:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARINÉVEA MEDEIROS OLIVEIRA - TESE (PPGEP) 2007.pdf: 931472 bytes, checksum: 7310439f122abecc70aef47891f5f784 (MD5) Previous issue date: 2007-05-03 / O Brasil é um dos principais produtores mundial de abacaxi e maracujá, com uma grande quantidade de resíduos desperdiçados que já se tornou um sério problema aos produtores de abacaxi e maracujá e as indústrias de alimentos em geral. Em países desenvolvidos, a produção agropecuária se caracteriza com baixos custos operacionais, em razão das utilizações de restos de culturas e de resíduos agroindustriais como alternativas na alimentação animal, contribuindo para minimizarem os problemas de poluição. O objetivo deste trabalho foi definir ações no campo da pesquisa na alimentação alternativa nutricional para animais , de modo a realizar o aproveitamento destes resíduos enriquecidos nutricionalmente (protéico, vitamínico, mineral e energético) utilizando a levedura Saccharomyces cerevisiae como agente da metabolização, de uma maneira tecnicamente viável, visando a disponibilidade do produto, para os produtores. Foram feitas as isotermas de dessorção dos resíduos em estudo, nas temperaturas usuais dos processos das fermentações, 25, 30, 35 e 40 0C, ajustando os dados através da aplicação de modelos matemáticos, e verificou-se que, deve-se iniciar o processo de fermentação com umidade inicial do substrato para os três resíduos acima de 84% (b.u.), o que equivale a atividade de água acima de 0,90. No estudo cinético verificou-se que o melhor tempo em que o microrganismo atingiu o maior teor de proteína bruta foi, em média, de 48 h, para todos os resíduos analisados. Utilizou-se a metodologia de planejamento fatorial mais configuração estrela para estudar as influências das variáveis de entrada sobre o processo de enriquecimento nutricional dos resíduos casca de abacaxi (Caa), coroa de abacaxi (Coa) e casca de maracujá (Cam), com concentrações de leveduras de 1, 3 e 5% e temperaturas de 30, 34 e 38 oC. Fez-se o planejamento fatorial mais configuração estrela para os três resíduos, com duas variáveis de saída (respostas: teor de proteína bruta e teor de aumento protéico). O aumento protéico (AP) encontrado para os três resíduos analisados, foi em média de 2,40 vezes em relação ao in natura. Os valores otimizados dos três resíduos casca de abacaxi (Caa), coroa de abacaxi (Coa) e casca de maracujá (Cam) (concentração Oliveira M.M.de 14 em torno de 3 – 5,8% e temperaturas de 34 – 40 oC), no tempo de 48 h, visando baratear os custos do enriquecimento e obter um teor de proteína adequado na alimentação animal foram de 24,66, 23,88 e 22,74%, respectivamente. Foram realizadas as análises de proteína bruta (PB), matéria seca (MS), cinzas (MM), matéria orgânica (MO), fósforo (P), cálcio (Ca), magnésio (Mg), potássio (K), fibra detergente neutra (FDN), fibra detergente ácida (FDA), energia bruta (EB) e digestibilidade “in vitro” (DIVMS in vitro) nos resíduos operando com as variáveis de entrada (concentração de levedura e temperatura) com valores otimizados. Conclui-se que através da bioconversão, os resíduos alcançam concentrações nutricionais que, podem ser transformados em suplemento nutricional, sendo uma alternativa alimentar para os animais, na época de escassez de alimento no semiárido. / Brazil stands out among the big world-wide producers of pineapple (Ananas comosus L. Mer) and passion fruit (Passiflora edulis Sims), with a great amount of wasted residues, which has become a serious problem for the pineapple and passion fruit producers and the aliment industries in general. In developed countries, the farming production is characterized by low operational costs, because of the use of the remaining portions of cultures and agro-industrial residues as an alternative in animal feed, which also contributes to minimizing pollution problems. The aim of this work was to define actions in the field of research of nutritional alternative feed for animals, in order to carry through the exploitation of these nutritionally enriched (protein, vitamin, mineral and energy) residues by using Saccharomyces cerevisiae yeast as an agent of metabolism, in a technical viable way, aiming at the availability of the product to the producers. Desorption isotherms of the residues in study were done at the usual temperatures of fermentation processes, 25, 30, 35 and 40 oC, fitting the data through the application of mathematical models, and it was verified that the process of fermentation must be initiated with the initial moisture content of the substratum for the three residues above of 84% (w.b), which is equivalent to the water activity above of 0.90. In the kinetic study it was verified that optimum time where the microorganism reached the highest content was, on average, 48 hours, for all the residues analyzed. Methodology of factorial design plus configuration star was used to study the influences of the entrance variable on the process of nutritional enrichment of the residues of pineapple rind (PR), crown of pineapple (CP) and rind of passion fruit (PF), with concentrations of yeast at 1, 3 and 5% and temperatures of 30, 34 and 38 °C. The factorial design plus configuration star was performed for the three residues, with two exit variables (response: gross protein content and protein increase content). The protein increase content (PI) found for the three analyzed residues was on average of 2.40 times in relation to in natura. The optimized values of the three residues of pineapple rind (PR), crown of pineapple (CP) and passion fruit rind (PFR) (concentration around 3-5.8% and Oliveira M.M.de 16 temperatures of 34-40 °C), in the time of 48 hours, aiming to lower the costs of the enrichment and to obtain an adequate protein content in the animal feed were of; 24.66, 23.88 and 22.74%, respectively. Gross protein (GP), dry substance (DS), leached ashes (LA), organic substance (OG), phosphorus (P), calcium (Ca), magnesium (Mg), potassium (K), fiber neutral detergent (FND), acid fiber detergent (AFD), rude energy (RE) and digestibility in vitro (DIVMS in vitro) analysis were performed in the residues, operating with the entrance variables (concentration of yeast and temperature) with optimized values. It can be concluded that through bioconversion, the residues reach nutritional concentrations that can be transformed into a nutritional supplement alternative, being an option to feed animals at times of food scarcity in semi-arid climates.

O presente trabalho teve como objetivo estudar o potencial de diferentes tecnologias na extração de pectina da casca do maracujá e está dividido em quatro etapas. A primeira etapa do trabalho consistiu em realizar a obtenção e caracterização da farinha da casca do maracujá por diferentes métodos de secagem (estufa a 60 ºC com circulação de ar e liofilização). Os resultados desta primeira etapa mostraram que a farinha da casca do maracujá, obtida por ambos os tratamentos de secagem, apresentou elevado conteúdo de fibras alimentares totais (63,98-72,62 % b.s) e conteúdo de pectina, que variou entre 6,98 e 19,6 % (b.s). O conteúdo de pectina foi maior para a amostra liofilizada e esses coprodutos apresentaram capacidade de retenção de água entre 6,30 e 14,9 g água/g amostra e capacidade de retenção de óleo que variou entre 2,6 e 6,5 g óleo/g amostra, sendo os maiores valores para as amostras liofilizadas. A segunda etapa do trabalho teve como objetivo estudar a extração da pectina assistida pela tecnologia de campo elétrico moderado e compará-la com a extração convencional da pectina. Para isso, diferentes condições de tempo de extração, temperatura, pH e tensão do campo elétrico moderado foram aplicadas na farinha da casca do maracujá. O rendimento de extração de pectina foi de 6,20 % (b.s) quando as condições de extração foram pH 2,0, razão sólido:líquido 1:30, 100 V, 50 °C e 15 min; para as mesmas condições sem o uso do campo elétrico moderado o rendimento obtido foi de 4,80 % (b.s). Na terceira etapa, a pesquisa foi voltada para a extração da pectina assista por alta pressão hidrostática. Para a realização dos ensaios dois planejamentos experimentais foram realizados. O primeiro planejamento consistiu em determinar as melhores condições de temperatura e pressão para a extração da pectina que, posteriormente, foram utilizadas como pré-tratamento para a extração convencional. O segundo planejamento foi realizado para determinar as melhores condições de tempo e temperatura da extração convencional, utilizando a alta pressão como pré-tratamento. Foi observado que a alta pressão hidrostática, combinada com temperatura moderada (300 MPa e 50 ºC ), tem potencial para ser utilizada como pré-tratamento na extração convencional, levando a um rendimento de extração de pectina de 14,34 %. Por fim, a última etapa do presente trabalho foi a extração da pectina assistida por ultrassom, tendo sido desenvolvido um planejamento experimental com duas variáveis, temperatura e intensidade de potência do ultrassom. Os resultados desta etapa demostraram que um maior rendimento de extração (12,67 % b.s) foi obtido na maior temperatura e intensidade de potência, 85 ºC e 664 W/cm2, respectivamente. Os resultados demostraram que a pectina tem potencial para ser melhor extraída da casca de maracujá com o uso das tecnologias emergentes empregadas neste trabalho, pois obteve-se um maior rendimento de extração em menor tempo de processo, quando comparada com a extração convencional. / The aim of this work was to study the potential of different technologies for extraction of pectin from passion fruit peel. The work is divided in four steps. The first step was performed to obtain and characterize the passion fruit peel powder by convective hot air-drying at 60 ºC and freeze-drying. The results showed that the passion fruit powder obtained by different methods of dehydration, had a high content of dietary fiber (63.98-72.62 % d.m) and the content of pectin ranged between 6.98 from 19.6 % (d.m). The content of pectin was high in freeze-dried samples. In addition, these fiber-rich co-products have potential applications as ingredients in products requiring hydration and viscosity development due to their high total dietary fiber content and good technological proprieties, especially their water holding (6.30-14.9 g H2O/g) and oil holding capacities (2.6–6.5 g oil/g), especially for the freeze-dried samples. The purpose of the second step was to explore the conventional and moderate electric field extractions of pectin from passion fruit peel. Different conditions of time, pH, temperature and voltage were applied. The extraction yield of pectin was 6.20 % (d.m) when the extraction conditions were pH 2.0, solid:liquid ratio 1:30, 100V, 50 ºC and 15 minutes; for the same conditions, without moderate electric field, the yield was 4.80 % (b.s). In the third step, the aim was to investigate the potential of high pressure to extract the pectin from passion fruit peel. Two experimental designs were performed; the first was used to determine the optimal conditions of pressure and temperature for pectin extraction and use these conditions as a pre-treatment for conventional extraction. The second experimental design was performed to determine the best conditions of the time and temperature using high pressure as a pre-treatment. The results showed that the yield of extraction enhance twice (7.4 to 14.34 %) when high pressure (300 MPa and 50 ºC) was used as a pre-treatment, using the same conditions of conventional extraction. Finally, the last step of this work was to explore the pectin extraction assisted by ultrasound using an experimental design. The independent variables were temperature and power intensity. The highest yield (12.67 %) of pectin was obtained using power intensity of 644 W/cm2 and temperature of 85 ºC. The results showed that the pectin from passion fruit peel can be extracted using emerging technologies, since the yield of extraction was high in less time comparing with conventional extraction.

O presente trabalho teve como objetivo estudar o potencial de diferentes tecnologias na extração de pectina da casca do maracujá e está dividido em quatro etapas. A primeira etapa do trabalho consistiu em realizar a obtenção e caracterização da farinha da casca do maracujá por diferentes métodos de secagem (estufa a 60 ºC com circulação de ar e liofilização). Os resultados desta primeira etapa mostraram que a farinha da casca do maracujá, obtida por ambos os tratamentos de secagem, apresentou elevado conteúdo de fibras alimentares totais (63,98-72,62 % b.s) e conteúdo de pectina, que variou entre 6,98 e 19,6 % (b.s). O conteúdo de pectina foi maior para a amostra liofilizada e esses coprodutos apresentaram capacidade de retenção de água entre 6,30 e 14,9 g água/g amostra e capacidade de retenção de óleo que variou entre 2,6 e 6,5 g óleo/g amostra, sendo os maiores valores para as amostras liofilizadas. A segunda etapa do trabalho teve como objetivo estudar a extração da pectina assistida pela tecnologia de campo elétrico moderado e compará-la com a extração convencional da pectina. Para isso, diferentes condições de tempo de extração, temperatura, pH e tensão do campo elétrico moderado foram aplicadas na farinha da casca do maracujá. O rendimento de extração de pectina foi de 6,20 % (b.s) quando as condições de extração foram pH 2,0, razão sólido:líquido 1:30, 100 V, 50 °C e 15 min; para as mesmas condições sem o uso do campo elétrico moderado o rendimento obtido foi de 4,80 % (b.s). Na terceira etapa, a pesquisa foi voltada para a extração da pectina assista por alta pressão hidrostática. Para a realização dos ensaios dois planejamentos experimentais foram realizados. O primeiro planejamento consistiu em determinar as melhores condições de temperatura e pressão para a extração da pectina que, posteriormente, foram utilizadas como pré-tratamento para a extração convencional. O segundo planejamento foi realizado para determinar as melhores condições de tempo e temperatura da extração convencional, utilizando a alta pressão como pré-tratamento. Foi observado que a alta pressão hidrostática, combinada com temperatura moderada (300 MPa e 50 ºC ), tem potencial para ser utilizada como pré-tratamento na extração convencional, levando a um rendimento de extração de pectina de 14,34 %. Por fim, a última etapa do presente trabalho foi a extração da pectina assistida por ultrassom, tendo sido desenvolvido um planejamento experimental com duas variáveis, temperatura e intensidade de potência do ultrassom. Os resultados desta etapa demostraram que um maior rendimento de extração (12,67 % b.s) foi obtido na maior temperatura e intensidade de potência, 85 ºC e 664 W/cm2, respectivamente. Os resultados demostraram que a pectina tem potencial para ser melhor extraída da casca de maracujá com o uso das tecnologias emergentes empregadas neste trabalho, pois obteve-se um maior rendimento de extração em menor tempo de processo, quando comparada com a extração convencional. / The aim of this work was to study the potential of different technologies for extraction of pectin from passion fruit peel. The work is divided in four steps. The first step was performed to obtain and characterize the passion fruit peel powder by convective hot air-drying at 60 ºC and freeze-drying. The results showed that the passion fruit powder obtained by different methods of dehydration, had a high content of dietary fiber (63.98-72.62 % d.m) and the content of pectin ranged between 6.98 from 19.6 % (d.m). The content of pectin was high in freeze-dried samples. In addition, these fiber-rich co-products have potential applications as ingredients in products requiring hydration and viscosity development due to their high total dietary fiber content and good technological proprieties, especially their water holding (6.30-14.9 g H2O/g) and oil holding capacities (2.6–6.5 g oil/g), especially for the freeze-dried samples. The purpose of the second step was to explore the conventional and moderate electric field extractions of pectin from passion fruit peel. Different conditions of time, pH, temperature and voltage were applied. The extraction yield of pectin was 6.20 % (d.m) when the extraction conditions were pH 2.0, solid:liquid ratio 1:30, 100V, 50 ºC and 15 minutes; for the same conditions, without moderate electric field, the yield was 4.80 % (b.s). In the third step, the aim was to investigate the potential of high pressure to extract the pectin from passion fruit peel. Two experimental designs were performed; the first was used to determine the optimal conditions of pressure and temperature for pectin extraction and use these conditions as a pre-treatment for conventional extraction. The second experimental design was performed to determine the best conditions of the time and temperature using high pressure as a pre-treatment. The results showed that the yield of extraction enhance twice (7.4 to 14.34 %) when high pressure (300 MPa and 50 ºC) was used as a pre-treatment, using the same conditions of conventional extraction. Finally, the last step of this work was to explore the pectin extraction assisted by ultrasound using an experimental design. The independent variables were temperature and power intensity. The highest yield (12.67 %) of pectin was obtained using power intensity of 644 W/cm2 and temperature of 85 ºC. The results showed that the pectin from passion fruit peel can be extracted using emerging technologies, since the yield of extraction was high in less time comparing with conventional extraction.

Les substances pectiques, polysaccharides du groupe des fibres alimentaires, sont largement utilisées comme agents gélifiants et stabilisants dans l'industrie alimentaire. Le principal procédé industriel pour l’obtention de la pectine est basé sur la solubilisation de la protopectine du marc du pomme ou du péricarpe d‘agrumes, réalisée dans des conditions faiblement acide à chaud. Des travaux récents ont montré l'extraction de pectine de nouvelles matières premières et en utilisant différentes conditions, qui influencent le rendement et la qualité du produit final. Le Brésil est le plus grand producteur et consommateur mondial de fruit de la passion et les résidus de l'industrie du jus sont encore sous-utilisées. Ces écorces pourraient être une matière première alternative pour l’extraction de pectine. La quantité de ce sous-produit par année pourrait atteindre 300 mille tonnes, avec un potentiel de production de 2 mille tonnes de pectine. Le principal objectif de ce travail était d’établir un protocole d’extraction permettant de produire des pectines de qualité à partir d’écorce de fruit de la passion jaune. La caractérisation du résidu produit par les industries est la clé pour augmenter la valeur de ces produits. Ainsi, la composition des différentes fractions tissulaires de l'écorce de fruit de la passion jaune a été mesurée, ainsi que celle de la pectine extraite. Les fibres alimentaires sont le principal composant du péricarpe de fruit de la passion jaune, avec des valeurs proches de 60%, sauf pour la fraction endocarpe, la plus riche en protéines de toutes les fractions analysées. En ce qui concerne la qualité de la pectine extraite, c’est le mésocarpe qui donne les rendements les plus élevés (136 g Kg-1) avec une viscosité plus forte et une teneur en composés phénoliques totaux résiduels la plus faible (15%). La composition moyenne de cette fraction était de 3,1% de protéines; 0,6% de matières grasses ; 7,1% de cendres; 66,1% de fibres alimentaires totales ; 127 g Kg-1 de composées phénoliques, 23% de carbohydrates disponibles, 6,10% d'humidité et une valeur calorique de 242 Kcal par 100 g de produit. Les principaux composants des polysaccharides y sont le glucose (297 mg g-1), l'acide galacturonique (210 mg g-1), le xylose (32 mg g-1), le mannose (32 mg g-1) et le galactose (28 mg g-1). La pectine extraite à 80 ºC pendant 20 minutes avec 50 mm d'acide nitrique, pour un rapport liquide:solide de 1:50 (w/v) présente un degré d'estérification de 79% et de méthylation de 82%. Les pectines ont été extraites dans ces mêmes conditions de péricarpe de fruit de la passion commercial ou préparé au laboratoire, d’écorce d’agrumes et de marc du pomme. Les résultats montrent une forte influence de la matière première sur la pectine résultante et ses propriétés rhéologiques. Les caractéristiques moléculaires ont été affectées négativement quand les farines des écorces ont été soumises à de hautes températures. Des farines blanchies des fruits de la passion jaune donnent des rendements de pectine de 203,4 g kg-1 avec une teneur en acide galacturonique de 681 mg g-1, des degrés d’estérification et de méthylation de 80, une viscosité réduite de 6,8 dL g-1 et une viscosité apparente de 13,4 Pa s 103 pour une solution aqueuse à 10 g L-1. L'autoclavage et la macération avec éthanol chaud ont conduit à une réduction significative de la masse molaire (environ de trois fois) et une légère réduction du degré d’estérification (proche 20%). Des traitements thermiques sévères de matière première affectent donc la qualité de la pectine extraite. Par contre, l’absence de traitement thermique de la matière première favorise la dégradation de la pectine, par la présence d’activités pectolytiques résiduelles, mises en évidence par une libération de méthanol dans un mésocarpe fraîche lyophilisé remis en suspension aqueuse. Un blanchiment de la matière première est donc indispensable. Dans les conditions d'extraction définies ci-dessus, la pectine de pomme a présenté le rendement d’extraction le plus faible mais le degré d’estérification le plus élevé, la viscosité et la masse molaire les plus fortes. La pectine extraite de farine de fruit de la passion jaune montre des caractéristiques proches de celles de la pectine de pomme, bien que légèrement plus faibles. Cette similitude est confirmée par une analyse en composantes principales, qui a permit la discrimination entre les pectines analysées, à partir des compositions en oses neutres. La pectine extraite avec de l‘eau et à froid à partir de mésocarpe de fruit de la passion jaune a des compositions en oses et un degré d’estérifications semblables à celle extraite en milieu acide à chaud, mais une masse molaire et une viscosité plus faibles. Ultérieurement, un plan d’expérience centré composite de 23 a été utilisée pour déterminer l'effet des variables indépendantes, continues et opérantes que sont la durée, la température et la concentration d'acide dans le processus d'extraction de pectine sur les variables dépendantes: rendement, degré d’estérification, teneurs et composition osidique des polysaccharides, ainsi que leur comportement rhéologique, afin de maximiser la qualité de la pectine. Les variables indépendantes étaient la durée (5-45 min), la température (63-97 ºC) et la concentration d'acide nitrique (8-92 mM). Le rendement de l'extraction et la viscosité apparent en solution saline ont été influencés significativement (> 5%) dans les essais. Les conditions idéales pour l’extraction de pectine avec la plus haute viscosité apparente et contenant les polysaccharides présentant un profil de masse molaire élevée ont été une duréecourte (5 min), une température moyenne (80 ºC) et une concentration moyenne d'acide nitrique (50 mM). Dans ces conditions, le rendement a été de 196 g kg-1 d'une pectine hautement méthylée avec une masse molaire apparent de 166.000 g mol-1, 78% d'acide galacturonique et 43 mg g-1 de sucres neutres. Néanmoins, cette pectine ne donnait pas un gel plus ferme (70% de saccharose, teneur en pectine 30 g L-1 dans un tampon citrate pH 3) que les autres échantillons analysés. Des échantillons des pectines avec des degrés d'estérification proches ont présenté des caractéristiques rhéologiques et des profils moléculaires différents. Les conditions d'extraction plus douces ont permis l'extraction de pectine des chaînes avec masse molaire plus élevée et en conséquence une viscosité plus élevée. Pour une utilisation industrielle du mésocarpe, le processus de séparation devrait inclure des opérations supplémentaires, en augmentant à la fois le coût et la durée du procédé. Cependant, étant donnée la haute valeur économique ajoutée de la pectine extraite, un traitement approprié du résidu pour l’obtention de matière première de qualité paraît primordial. Dans la mesure où il semble que le mésocarpe doive être préféré pour l’obtention d’une pectine avec une pureté et une viscosité élevées, cette fraction a été sélectionnée comme matière première pour suivre les études. Les écorces de fruit de la passion jaune, un résidu industriel du traitement de jus, peuvent constituer une matière première alternative pour extraction de pectine de haute qualité et ou une utilisation comme ingrédient fonctionnel naturel / Pectic substances, polysaccharides from group of dietary fiber, are widely as a gelling agent and stabilizer in the food industry. The main industrial processing to obtain pectin is based on the solubilization of protopectin from apple pomace and citrus peel, which is done in mild acid and heat conditions. Recent studies have reported the extraction of pectin from new raw materials and using different extraction conditions, which influence the yield and quality of final product. Brazil is the world's main producer and consumer of yellow passion fruit and the wastes from the passion fruit juice processing industry are still sub valued. The rinds, which comprise much of this waste, could be used as an alternative raw material for extracting pectin. The amount of this by-product per year could reach 300,000 metric tons, with the potential to produce 2,000 metric tons of pectin. The main goal of this trial was to produce high standard quality pectin from yellow passion fruit and the establishment of an extraction proper protocol. The characterization of waste generated by fruit processing industry is the key to increase the value of its products. The central composite experimental design of 23 was used to verify the influence of different extraction conditions on pectin extracted. The independent variables were time (5-45 min), temperature (63-97 ºC) and HNO3 concentration (8-92 mM). The conditions of extraction to compare characteristics and rheological behavior of pectin were 20 minutes, 80 ºC and 50 mM nitric acid, ratio solute/solvent 1:50 w/v. The pectins of both commercially available and prepared passion fruit peel, as weel as citrus peel and apple pomace were extracted in the same conditions to comparative analyses. It was done the relative fractions compositions of the yellow passion fruit’s rind and extracted pectin and the most abundant component of pericarp was total dietary fiber. The results showed that the highest content of pectin with higher viscosity occurred in the mesocarp fraction, which also showed the lowest phenolic compound retention. They suggest that there is a clear influence of the raw material quality on resultant pectin and rheological properties. The macromolecular characteristics were negatively affected when the rind flours were submited to high temperatures. Pectin methyl esterase activity was detected in the freeze-dried, unblanched raw material. The apple pomace pectin had lowest extraction yield however highest degree of esterification, viscosity and molar weight. The passion fruit rind pectin showed similar composition to apple pectin, confirmed by multivariate analysis that allowed the discrimination of pectins in groups using neutral sugars amount. The extraction yield and the apparent and reduced viscosity were significantly influenced (>5%) in the trials. The ideal conditions for extracting pectin with the highest apparent viscosity and with polysaccharide profile of high molar mass were obtained with short time (5 min), medium temperature (80 ºC) and medium HNO3 concentration (50 mM). In these conditions, the yield was 196 g kg-1 of a pectin with high methoxylation, a molar weight of 166.000 g mol-1, 78% GalA and 43 mg g-1 of neutral sugars. Yellow passion fruit rinds, an industrial waste from the juice processing, can constitute an alternative raw material for the extraction of high quality pectin and use as functional natural ingredient / As substâncias pécticas, polissacarídeos do grupo das fibras dietéticas, são amplamente utilizadas como agentes geleificantes e estabilizantes na indústria de alimentos. O principal processo industrial para obtenção de pectina está baseado na solubilização da protopectina, realizada em condições fracamente ácida a quente. Estudos recentes têm reportado a extração de pectina de novas matérias-primas sob diferentes condições, com influência sobre a qualidade e sobre o rendimento do produto final. O Brasil é o maior produtor e consumidor mundial de maracujá e os resíduos do processamento da indústria de suco são ainda subaproveitados. As cascas, que compreendem a maior parte do resíduo, poderiam ser usadas como matéria-prima alternativa para extração de pectina. A quantidade de subproduto por ano poderia alcançar 300 mil toneladas, com potencial de produzir 2 mil toneladas de pectina. O principal objetivo deste trabalho foi produzir pectina de alto padrão de qualidade e estabelecer um protocolo próprio de extração. Um planejamento central composto de 23 foi usado para determinar o efeito de variáveis independentes, contínuas e atuantes na extração de pectina de albedo de maracujá sobre variáveis dependentes a fim de maximizar a qualidade reológica da pectina. As variáveis independentes foram tempo (5-45 min), temperatura (63-97 ºC) e concentração de ácido nítrico (8-92 mM). As condições de extração para comparar as características e comportamento reológico da pectina foram 20 ou 25 minutos, 80 ºC e 50 mM de ácido nítrico, razão soluto/solvente 1:50 p/v. A pectina do pericarpo de maracujá, tanto comercial quanto preparado em bancada, como da casca cítrica e do bagaço de maçã, foram extraídas sob iguais condições para análises comparativas. A composição das frações relativas da casca de maracujá-amarelo foi determinada, bem como da pectina extraída, e o componente mais abundante do pericarpo foi fibra dietética total. Os resultados mostraram que o maior conteúdo de pectina foi encontrado na fração mesocarpo, com alta viscosidade e com baixa retenção de compostos fenólicos. Os resultados obtidos indicam uma evidente influência da matéria prima sobre a pectina resultante e suas propriedades reológicas. As características moleculares da pectina de maracujá foram afetadas negativamente quando as farinhas das cascas de maracujá haviam sido submetidas a altas temperaturas. Atividade da pectina metil esterase foi detectada em matéria-prima liofilizada quando não houve tratamento térmico. A pectina do bagaço de maçã teve o menor rendimento de extração, entretanto o mais alto grau de esterificação, viscosidade e massa molar. A pectina do maracujá mostrou composição similar à pectina da maçã, confirmada por análise multivariada que permitiu a discriminação em grupos utilizando os teores de açúcares neutros. O rendimento da extração e a viscosidade aparente foram significativamente influenciados nos ensaios. As condições ideais para extração de pectina com a mais alta viscosidade aparente e elevada massa molar foram tempo curto (5 min), temperatura média (80 ºC) e concentração média de ácido nítrico (50 mM). Nessas condições o rendimento foi de 196 g kg-1 de uma pectina com alta metoxilação, massa molar de 166.000 g mol-1, 78% de ácido galacturônico e 43 mg g-1 de açúcares neutros. As cascas de maracujá amarelo podem ser utilizadas como matéria-prima alternativa para extração de pectina de alta qualidade e uso como ingrediente funcional natural

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Esses indivíduos foram divididos em dois grupos (n= 18 cada); o grupo 1 recebeu 30 gramas diárias de FCM durante 90 dias associado a orientação dietoterápica; o grupo 2 recebeu apenas orientação dietoterápica. As alterações metabólicas foram analisadas antes e após a intervenção. Os resultados foram analisados através software BioEstat 5.0 e Diet Pro com nível de significância p < 0,05. Observou-se maior prevalência do sexo masculino, faixa etária de 40 a 49 anos, solteiros e renda familiar de 1 a 3 salários mínimos. A maioria apresentava 10 a 15 anos de tempo de diagnóstico do HIV e mesmo tempo de utilização de TARV. O esquema de TARV mais prescrito foi 1 ou 2 INTR + 2 IP. A síndrome lipoatrófica foi mais prevalente e a síndrome metabólica foi detectada em 19,4 % da amostra. A maioria apresentou diagnóstico nutricional de Eutrofia. Não houve diferença significativa entre os 2 grupos em nenhuma dessas variáveis citadas, demonstrando a homogeneidade dos grupos. A utilização da FCM foi efetiva na redução dos valores plasmáticos do colesterol total após 30 dias de utilização, sem, no entanto, alterar a sua classificação; houve melhora nos valores plasmáticos de LDL – c após uso de FCM por 90 dias e melhora de categoria (aumento da classificação LDL – c ótimo); ocorreu um aumento do HDL – c após 90 dias de consumo de FCM sem melhora na classificação desta lipoproteína; houve diminuição dos valores plasmáticos de triglicerídeos após 30 dias de FCM e melhora de categoria. Não houve alterações na glicemia após a utilização da FCM. Os indivíduos que utilizaram a FCM apresentaram um risco inferior de desenvolver doença arterial coronariana após 90 dias de utilização. Não houve diferença entre os dois grupos no que diz respeito ao consumo dos principais componentes da alimentação. A utilização de 30 gramas de FCM durante 90 dias associado à orientação dietoterápica é eficaz na melhora dos níveis plasmáticos de colesterol total, LDL – c, HDL – c e Triglicerídeos sem interferir nos valores de glicemia. / Anatomical and metabolic changes are common in individuals with HIV who use high-Retroviral Therapy (HAART). We conducted a clinical trial to evaluate the effectiveness of using flour of passion fruit peel (FCM) associated with the Dietary Guideline on the metabolic changes secondary to HAART in patients with lipodystrophy in lipodystrophy clinic of the Hospital Universitário João de Barros Barreto. We evaluated 36 adult patients of both sexes, people with HIV with lipodystrophy syndrome in use of HAART. These individuals were divided into two groups (n = 18 each), group 1 received 30 grams daily FCM for 90 days associated with dietotherapeutic counseling, group 2 received only dietotherapeutic counseling. The metabolic changes were analyzed before and after intervention. The results were analyzed by BioEstat 5.0 and Diet Pro and significance level p <0.05. There was greater prevalence of males, age 40-49 years, singles and family income 1-3 times the minimum wage. The majority had 10-15 years time of HIV diagnosis and the same time the use of HAART. The scheme was first prescribed HAART 1 or 2 NRTIs + 2 IP. Lipoatrophy syndrome was more prevalent and the metabolic syndrome was detected in 19.4% of the sample. Most patients presented diagnostic nutritional Eutrophic. There was no significant difference between the two groups mentioned in any of these variables, demonstrating the homogeneity of the groups. The use of FCM was effective in reducing plasma levels of total cholesterol after 30 days of use, without, however, changing its classification, there was improvement in the plasma levels of LDL - c after the use of FCM for 90 days and improvement category (increased LDL - c rating - great) there was an increase in HDL - c after 90 days of consumption of FCM without improvement in the classification of lipoproteins, there was a decrease of plasma levels of triglycerides after 30 days of FCM and improvement category. There were no changes in blood glucose after the use of FCM. Individuals who used the FCM showed a lower risk of developing coronary artery disease after 90 days of use. There was no difference between the two groups regarding the consumption of the main components of food. The use of 30 grams of FCM for 90 days associated with the Dietary Guideline is effective in improving plasma levels of total cholesterol, LDL - c, HDL – c, Triglycerides without interfering with blood glucose values.

Pectin is a soluble dietary fiber that in addition to its role in the food industry as a thickener and emulsifier, provides metabolic effects related to weight control, lipids and glucose levels. It is found in significant amounts in agro-industrial residues such as bark and fruit cake. Soybean hulls, a product derived from the bran extraction and legume oil, also has a large amount of pectin in its composition. However, sources of different characteristics tend to provide pectins with monomeric organization and differentiated properties, which determine its technological application and metabolic role. Moreover, studies have indicated that the products of its hydrolysis, in particular pectic oligosaccharides have bifidogenic characteristics are considered as a new class of prebiotics. However, changes in physical and chemical properties caused by hydrolysis and its metabolic effects are not well studied. The optimal amounts of pectic prebiotics consumption also require further evidence to be established. Therefore, the aim of this study was to select promising raw material for efficient extraction and hydrolysis of pectin, evaluating the resulting product (partially hydrolyzed pectin) and the physical and chemical properties and prebiotic potential in vivo. The agro-industrial waste used were soybean hulls, passion fruit peel and orange peel. The passion fruit peel was the raw material with the greatest potential for pectin extraction by presenting yield ( 15.71 %) and galacturonic acid content ( 51.3 % ) , similar to orange peel ( 17.96 % yield and 60.45 % of galacturonic acid) in pectic concentrate, but with residual levels of protein and lipids reduced. Although high pectin content in its composition , the yield of extraction of the polysaccharide was only 5.66 % for soybean hulls . Therefore, passion fruit peel was chosen for pectit prebiotics production. Acid hydrolysis was efficient for two hours to produce changes in molecular weight distribution profile of passion fruit peel pectin, increasing the amount of low molecular weight compounds. The physico-chemical properties form also altered by hydrolysis, with decreased water holding capacity and the copper connection, and increased capacity for absorbing fat. The addition of 0.25% of partially hydrolyzed passion fruit peel pectin provided prebiotic effect, resulting in increased production of short chain fatty acids in growth in rat cecum. / A pectina é uma fibra alimentar solúvel que, além de seu papel na indústria de alimentos como espessante e emulsificante, proporciona efeitos metabólicos relacionados ao controle do peso, perfil lipídico e glicêmico. É encontrada em quantidades significativas em resíduos da agroindústria, como cascas e bagaços de frutas. A casca de soja, um produto resultante da extração do farelo e do óleo da leguminosa, também possui grande quantidade de pectina em sua composição. Todavia, fontes de características diferentes tendem a fornecer pectinas com organização monomérica e propriedades diferenciadas, as quais determinam sua aplicação tecnológica e papel metabólico. Além disso, estudos têm apontado que os produtos da sua hidrólise, em especial os oligossacarídeos pécticos, apresentam características bifidogênicas, sendo considerados uma nova classe de prebióticos. No entanto, as alterações nas propriedades físico-químicas causadas pela hidrólise e seus efeitos metabólicos são pouco estudadas. As quantidades ideais de consumo de prebióticos pécticos também carecem de maiores evidências para serem estabelecidas. Portanto, o objetivo deste estudo foi selecionar matéria-prima promissora para eficiente extração e hidrólise de pectinas, avaliando o produto resultante (pectina parcialmente hidrolisada) quanto às propriedades físico-químicas e potencial prebiótico in vivo. Os resíduos agroindustriais utilizados foram casca de soja, casca de maracujá e bagaço de laranja. A casca de maracujá foi a matéria-prima de maior potencial para extração de pectinas por apresentar rendimento (15,71%) e teor de ácido galacturônico (51,3%), semelhante ao bagaço de laranja (17,96% de rendimento e 60,45% de ácido galacturônico) no concentrado péctico, porém com teores residuais de proteína e lipídeos reduzidos. Embora com elevado teor de pectina em sua composição, o rendimento de extração deste polissacarídeo foi de apenas 5,66% para a casca de soja. Portanto, a casca de maracujá foi escolhida para a produção dos prebióticos pécticos. A hidrólise ácida por duas horas foi eficiente para produzir alterações no perfil de distribuição de massa molar da pectina de casca de maracujá, aumentando a quantidade de compostos de baixa massa molar. As propriedades físico-químicas também foram alteradas pela hidrólise, com diminuição da capacidade de retenção de água e de ligação a cobre, e aumento da capacidade de absorção de gordura. A adição de 0,25% de pectina de casca de maracujá parcialmente hidrolisada proporcionou efeito prebiótico, confirmado pela maior produção de ácidos graxos de cadeia curta no ceco de ratos em crescimento.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The passion fruit peel (CM), apple pomace (BM) and orange bagasse (BL) are by-products generated in large quantities and usually wasted by brazilian industries of juices processing. However have nutritional qualities important for health, as relevant levels of dietary fiber. In this context, the study aimed to characterize the flour of these by-products, study potential nutritional as alternative sources of fiber in diets drawn up for rats, and test the nutritional and sensory quality of honey breads enriched with these flours. In step characterization, it was verified a high content of dietary fiber, which varied 54.82 to 76.84% in dry matter (DM), highlighting the soluble fraction (18.97% to 25.17% in DM), mainly composed of pectin (49.19% to 91.25% of the soluble fiber). Phenolic compounds were also elevated in the samples analyzed (479.71 to 862.11 mg% in DM). The BM stood out for higher fiber content, pectin, condensed tannins and greatest copper binding capacity. The CM presented a high mineral content, very small percentage of fat, high hydration capacity and greater fat binding capacity. The BL was the by-product with higher levels of soluble fiber and phenolic content. In biological assay, conducted for 40 days, it was used 32 male Wistar rats, with 21 days old, randomly distributed (eight animals / treatment) between the following experimental treatments: TC, control treatment with cellulose as a fiber source; TBM; treatment with apple pomace as fiber source; TBL, treatment with orange bagasse as a source of fiber; TCM; treatment with passion fruit peel as a source of fiber.The different sources of fiber did not affect the average consumption, weight gain, feed conversion, gastrointestinal transit time, and neither exerted influence on the weight of the intestine empty, kidney, liver and epididymal fat of animals. There was also not significant difference in the levels of total cholesterol, HDL cholesterol, albumin, total protein and lipids in the liver. However, it was found that the addition of these by-products has enabled significant reductions in serum triglycerides and hepatic cholesterol, and also promote changes in important parameters for gut health (pH, nitrogen and fecal moisture) and play important roles in the control of postprandial glycemia. The fiber derived from BM showed greater potential to reduce the absorption and metabolization of fat for its increased excretion in feces, but it was the only one that did not exercise significant influence on fasting glucose. The fiber from the CM had higher apparent digestibility and the animals fed with BL showed the better postprandial glycemic response. The replacement of 15% of wheat flour standard formulation of honey bread by flours fruit by-products of allowed the reduction of caloric value and the increase in dietary fiber content (from 6.62 to 9.61% in DM to the formulations added BL and BM, respectively) and your soluble fraction. Sensory evaluation of honey breads enriched with flour by-products indicated good acceptability average for all parameters evaluated (color, aroma, flavor, texture, overall acceptability) and favorable purchase intent of these products. Is founded, thus, the rational utilization of these by-products of processing fruits as alternative sources of fiber with potential nutritional and technological to be used in human food. / A casca de maracujá (CM), o bagaço de maçã (BM) e o bagaço de laranja (BL) são subprodutos gerados em grande quantidade e geralmente desperdiçados pelas indústrias brasileiras de processamento de sucos. Contudo possuem qualidades nutricionais importantes, como teores relevantes de fibra alimentar. Nesse contexto, este trabalho objetivou caracterizar as farinhas desses subprodutos, estudar o potencial nutricional como fontes alternativas de fibra em dietas elaboradas para ratos e testar a qualidade nutricional e sensorial de pães de mel enriquecidos com essas farinhas. Na etapa de caracterização, constatou-se alto teor de fibra alimentar, que variou de 54,82 a 76,84% na matéria seca (MS), destacando-se a fração solúvel (18,97% a 25,17% na MS), composta principalmente por pectina. Os compostos fenólicos também foram elevados nas amostras analisadas (479,71 a 862,11 mg % na MS). O BM destacou-se pelo maior teor de fibra, pectina, taninos condensados e superior capacidade de ligação ao cobre. A CM apresentou alto teor de minerais, baixo percentual de gordura, elevada capacidade de hidratação e maior capacidade de ligação à gordura. O BL foi o subproduto com maior teor de fibra solúvel e conteúdo de fenóis. No ensaio biológico, conduzido por 40 dias, utilizou-se 32 ratos Wistar machos, com 21 dias de idade e distribuídos aleatoriamente (oito animais/tratamento) entre os seguintes tratamentos experimentais: TC, tratamento controle com celulose como fonte de fibra; TBM; tratamento com bagaço de maçã como fonte de fibra; TBL, tratamento com bagaço de laranja como fonte de fibra; TCM; tratamento com casca de maracujá como fonte de fibra. As diferentes fontes de fibras não afetaram o consumo médio, ganho de peso, conversão alimentar, tempo de trânsito gastrointestinal e nem exerceram influência no peso do intestino vazio, do rim, do fígado e da gordura epididimal dos animais. Também não foi observada diferença significativa nos níveis de colesterol total, colesterol HDL, albumina, proteínas totais e lipídeos no fígado. Contudo, constatou-se que adição desses subprodutos possibilitou reduções significativas nos níveis de triglicerídeos séricos e de colesterol hepático, além de promover modificações em parâmetros importantes para a saúde do intestino (pH, nitrogênio e umidade fecal) e desempenhar importante ação no controle da glicemia pós-prandial. A fibra oriunda do BM mostrou maior potencial em reduzir a absorção e a metabolização da gordura pela sua excreção aumentada nas fezes, mas foi a única que não exerceu influência significativa na glicemia de jejum. A fibra advinda da CM apresentou maior digestibilidade aparente e os animais alimentados com BL mostraram a melhor resposta glicêmica pós-prandial. A substituição de 15% da farinha de trigo da formulação padrão de pão de mel pelas farinhas dos subprodutos de frutas possibilitou a redução do valor calórico e o incremento no teor de fibra alimentar (6,62 a 9,61% na MS para as formulações adicionadas de BL e BM, respectivamente) e de sua fração solúvel. A avaliação sensorial dos pães de mel enriquecidos com as farinhas dos subprodutos indicou boa média de aceitabilidade para todos os parâmetros avaliados (cor, aroma, sabor, textura, aceitação global) e favorável intenção de compra desses produtos. Fundamenta-se, assim, a utilização racional desses subprodutos do processamento de frutas como fontes alternativas de fibras, que têm potencial nutricional e tecnológico para serem utilizadas na alimentação humana.