Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, 2009. / Submitted by Caroline Silva (krol_bilhar@hotmail.com) on 2012-08-23T21:59:48Z No. of bitstreams: 1 kessi_dissertao final_correes.pdf: 4836287 bytes, checksum: 33776a5ef650befe4f64aff95e010123 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2012-11-06T20:24:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 kessi_dissertao final_correes.pdf: 4836287 bytes, checksum: 33776a5ef650befe4f64aff95e010123 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-11-06T20:24:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 kessi_dissertao final_correes.pdf: 4836287 bytes, checksum: 33776a5ef650befe4f64aff95e010123 (MD5) Previous issue date: 2009 / A região sul do Brasil tem se destacado pela grande produção de frango que, juntamente com o avanço científico e tecnológico no processamento, fazem dessa carne um produto popular e de baixo preço. Com a maior valorização dos cortes nobres de frango, principalmente do produto desossado, tem-se um aumento na quantidade de resíduos, carcaças, ossos e cortes menos nobres. A carne mecanicamente separada (CMS) de frango é produzida através de desossadores mecânicos que utilizam como matéria-prima partes de baixo valor comercial. Apesar de alguns estudos estarem sendo conduzidos para avaliar o uso de diferentes proporções de CMS em produtos cárneos, a leg slação brasileira limita a adição desta matéria-prima em alimentos comerciais. A produção de um isolado protéico úmido obtido a partir de CMS de frango representa uma alternativa para aproveitar os recursos alimentares disponíveis, pois este pode fornecer uma fonte protéica de alto valor nutricional, capaz de contribuir na formação do gel, proporcionando melhor estabilidade de emulsão e capacidade ligante em produtos como embutidos emulsionados. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um processo para obtenção de isolado protéico úmido de frango (IPF) a partir de carne mecanicamente separada de frango e avaliar a adição deste isolado protéico em um embutido emulsionado. Inicialmente, foi definido o melhor processo de extração química da proteína de frango por mudança de pH, através de tratamento ácido ou alcalino seguido de precipitação isoelétrica da proteína. Os isolados protéicos úmidos foram analisados quanto ao conteúdo de proteínas, lipídios e rendimento através de metodologia de superfície de resposta. Para o tratamento ácido, pH 2,5, temperatura de 10°C e tempo de centrifugação de 25 min favoreceram a obtenção de um isolado com elevado conteúdo de proteína, baixo teor de gordura e alto rendimento. Para o tratamento alcalino, pH 11,0, temperatura de 10°C e tempo de 25 min garantiram características semelhantes no isolado. A proteína obtida pelo processo de solubilização alcalina apresentou gel mais forte e extensível quando comparado ao gel obtido pelo processo ácido. Posteriormente, foram estudados o efeito da concentração de isolado protéico úmido de frango (IPF), obtido por solubilização alcalina, e o efeito da temperatura de cocção sobre as características de textura do embutido, firmeza, força de quebra e força de gel através de metodologia de superfície de reposta. Os resultados mostraram que em temperaturas elevadas entre 82,5 e 87,8°C ocorreu um aumento na firmeza, na força de quebra e na força de gel dos embutidos e que a concentração de IPF não afetou significativamente (p<0,05) as respostas firmeza e força de quebra. Entretanto, a resposta força de gel foi intensificada com concentrações elevadas de IPF na formulação. Quanto à análise sensorial, a amostra com maior aceitabilidade e maior intenção de compra foi a salsicha de frango comercial, entretanto, a salsicha com adição de IPF (sem adição de toucinho) apresentou elevado conteúdo de proteína e baixo teor de lipídios quando comparado a salsicha de frango comercial, demonstrando que a substituição total da gordura pelo isolado protéico úmido de frango na salsicha contribui para elaboração de um produto com baixo teor de gordura. / Southern Brazil has putted in relief for the great production of chicken that, together with the scientific and technological advance in processing, make from this meat, a popular and of low price. With the biggest valorization of the noble chicken cuts, mainly the deboned products, has an increase in wastes, carcasses, bones and less noble cuts. Mechanically deboned meat (MDM) of chicken is a raw material produced through meat-bone separator that uses as raw material, parts of low commercial value of the chicken. Although some studies being lead to evaluate the use of different ratios of MDM in meat products, the Brazilian legislation limits the addition of this raw material in commercial food. The production of a protein isolate obtained from MDM of chicken represents an alternative to use the available alimentary resources, therefore it can supply a protein source of high nutritional value, able to contribute in the formation of the gel, being provided better emulsion stability and binding capacity in products as emulsionated sausages. The objectives of this work was to develop a process to obtain a chicken protein isolate (CPI) from MDM of chicken, and to evaluate the addition of this protein isolate in an emulsionated sausage. Initially, the optimum process of chemical extraction of protein by pH shifting method was defined, both acid and alkaline treatment followed of isoelectric precipitation of protein. Protein isolates were analyzed for the protein content, lipids and yield through response surface methodology. For acid treatment, pH 2.5, temperature of 10°C and centrifugation time of 25 min allowed the isolate obtaining with high protein content, low fat and high yield. For alkaline treatment, pH 11.0, temperature of 10°C and centrifugation time of 25 min provide an isolate with similar characteristics. The protein obtained by alkaline solubilization process showed stronger and more extensible gel than those obtained by acid process. Later, the effect of chicken protein isolate addition, obtained by alkaline solubilization, and the heating temperature on sausage texture, firmness, breaking force and gel strength was studied through response surface methodology. The results showed that at high temperature, values between 82.5 and 87.8°C occur a rise on firmness, breaking force and gel strength of the sausages and the CPI concentration was not significant (p<0.05) to firmness and breaking force. However, the gel strength was intensified with high CPI concentrations on the formulation. On the sensory analysis, the commercial chicken sausage showed bigger acceptability and bigger purchase intention than sausage with CPI. Although the sausage with CPI addition (without pig lard addition) showed higher protein content and lower fat than commercial chicken sausage, demonstrating that replacement of total fat content for chicken protein isolate in emulsionated sausage contributes to elaboration of a product with low fat, once showed smaller lipids content than commercial chicken sausage.

Os nutrientes e os compostos bioativos do pescado são de interesse para a indústria alimentícia e farmacêutica. Estes compostos podem estar presentes na fração lipídica e proteica de espécies de peixe, crustáceos, algas e microalgas utilizadas para consumo humano, e também, no material descartado como resíduo do processamento. Elaboraram-se coprodutos utilizando resíduos do processamento de tilápia (Oreochromis niloticus) e beijupirá (Rachycentron canadum), a fim de investigar diferentes formas de aproveitamento destes, buscando agregar valor ao material que seria descartado ou subutilizado. Num primeiro estudo, foram observadas as condições eficientes de hidrólise para o resíduo do processamento de tilápia utilizando diferentes enzimas, e estabelecendo os períodos de hidrólise que propiciassem melhor qualidade da fração lipídica. Posteriormente, elaborou-se silagem química com resíduo da mesma espécie, para caracterização desta e avaliação da estabilidade microbiológica. Conseguinte, fez-se um estudo com os resíduos das duas espécies para elaboração das silagens a fim de verificar a qualidade das frações e seus melhores rendimentos, ao longo do tempo de estocagem. E por fim, foi realizado um estudo para elaborar e verificar a viabilidade de produção do coproduto peptona, obtido a partir da fração aquosa destas silagens. Os tratamentos testados se mostraram viáveis para obtenção de hidrolisado proteico, sendo que o tipo de enzima e o tempo de hidrólise determinaram o grau de fracionamento. A fração lipídica apresentou quantidade relevante de ácidos graxos poli-insaturados e adequada relação n-6/n-3. Para os testes com silagem de tilápia, a estabilidade foi satisfatória ao longo de 40 dias de armazenamento em temperatura de 25±1°C. Quanto às silagens elaboradas, com ambas as espécies, observou-se que os tratamentos nos quais não foram adicionados BHT, os valores para o Índice de Peróxidos foram elevados, indicando que houve um processo de degradação da fração lipídica presente nas silagens e reafirmando a necessidade de se utilizar um antioxidante nas formulações. Houve também um aumento gradual no Nitrogênio não proteico durante a hidrólise, ascendendo de forma significativa entre os tempos de armazenamento. Em relação ao rendimento, as silagens demostraram melhores rendimentos das frações aquosas no período de 10 e 20 dias de estocagem. Para a composição de ácidos graxos, tanto para os resíduos, quanto para as silagens observou-se que o ácido oleico (18:1) apresentou-se em maior quantidade nas frações analisadas. A fração aquosa das silagens tanto de tilápia, quanto de beijupirá, apresentou teores mais elevados de ácido glutâmico, lisina, glicina e ácido aspártico. Estas frações mostraram-se efetivas no crescimento dos micro-organismos Escherichia coli e Staphylococcus aureus, podendo ser convertidas em peptonas por um processo de fracionamento e liofilização. Os resultados obtidos indicam que é possível produzir um coproduto de pescado com valor agregado, colaborando para a sustentabilidade da cadeia produtiva destas espécies, desde que haja o procedimento de coleta seletiva para a separação dos resíduos gerados nas unidades processadoras / Fish have chemical and nutritional compounds of interest for pharmaceutical and food industries. Those compounds may be found in the lipid and/or protein fraction of fish, crustaceans, algae and microalgae used for human consumption, and also in the fish material discarded as processing residue. We prepared byproducts using \"tilapia\" (Oreochromis niloticus) and \"beijupirá\" (Rachycentron canadum) processing residues aiming to investigate different ways for using them and to aggregate value for the raw material that would be discarded or under-used. In a first study, we analyzed hydrolysis efficient conditions for tilápia processing residues, using different enzymes, aiming to identify the hydrolysis periods which could generate the best quality lipid fractions. Subsequently, we prepared chemical silage with residues from the same fish species for characterization and evaluation of microbiological stability. Thus, we did a silage preparation study with tilápia and beijupirá wastes to verify fractions quality and yield over time of storage. Finally, we did a study to prepare and evaluate the viability of peptone byproduct production from those silages aqueous fractions. The treatments tested showed the viability for protein hydrolyzed production, with enzyme type and hydrolysis time determining the fractioning level. The lipid fraction showed a relevant amount of polyunsatured fatty acids and appropriated n-6/n-3 relation. In the tilapia silage tests, the stability over the 40 days of storage (25±1°C) was satisfactory. With respect to the silages prepared with both species, we observed that treatments without BHT addition had high peroxide values, indicating that a degradation process occurred in the lipid fraction present in the silages and reaffirming the necessity of using an antioxidant in the formulations. During hydrolysis, there was also a significant increase in non-protein nitrogen over the time of storage. Silages showed the best aqueous fraction yield in the period of 10 and 20 days of storage. Regarding fatty acids composition, we observed that in both wastes and silages, oleic acid (18:1) was found in higher quantities in the fractions analyzed. Silage aqueous fraction of both tilapia and beijupirá had higher levels of glutamic acid, lysine, glycine and aspartic acid. Those fractions showed to be effective for the growth of Escherichia coli and Staphylococcus aureus microorganisms, being able to be converted to peptones by a process of fractioning and lyophilization. The results obtained indicate that it is possible to produce a fish byproduct, with aggregated value, collaborating with sustainability of chain, provided that a procedure of selective collection for separation of the wastes generated occurs in the processing units

Os nutrientes e os compostos bioativos do pescado são de interesse para a indústria alimentícia e farmacêutica. Estes compostos podem estar presentes na fração lipídica e proteica de espécies de peixe, crustáceos, algas e microalgas utilizadas para consumo humano, e também, no material descartado como resíduo do processamento. Elaboraram-se coprodutos utilizando resíduos do processamento de tilápia (Oreochromis niloticus) e beijupirá (Rachycentron canadum), a fim de investigar diferentes formas de aproveitamento destes, buscando agregar valor ao material que seria descartado ou subutilizado. Num primeiro estudo, foram observadas as condições eficientes de hidrólise para o resíduo do processamento de tilápia utilizando diferentes enzimas, e estabelecendo os períodos de hidrólise que propiciassem melhor qualidade da fração lipídica. Posteriormente, elaborou-se silagem química com resíduo da mesma espécie, para caracterização desta e avaliação da estabilidade microbiológica. Conseguinte, fez-se um estudo com os resíduos das duas espécies para elaboração das silagens a fim de verificar a qualidade das frações e seus melhores rendimentos, ao longo do tempo de estocagem. E por fim, foi realizado um estudo para elaborar e verificar a viabilidade de produção do coproduto peptona, obtido a partir da fração aquosa destas silagens. Os tratamentos testados se mostraram viáveis para obtenção de hidrolisado proteico, sendo que o tipo de enzima e o tempo de hidrólise determinaram o grau de fracionamento. A fração lipídica apresentou quantidade relevante de ácidos graxos poli-insaturados e adequada relação n-6/n-3. Para os testes com silagem de tilápia, a estabilidade foi satisfatória ao longo de 40 dias de armazenamento em temperatura de 25±1°C. Quanto às silagens elaboradas, com ambas as espécies, observou-se que os tratamentos nos quais não foram adicionados BHT, os valores para o Índice de Peróxidos foram elevados, indicando que houve um processo de degradação da fração lipídica presente nas silagens e reafirmando a necessidade de se utilizar um antioxidante nas formulações. Houve também um aumento gradual no Nitrogênio não proteico durante a hidrólise, ascendendo de forma significativa entre os tempos de armazenamento. Em relação ao rendimento, as silagens demostraram melhores rendimentos das frações aquosas no período de 10 e 20 dias de estocagem. Para a composição de ácidos graxos, tanto para os resíduos, quanto para as silagens observou-se que o ácido oleico (18:1) apresentou-se em maior quantidade nas frações analisadas. A fração aquosa das silagens tanto de tilápia, quanto de beijupirá, apresentou teores mais elevados de ácido glutâmico, lisina, glicina e ácido aspártico. Estas frações mostraram-se efetivas no crescimento dos micro-organismos Escherichia coli e Staphylococcus aureus, podendo ser convertidas em peptonas por um processo de fracionamento e liofilização. Os resultados obtidos indicam que é possível produzir um coproduto de pescado com valor agregado, colaborando para a sustentabilidade da cadeia produtiva destas espécies, desde que haja o procedimento de coleta seletiva para a separação dos resíduos gerados nas unidades processadoras / Fish have chemical and nutritional compounds of interest for pharmaceutical and food industries. Those compounds may be found in the lipid and/or protein fraction of fish, crustaceans, algae and microalgae used for human consumption, and also in the fish material discarded as processing residue. We prepared byproducts using \"tilapia\" (Oreochromis niloticus) and \"beijupirá\" (Rachycentron canadum) processing residues aiming to investigate different ways for using them and to aggregate value for the raw material that would be discarded or under-used. In a first study, we analyzed hydrolysis efficient conditions for tilápia processing residues, using different enzymes, aiming to identify the hydrolysis periods which could generate the best quality lipid fractions. Subsequently, we prepared chemical silage with residues from the same fish species for characterization and evaluation of microbiological stability. Thus, we did a silage preparation study with tilápia and beijupirá wastes to verify fractions quality and yield over time of storage. Finally, we did a study to prepare and evaluate the viability of peptone byproduct production from those silages aqueous fractions. The treatments tested showed the viability for protein hydrolyzed production, with enzyme type and hydrolysis time determining the fractioning level. The lipid fraction showed a relevant amount of polyunsatured fatty acids and appropriated n-6/n-3 relation. In the tilapia silage tests, the stability over the 40 days of storage (25±1°C) was satisfactory. With respect to the silages prepared with both species, we observed that treatments without BHT addition had high peroxide values, indicating that a degradation process occurred in the lipid fraction present in the silages and reaffirming the necessity of using an antioxidant in the formulations. During hydrolysis, there was also a significant increase in non-protein nitrogen over the time of storage. Silages showed the best aqueous fraction yield in the period of 10 and 20 days of storage. Regarding fatty acids composition, we observed that in both wastes and silages, oleic acid (18:1) was found in higher quantities in the fractions analyzed. Silage aqueous fraction of both tilapia and beijupirá had higher levels of glutamic acid, lysine, glycine and aspartic acid. Those fractions showed to be effective for the growth of Escherichia coli and Staphylococcus aureus microorganisms, being able to be converted to peptones by a process of fractioning and lyophilization. The results obtained indicate that it is possible to produce a fish byproduct, with aggregated value, collaborating with sustainability of chain, provided that a procedure of selective collection for separation of the wastes generated occurs in the processing units

Orientador: Telma Teixeira Franco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-02T19:11:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Todorovic_Zoran_M.pdf: 2109964 bytes, checksum: a9300d59d70b5fdcbb2831ea8b7e1899 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: A biocompatibilidade, biodegradabilidade e o fato de ser um polimero catiônico bioadesivo fazem a quitosana um material atrativo para inúmeras aplicações na área biotecnológica, agrícola, farmacêutica e médica. As quito sanas com massas molares baixas e os oligômeros têm maiores perspectivas nas últimas duas áreas. O objetivo deste projeto de pesquisa foi a obtenção de polimeros com massa molar média reduzida devido à ação da enzima papaína. Empregando papaína livre e em forma imobilizada a redução da massa molar da quito sana foi estudada. Quitina foi utilizada como suporte para imobilização da papaína e para imobilização da proteína modelo albumina de soro bovino. Experimentos com todos estes materiais foram realizados para estudar os efeitos da modificação da quito sana. Os experimentos foram conduzidos em reatores batelada com pH e temperatura controlados. Soluções da quito sana (1 %) foram preparadas utilizando ácido lático ou ácido acético para solubilização. Duas técnicas para determinação da massa molar da quito sana foram utilizadas. Em primeiro lugar, a visco simetria foi empregada sendo esta a técnica mais comum para investigação de redução da massa molar. Redução da viscosidade de soluções de quitosana foi associada à diminuição da massa molar média. Outro método utilizado para a determinação de massas molares foi a cromatografia de permeação em gel, que é considerado um método relativo de determinação de massa molar, pois necessita de padrões dos polimeros para a construção de uma curva padrão. A massa molar determinada por estes dois métodos é dependente do tamanho da molécula (diâmetro). O método absoluto de determinação da massa molar com detector de espalhamento de luz também foi utilizado. Este detector conectado on-line com cromatografia de permeação em gel fornece dados absolutos da massa molar média. Luz espalhada de diferentes partes da molécula do polimero em diferentes ângulos geram o valor correto da massa molar sem utilização dos padrões. Os resultados mostraram o efeito superior na redução da massa molar utilizando papaína em comparação com outros materiais utilizados. Esta redução da massa molar média é rápida e acentuada nos primeiros minutos da reação, em comparação com a continuação do processo / Abstract: Biocompatibility, biodegradability and the fact of being bioadhesive polycationic polymer make chitosan an attractive material for various applications in agricultural and biotechnological, pharmaceutical and medical fields. Chitosans with lower molecular weights and oligomers OOve major perspectives in the last two fields. An objective of this project of research was the production of polymers with reduced molecular weight due to the action of enzyme papain. Applying papain in the free and immobilized form the reduction of molecular weight of chitosan was studied. Chitin was used as a support for the immobilization of papain and for the immobilization of model protein bovine serum albumin. Experiments with all these materiais were realized to study the effects of modification of chitosan. Experiments were run using batch reactors at controled pH and temperature. Chitosan solutions (1 %) were prepared using lactic acid or acetic acid for solubilization. Two different techniques were used for determination of molecular weight of chitosan. First viscosimetry was applied as the most common technique used for investigation of reduction of molecular weights. Reduction of viscosity of chitosan solutions is associated with the reduction of molecular weight. The other method used for determination of molecular weights is gel permeation chromatography toot is considered a relative method of determination of molecular weights as it requires polymeric standards for the construction of the standard curve. Molecular weight determined by these two methods is dependant of the molecular size (diameter). Absolute method of determination of molecular weights through measurements with detector of light scattering was aIso applied in this studies. This detector connected on-line with gel penneation chromatography provides us with the absolute molecular weights. This method does not require standards measuring the light scattered from different parts of the polymeric molecule in different angles generating in this way the correct value of molecular weight. Results show the superior effect of papain on the reduction of molecular weight compared to the other materiais used. This reduction of molecular weight is fast, pronounced in the :fust minutes of the reaction in comparison with the continuation of the process / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

This diploma thesis is focused on study of chemical and enzymatical hydrolysis of raw wood material. The aim of this work was to find the suitable method for pretreatment of selected lignocellulose materials. The theoretical part deals with characterization of lignocellulosic material and its components. There are also subscribed various pretreatment methods and their effect on hydrolysis of sawdust. In experimental part of the work the most appropriate approach of pretreatment and hydrolysis of sawdust was studied. Criteria for the selection of suitable method was concentration of saccharides as desired product of hydrolysis and also concentration of the most important microbial inhibitors - polyphenols. Application of 96% ethanol or 5% H2O2 were identified as the most promising pretreatment methods which enhanced yields of fermentable sugars about 30 %. Further, we also performed cultivation of bacteria Burkholderia cepacia and bacteria Burkholderia sacchari using solution obtained by hydrolysis of lignocellulose material.