Submitted by Viviane Lima da Cunha (viviane@biblioteca.ufpb.br) on 2016-02-22T15:25:54Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1326791 bytes, checksum: 047e6cb846e3a375011e97377274ccc0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-22T15:25:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1326791 bytes, checksum: 047e6cb846e3a375011e97377274ccc0 (MD5) Previous issue date: 2015-03-24 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The reactive oxygen species (ROS) are generated through reactions physiologically normal in the human organism during the respiratory process and perform various functions such as signage and providing defense against infections. However, in excessive amounts the ROS cause cellular damage and are involved in the initiation or progression of degenerative chronic diseases. In contrast, the antioxidant agents play a vital role for reduce the processes oxidative in the organism. Among them are hydrolyzed peptides from protein sources and, that demonstrate antioxidant activity. However, it is necessary the hydrolytic process for release of small fragments of amino peptide with the capacity to reduce the ROS. However, the conditions of hydrolysis employed such as type of enzyme, enzyme concentration, pH, time and temperature can influence the formation of peptides with antioxidant properties. Thus, this study aimed to obtain hydrolyzed from okra seed proteins using Alcalase® hydrolytic enzyme in different conditions and evaluate the antioxidant capacity of the hydrolysates produced. Using a Central Composite Rotatable Design (CCRD), was evaluated the influence of independent variables: enzyme concentration (EC) and hydrolysis time (T), on the dependent variables: degree of hydrolysis (DH), protein recovery efficiency (PRE), total antioxidant capacity (TAC) and scavenging of radicals radicais 2.2’-azinobis-(3-ethylbenzothiazoline)-6-sulfonic acid (ABTS) e 2.2-diphenyl-1-picrilidrazil (DPPH). The results showed that the increase in EC and T influenced positively on DH and TAC and only increased T influenced on the PRE, the ability of eliminating radical ABTS and DPPH were not influenced by the independent variables. It was verified that the increased TAC is directly into proportional to the increase in DH. The electrophoretic profile revealed that okra seed protein concentrate (OSPC), presents protein bands with relative masses above 38 kDa and less than 8.5 kDa. It was also found, the efficiency of the process of hydrolysis by Alcalase®, evidenced by the disappearance of most of the protein bands and the appearance of peptides of molecular mass < 3.5 kDa in hydrolysates with a higher DH. The OSPC showed lower TAC and ability of the ABTS and DPPH radical scavenger in comparison to the hydrolysates obtained. The best operating conditions of the independent variables (EC and T) obtained in the optimization study, using the methodology CCRD was possible to obtain a hydrolyzate considered optimal, the enzyme concentration was 2% and time of hydrolysis of 300 min, in this condition the hydrolyzed resulted in increased DH (19.32%), TAC (51.54%) and significant results for DPPH (52.60%) and ABTS (73.04%). The hydrolyzed great presented a considerable content of amino acids with ability to donate protons and electrons, especially acids (32.90 g/100 g of protein), hydrophobic (38.58 g/100 g of protein) and aromatic (9.43 g/100 g of protein). The results show that the protein hydrolyzate of okra seed emerges as a promising bioactive compound, with antioxid capacity. However, other studies are needed to assess the effects that the hydrolysate can produce in vivo, in order to verify the effectiveness of antioxidant activity in the human organism. / As espécies reativas de oxigênio (EROs) são geradas através de reações fisiologicamente normais no organismo humano durante o processo respiratório e exercem diversas funções como sinalização e fornecimento de defesa contra infecções. No entanto, em quantidades excessivas as EROs causam dano celular e estão envolvidas na iniciação ou progresso de doenças crônicas degenerativas. Em contrapartida, os agentes antioxidantes desempenham um papel vital para reduzir os processos oxidativos no organismo. Dentre os quais destacam-se hidrolisados e peptídeos oriundos de fontes proteícas, que demonstram atividade antioxidante. Porém, se faz necessário o processo hidrolítico para que ocorra a liberação dos pequenos fragmentos de peptídeos com capacidade em reduzir as EROs. Todavia, as condições de hidrólise empregadas tais como tipo de enzima, concentração enzimática, pH, tempo e temperatura podem influenciar a formação de peptídeos com propriedades antioxidantes. Desta forma, esse estudo objetivou obter hidrolisado a partir das proteínas de sementes de quiabo com uso da enzima Alcalase® em diferentes condições hidrolíticas e avaliar a capacidade antioxidante dos hidrolisados produzidos. Utilizando um delineamento composto central rotacional (DCCR), foi avaliada a influência das variáveis independentes: concentração enzimática (CE) e tempo de hidrólise (T), sobre as variáveis dependentes: grau de hidrólise (GH), rendimento da recuperação de proteínas (RRP), capacidade antioxidante total (TAC) e sequestro dos radicais 2,2’-azinobis-(3-ethylbenzothiazoline)-6-sulfonic acid (ABTS) e 2,2-diphenyl-1-picrilidrazil (DPPH). Os resultados mostraram que o aumento da CE e T influenciaram positivamente sobre o GH e TAC e apenas o aumento do T influenciou no RRP, a capacidade de eliminação dos radicais ABTS e DPPH não foram influenciadas pelas variáveis independentes. Foi verificado que o aumento da TAC é diretamente proporcional ao aumento do GH. O perfil eletroforético revelou que o concentrado proteico de sementes de quiabo (CPSQ) apresenta bandas proteícas com massas relativas acima de 38 kDa e menor que 8,5 kDa. Foi constatado ainda a eficiência do processo de hidrólise pela Alcalase®, através do desaparecimento da maioria das bandas proteicas e aparecimento de peptídeos de massa molecular < 3,5 kDa nos hidrolisados com maior GH. O CPSQ apresentou menor TAC e capacidade sequestrante dos radicais ABTS e DPPH em comparação aos hidrolisados obtidos. Operando-se as melhores condições das variáveis independentes (CE e T) obtidas no estudo de otimização, a partir da metodologia do DCCR foi possível obter um hidrolisado considerado ótimo, cuja concentração enzimática foi de 2% e tempo de hidrólise de 300 min, nesta condição o hidrolisado resultou em maior GH (19,32%), TAC (51,54%) e resultados expressivos para DPPH (52,60%) e ABTS (73,04%). O hidrolisado ótimo apresentou um teor considerável de aminoácidos com capacidade em doar prótons e elétrons, destacando-se os ácidos (32,90 g/100g de proteína), hidrofóbicos (38,58 g/100g de proteína) e aromáticos (9,43 g/ 100g de proteína). Os resultados evidenciam que o hidrolisado proteico de sementes de quiabo surge como um composto bioativo promissor, com capacidade antioxidante. No entanto, outros estudos são necessários para avaliar os efeitos que o hidrolisado pode produzir in vivo, no intuito de constatar a efetividade da atividade antioxidante no organismo humano.

O Brasil é um grande produtor de commodities alimentícias, e hoje o desenvolvimento da indústria de ingredientes para a geração de insumos de maior valor agregado a partir destas matérias-primas é uma área pouco explorada pelas indústrias brasileiras. O arroz se destaca no agronegócio brasileiro, já que o país figura como o nono maior produtor mundial. O arroz quebrado é um coproduto do beneficiamento do arroz branco polido. Este estudo teve como objetivo propor e avaliar um processo de obtenção de concentrados e hidrolisados proteicos de arroz, contribuindo na oferta de estratégias para o desenvolvimento tecnológico do setor no Brasil. Adicionalmente, deseja-se auxiliar na valoração do coproduto arroz quebrado, alimento de baixo valor comercial, base para a geração de matérias-primas já encontradas internacionalmente, e que apresentam grande potencial de desenvolvimento no mercado brasileiro. Dentro deste contexto, buscou-se estudar a aplicação da tecnologia de membranas neste processo, por ser uma tecnologia limpa, de baixo consumo energético, já bem estabelecida e com aplicações crescentes na indústria de alimentos. O estudo iniciou com a avaliação da eficácia de um método rápido de extração alcalina de amido e proteína de arroz, no qual foi utilizada farinha de arroz derivada de arroz quebrado como matéria-prima, ao invés dos grãos quebrados, como no método tradicional. Nesse estudo, a partir do uso de uma razão substrato:solvente de 1:15, a etapa de extração foi realizada em estágio único a 30 oC em apenas 30 minutos – um curto tempo de extração se comparado ao método alcalino tradicional (24-48h). O rendimento da extração proteica com estas condições foi bastante elevado, atingiu 81,4 %. Observou-se ser possível realizar uma extração eficiente, com a minimização das reações indesejadas causadas pelo meio alcalino. Na segunda etapa foram avaliadas as propriedades funcionais do concentrado proteico obtido a partir do método rápido de extração alcalina. Além disso, suas propriedades foram comparadas com as de dois concentrados proteicos comerciais produzidos por extração enzimática. Foi observado que todos os concentrados proteicos avaliados apresentaram pobres propriedades funcionais, devido sobretudo a suas baixas solubilidades em condições de pH próximas à neutralidade e levemente ácidas, concluindo-se ser necessário estudos que visem a melhoria da solubilidade destas proteínas quando se busca uma aplicação mais abrangente das mesmas como ingredientes. Os resultados obtidos na primeira etapa deste estudo motivaram inicialmente o emprego da microfiltração na separação das correntes de amido e proteína do extrato alcalino, analisando a possibilidade de se obter um amido com elevada pureza e uma corrente de permeado contendo a proteína extraída. A análise global dos resultados obtidos nesse trabalho permite que seja destacado que a escolha da microfiltração para o processo de separação do amido e da proteína de arroz deve ser avaliada com cautela. Na quarta etapa deste estudo avaliou-se a aplicação da hidrólise enzimática parcial do concentrado proteico na solubilização da proteína de endosperma de arroz. A hidrólise parcial, realizada com Alcalase®, permitiu a solubilização de 40 % da proteína originalmente presente na suspensão de proteína extraída pelo método alcalino. Os peptídeos solúveis gerados apresentaram massa molar média de 1,18 ± 0,33 kDa, solubilidade proteica superior a 88,5 % na faixa de pH de 3 a 7 e boa capacidade de formação de espuma, apesar de formarem uma espuma de baixa estabilidade. Neste estudo o hidrolisado proteico foi concentrado e purificado por ultrafiltração, o que permitiu a redução de 68 % do conteúdo de sódio do produto. Concluiu-se que neste estudo foi possível propor um processo produtivo que permitiu a obtenção de ingredientes com adequadas propriedades nutricionais e funcionais a partir do coproduto arroz quebrado. / The Brazil is a large producer of food commodities, and today the development of the industry of ingredients to add value to these raw materials is an area little explored by the Brazilian industries. Rice stands out in the Brazilian agribusiness, as the country is the ninth largest producer. The broken rice is a byproduct derived from the processing of polished rice. This study aimed to propose and evaluate a process of obtaining rice protein concentrates and hydrolysates contributing to offer strategies for the technological development of the sector in Brazil. Additionally, it aims to assist in the valuation of the byproduct broken rice, a low commercial value food which is the basis for the generation of raw materials already found internationally, and which have great potential in the Brazilian market. Within this context, it sought to study the application of membrane technology in this process, because it is a clean, low-energy, well-established technology, with growing applications in the food industry. The study began with the evaluation of the effectiveness of a fast alkaline extraction method for obtaining rice starch and protein, using rice flour derived from broken rice as raw material, instead of broken grains, as in the traditional method. In this study, with the use of a substrate:solvent ratio of 1:15, the extraction step was performed in a single stage at 30 °C in 30 minutes - a short extraction time compared to traditional alkaline method (24-48h). The yield of protein extraction with these conditions was very high, reached 81.4%. It was possible to perform an efficient extraction, with the minimization of undesired reactions caused by the alkaline medium. In the second stage of this study were evaluated the functional properties of the protein concentrate obtained by the fast alkaline extraction method. In addition, their properties were compared with two commercial concentrated protein produced by enzymatic extraction. It was observed that all the evaluated protein concentrates showed poor functional properties, mainly due to their low solubility at pH conditions close to neutrality and slightly acidic, concluding that it is necessary studies aimed to improve the solubility of these proteins in order to seek more applications of this ingredient. The results obtained in the first step of this study initially motivated the use of microfiltration to separate the starch and protein chains of the alkali extract, analyzing the possibility of obtaining a starch with high purity and a permeate stream containing the extracted protein. The global analysis of the results obtained in this work allows it to be noted that the choice of microfiltration for the separation process of starch and rice protein should be evaluated with caution. In the fourth stage of this study was evaluated the application of the partial enzymatic hydrolysis in solubilization of rice endosperm protein. The partial hydrolysis performed with Alcalase allowed solubilization of 40% of the protein originally present in the protein suspension extracted by the alkaline method. The generated soluble peptides had molecular weight average of 1.18 ± 0.33 kDa, protein solubility higher than 88.5 % in the pH range 3 to 7, and good foaming ability, while forming a low stable foam. In this study, the protein hydrolyzate was concentrated and purified by ultrafiltration, allowing 68 % reduction in the sodium content of the product. It is concluded that in this study was proposed a production process allowing obtaining ingredients with suitable nutritional and functional properties from the byproduct broken rice.

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2016-11-23T16:13:22Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mirtza Fúlvia Maggioli - 2014.pdf: 10959485 bytes, checksum: 5397bb78460f4fbc15b15f9f9dd335a5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2016-11-30T15:44:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mirtza Fúlvia Maggioli - 2014.pdf: 10959485 bytes, checksum: 5397bb78460f4fbc15b15f9f9dd335a5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-30T15:44:44Z (GMT). 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The following system characteristics were studied: maximum interation pHs, emulsions rheological behavior, emulsions sizes, physico-chemical characterization of the phases (coacervate and supernadant), process mass balance, coacervate rheology, microparticles morphology after lyophilization, the powder density, the powder stability and the microencapsulation process efficiency. The results confirmed that there is an optimum range of particle formation, depending on pH. The emulsions presented typical Newtonian fluid behavior and the viscosity increased with incresing the oil concentration. That behavior does not depend on wall materials. It was also observed that wet coacervates were better fitted to Power Law, presenting pseudoplastic behavior. Concentrate soy protein / gum arabic showed thixotropy. The emulsion gout showed an surface average diameter between 2,24 µm e 14,42µm. The microparticles exhibited slightly spherical, rough surface and pores, probably influenced by drying process. The process efficiency showed no dependence on the oil concentration at studied systems. The adsorption isotherms (at 30°C) of the obtained powders were best fitted to the GAB model and the e moisture content of monolayer (xm) for this model were between 2.5% to 5.1% for CPSL and GA microparticles and between 5.1% and 6.1% for IPS and GA / Neste trabalho foram estudados os processos de coacervação complexa de óleo de café verde, como material de recheio, em dois tipos de sistemas: concentrado proteico de soro de leite (CPSL)/ goma arábica (GA) e isolado proteico de soja (IPS) / goma arábica (GA), como biopolímeros de parede. Estes sistemas foram preparados com concentração de biopolímeros fixa em 4% (massa / massa) da emulsão e a proporção entre eles foi respectivamente 2:1 e 1,4:1. Emulsões com diferentes concentrações de óleo de café verde (0%; 10%; 17,5% e 25%), em relação aos materiais de parede, foram preparadas. A partir destas emulsões com os pHs ajustados, o sistema apresentou separação de fases (coacervação). Foram avaliados os pHs de máxima interação entre os pares de biopolímeros estudados, o comportamento reológico das emulsões, o tamanho de gota das emulsões produzidas, a caracterização fisicoquímica das fases (sobrenadante e coacervado), o balanço de massa do processo, a reologia do coacervado, a morfologia das micropartículas após liofilização, a densidade dos pós obtidos, a estabilidade do pó e a eficiência do processo de microencapsulação. Os resultados obtidos confirmaram que existe uma faixa ótima de formação de partículas dependente do pH. As emulsões apresentaram comportamento típico de fluidos newtoniano e a viscosidade aumentou com a concentração de óleo independente dos materiais de parede estudados. Já os coacervados úmidos ajustaram-se melhor à Lei da Potência apresentando comportamento pseudoplástico. Os coacervados de isolado proteico de soja / goma arábica apresentaram tixotropia. As emulsões apresentaram gotas com diâmetro superficial médio entre 2,24 µm e 14,42µm. As micropartículas apresentaram forma levemente esférica, superficie rugosa e com poros provavelmente influenciada pelo processo de secagem. A eficiência do processo não mostrou dependência com a concentração de óleo nos sistemas estudados. As isotermas de adsorção (a 30°C) dos pós obtidos ajustaram-se melhor ao modelo GAB e os teores de umidade da monocamanda (xm) para este modelo ficaram entre 2, 5 % e 5,1% para as micropartículas de CPSL e GA e entre 5,1% e 6,1% para as micropartículas de IPS e GA