Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T19:08:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 298275.pdf: 1289245 bytes, checksum: 547a991388b4d22250541d4f0e7b3fcf (MD5) / O alginato é um exopolissacarídeo constituído de quantidades variáveis de ácidos ?-D-manurônico e seu epímero C-5 ácido ?-L-gulorônico, unidos por ligações ?-1,4 glicosídicas. É extensamente utilizado na indústria de alimentos e biotecnológica. Atualmente a demanda do alginato para estas aplicações é suprida a partir da sua extração de algas marinhas, entretanto vários estudos reportam a produção de alginato por micro-organismos do gênero Pseudomonas e Azotobacter. A produção bacteriana de alginato apresenta-se como uma alternativa interessante e sua produção por micro-organismos, além de possibilitar a produção de biopolímeros de alta qualidade com características específicas e pré-determinadas, irá diminuir o impacto ambiental nas regiões em que as algas marinhas das quais é extraído são coletadas. Nos últimos anos, vários estudos relacionados à produção de alginato por micro-organismos foram realizados com o objetivo de avaliar sua produção e rota metabólica de biossíntese, para caracterizar o material produzido e para determinar as potencialidades de aplicação deste novo material. O conhecimento sobre a via metabólica de um organismo permite a compreensão da fisiologia celular e regulação de seu metabolismo, sendo a quantificação de fluxos metabólicos um importante objetivo, principalmente no que diz respeito à obtenção de produtos úteis comercialmente ou cientificamente. Neste estudo foi avaliado o efeito da relação C:N na produção de alginato. Foram realizados experimentos em frascos agitados a 240 rpm e 30°C, em meios contendo glicerol como fonte de carbono nas concentrações iniciais de 20 a 40 g.L-1 e (NH4)2SO4 como fonte de nitrogênio em concentrações de 0,5 a 2,0g.L-1. Fluxos extracelulares, medidos experimentalmente, foram utilizados para estimar fluxos intracelulares no metabolismo do glicerol em Pseudomonas mendocina na biossíntese de alginato. Foram utilizados modelos estequiométricos e técnicas de balanço de massa, conhecidas como Análise de Fluxo Metabólico (MFA). Para avaliação foi considerado o Estado Pseudo-estacionário (PSS). O objetivo foi avaliar o efeito das concentrações da fonte de carbono e da fonte de nitrogênio no fluxo de carbono. Os resultados indicaram um maior rendimento de bioconversão de substrato em alginato em concentrações menores de nitrogênio, sugerindo que nessas condições P. mendocina utiliza a fonte de carbono principalmente para produção de alginato. Assim, o aumento da relação C:N favorece a produção de alginato, diminuindo o fluxo de carbono na via Entner-Dourdoroff e o crescimento celular. / Alginate is an exopolysaccharide consisting of variable amounts of ?-D-mannuronic acid and its C5-epimer ?-L -guluronic acid linked via ?-1,4-glycosidic bonds. It is widely used in applications in the food and biotechnology industries. Currently the demand for these applications of alginate is supplied from the extraction of seaweed, however several studies report the production of alginate by micro-organisms of the genus Pseudomonas and Azotobacter. The bacterial production of alginate appears to be an interesting alternative and its production by micro-organisms, besides enabled the production of high quality polymers with specific characteristics and pre-determined, will reduce the environmental impact in areas where the seaweed is collected. In recent years, several studies relating the production of alginate by micro-organisms were carried out to evaluate their production and metabolic pathway of biosynthesis, to characterize the material produced and to determine the potential application of this new material. The knowledge about the metabolic pathway of an organism allows the understanding of cell physiology and regulation of their metabolism. The quantification of metabolic fluxes is an important goal, specially with regard to obtaining commercially or scientifically useful products. This study assessed the effect of C: N ratio in the production of alginate. Experiments were performed in shaken flasks at 240rpm and 30°C in medium containing glycerol as carbon source at initial concentrations of 20, 30 and 40 g.L-1 and (NH4)2SO4 as a nitrogen source at initial concentrations of 0,5; 1,0; 1,5 and 2,0 g.L-1. Extracellular fluxes, measured experimentally, were used to estimate intracellular fluxes of glycerol metabolism in Pseudomonas mendocina in the biosynthesis of alginate. It was used stoichiometric models and mass balance techniques, known as metabolic flux analysis (MFA). For evaluation was considered the pseudo-steady state (PSS). The objective was to evaluate the effect of concentrations of carbon and nitrogen sources in the flow of carbon. The results indicated a higher yield of bioconversion of substrate in alginate in lower concentrations of nitrogen, suggesting that in these conditions P. mendocina uses the carbon source mainly for alginate production. Thus, increased C:N ratio favors the production of alginate, decreasing the flow of carbon into the Entner-Dourdoroff pathway and cell growth.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2012-10-23T00:35:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 242460.pdf: 1247384 bytes, checksum: 5aa3600739a8cf8af9c068d1352b6b41 (MD5) / A própolis é um produto natural utilizado durante séculos pela humanidade com objetivo medicinal. A própolis possui diversas atividades biológicas comprovadas, entre elas antioxidante, antimicrobiana, antiinflamatória, antitumoral e anti-HIV. Os extratos de própolis são utilizados nas indútrias alimentícia, farmacêutica e de cosméticos. Aspectos como qualidade e composição destes produtos estão relacionados com a técnica de extração empregada na obtenção dos extratos naturais. A extração de compostos com atividade biológica pode ser realizada através de técnicas convencionais como a extração soxhlet e a maceração com solvente, ou através de métodos alternativos como a extração supercrítica (ESC), utilizando dióxido de carbono (CO2) como solvente. Assim, o objetivo do presente trabalho foi comparar os extratos de própolis obtidos através de diferentes técnicas, como a extração soxhlet, maceração com solvente, ESC em estágio único utilizando CO2 puro ou CO2 com co-solvente e ESC em duas etapas seqüenciais. A comparação entre as técnicas foi realizada em termos de rendimento do processo, atividade antioxidante e antimicrobiana, conteúdo de fenólicos e perfil químico. As técnicas convencionais foram realizadas com os seguintes solventes: etanol absoluto, acetato de etila, clorofórmio, hexano, água destilada e misturas de água/etanol. O maior rendimento foi obtido através da extração soxhlet com clorofórmio (73 ± 2 %) e a melhor atividade antioxidante através da maceração com a mistura etanol/água 50 % (v/v). O co-solvente utilizado na ESC foi o etanol absoluto, o qual foi selecionado com base nos resultados de rendimento e atividade antioxidante obtidos para os extratos convencionais. As condições operacionais da ESC em etapa única com CO2 puro foram: temperaturas de 30, 40 e 50 °C e pressões variando de 100 a 250 bar. A ESC com co-solvente foi realizada a 150 bar, 40 °C e concentrações de etanol absoluto de 2, 5 e 7 % (m/m). Na ESC em duas etapas seqüenciais foram utilizadas pressões de 100 e 150 bar para a primeira etapa, 250 e 300 bar para a segunda etapa, na condição isotérmica de 40 °C. O maior rendimento para a ESC foi 24,8 0,9 % obtido com 5 % de etanol como co-solvente. Somente os extratos obtidos através de ESC nas pressões de 100 e 150 bar apresentaram atividade contra a Escherichia coli enquanto extratos convencionais foram suscetíveis a esta bactéria. Os extratos convencionais apresentaram os melhores resultados de rendimento, atividade antioxidante e conteúdo de fenólicos que os extratos obtidos através de ESC. Porém, a ESC resultou em extratos com melhor atividade antimicrobiana quando comparados aos extratos convencionais. Os modelos de transferência de massa disponíveis na literatura utilizados para descrever as curvas de ESC de própolis foram: Sovová (1994), Martínez et al. (2003), Crank (1975) apud Reverchon (1997) e Gaspar et al. (2003). O modelo Martínez et al. (2003) apresentou o melhor ajuste para as curvas de ESC da própolis. Propolis is a natural product used during centuries by humanity with medical aim. Propolis possesses various proved biological activities, such as: antioxidant, antimicrobial, antiinflamatory, antitumor and anti-HIV. The extracts from propolis are used in food, pharmaceutical and cosmetic industries. Aspects as quality and composition of these products are related to the extraction technique used for obtainment of natural extracts. Extraction of compounds with biological activity can be performed by conventional techniques, such as soxhlet extraction and solvent maceration, or by alternative methods like supercritical fluid extraction (SFE), using carbon dioxide (CO2) as solvent. Thus, the aim of this work was to compare propolis extracts obtained by different techniques, such as soxhlet extraction, solvent maceration, SFE in one stage using pure CO2 or CO2 with co-solvent and SFE in two sequential stages. The comparison between the techniques was performed in terms of process yield, antioxidant and antimicrobial activity, phenolics content and chemical profile. Conventional techniques were performed with the following solvents: absolute ethanol, ethyl acetate, chloroform, n-hexane, distillated water and mixtures of water/ethanol. The highest yield was obtained with chloroform soxhlet extraction (73 2) and the best antioxidant activity was achieved through maceration with ethanol/water 50 % (v/v). The co-solvent used in SFE was absolute ethanol, which was selected based in the yield and antioxidant activity obtained for conventional extracts. The operational conditions for SFE in one stage with pure CO2 were: temperatures of 30, 40 and 50 °C; and pressures from 100 to 250 bar. The SFE with co-solvent was performed at 150 bar, 40 °C and ethanol concentrations of 2, 5 and 7 % (w/w). For SFE in two sequential stages there were used pressures of 100 and 150 bar in the first stage, 250 and 300 bar in the second stage at isothermal condition of 40 °C. The highest yield for SFE was 24.8 0.9 %, obtained with ethanol at 5 % as co-solvent. Only the extracts obtained by SFE at 100 and 150 bar presented activity against Escherichia coli, while conventional extracts were susceptible at this bacterium. Conventional extracts showed better yield results, antioxidant activity and phenolics content than SFE extracts. However, SFE produced extracts with better antimicrobial activity when compared to conventional extracts. The mass transfer models available in the literature used to fit propolis SFE curves: Sovová (1994), Martínez et al. (2003), Crank (1975) apud Reverchon (1997) and Gaspar et al. (2003). The model of Martínez et al (2003) provided the best adjustment for propolis SFE curves.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-23T15:26:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 239609.pdf: 987015 bytes, checksum: a469e4387ae5641dcc02da54565319e1 (MD5) / A inulina é um carboidrato com propriedades bifidogênicas, imunológicas e bioquímicas que promovem a saúde, encontrada em diversas plantas como a chicória e alcachofra de Jerusalém, yacon, alho, etc. Devido a grande quantidade de inulina encontrada, o yacon tem propriedades como o combate à diabetes. A crescente produção no Brasil se concentra principalmente em São Paulo e Santa Catarina. Este trabalho teve como objetivo a avaliação das condições de operação para a extração e purificação de inulina a partir de yacon. Foram testados dois métodos de extração com água: fria e quente. A extração a frio foi feita pela trituração dos tubérculos de yacon limpos e descascados, seguida de pasteurização a 95ºC por 15 minutos, resfriamento até 60ºC, filtração e congelamento. A extração a quente teve adição de água num volume de cinco vezes o peso do yacon. A mistura foi triturada e aquecida em banho-maria a 75ºC por 1 hora e o extrato foi filtrado e congelado. A caracterização do extrato foi feita através da quantificação dos teores de sólidos totais e solúveis, açúcares totais e redutores, proteínas, cinzas, frutose, glicose, sacarose e inulina. A purificação do extrato obtido pela extração a quente foi feita em três etapas utilizando adsorção em resinas de troca iônica. A primeira e segunda etapas utilizaram as resinas C150 e A860S, grau alimentício, Purolite e tiveram o objetivo de eliminar os minerais, pigmentos e proteínas do extrato de yacon. As condições de operação utilizadas foram as recomendadas pelo fabricante. Para determinar as condições de operação adequadas para a terceira etapa, a separação dos açúcares, foi utilizada uma solução modelo constituída de 5,5% de inulina, 3,1% de açúcares redutores em dois planejamentos experimentais 5 2 2 - III . Foram consideradas como variáveis o tipo de eluente (água e NaOH 0,5M), volume do pulso (0,5 e 0,9 mL), concentração de açúcares no extrato (10 e 20% p/v), vazão (0,5 e 0,7 mL.min-1) e força iônica (presença ou não de acetato de sódio 0,5M). A resposta do sistema foi a resolução Rs obtida, calculada a partir das curvas de eluição. As variáveis xiii significativas, encontradas através da magnitude dos efeitos principais foram usadas em um segundo planejamento 22 com ponto central. O extrato de yacon foi submetido, então à purificação utilizando as melhores condições de operação. As extrações a quente e a frio mostraram ser significativamente diferentes entre si, sendo a extração a quente o melhor procedimento, com um teor de inulina extraída (5,28 g/100mL) cerca de cinco vezes maior que a extração fria (0,93 g/100 mL). Com relação á purificação, a primeira resina (C150) produziu extrato de yacon livre de minerais até cerca de 430 volumes escoados, o que corresponde a 0,312 mL/ g de resina em 17 horas de operação à vazão de 1,2 mL.min-1. A resina C150 também diminuiu em 51% o teor de proteínas em intervalo de tempo semelhante. O processo com a segunda resina (A860S) resultou, a partir do extrato original (L*=64,22, a*=-0,75, b*=37,97), em extrato de yacon de aspecto transparente (L*=96,99, a*=-1,75, b*=2,11), com uma variação de cor DE* de 48,59 e teor de proteína de 8,94 mg/100mL de extrato para cada grama de resina. Para a separação dos açúcares, os resultados do primeiro planejamento experimental mostraram que o melhor eluente é a água, sem qualquer adição de sal e a uma vazão de 0,5 mL min-1. No segundo planejamento, concluiu-se que a concentração de açúcares de 20% p/v e um pulso de 1,5mL conduzem a melhor separação de açúcares. A separação dos açúcares presentes no extrato de yacon, inulina livre de açúcares foi obtida até 0,4 V/V0, a uma concentração média de 2,5 mg/mL. A resolução foi de 0,436; com eficiência de 1,512; fator de capacidade de 1,892 e seletividade de 0,215. Os tempos de retenção da inulina, frutose, glicose e sacarose foram de 7,1; 13,94; 18,45 e 20,67 minutos, respectivamente. Nowadays, people are even more concerned about healthy foods and substances like inulin has shown up due to its functional characteristics. Chicory and Jerusalem artichoke have been used as inulin sources, but many vegetables such as yacon stock a great quantity of energy as inulin form. This work aims to evaluate the operating conditions for the partial purification of inulin from yacon using ion exchange resin, a non expensive separation method. It was tested two kinds of extraction with water, hot and cold. The cold extraction was done by grinding yacon cubes that were washed and peeled. The extract was pasteurized at 95ºC for 15 minutes then cooled to60ºC to be filtered and frozen. The hot extraction was processed with washed, peeled yacon cubes. To the yacon, five times its weight of water was added, this moisture was taken to water bath at 75ºC for 1 hour, and then it was filtered and frozen. The yacon extract characterization was made by the quantification of the total and soluble solids, total and reducing sugar, proteins, ashes, fructose, glucose, sucrose and inulin amounts. The extract purification was made by adsorption in ion exchange resins in three stages. The hot extract was utilized because of its inulin content. The first and second stages aimed to eliminate ashes, color bodies and proteins contents. The operation conditions were those indicated by the manufacturer. To determinate the best operation conditions for the third stage, an aqueous model solution was prepared with inulin, glucose and fructose, simulating the juice extracted from yacon. The solution was passed through a column of 30 cm in height x 0.5 cm in diameter, filled with ion exchange resin, PCR 642Ca (Purolite do Brasil LTD). Two initial experimental designs 5 2 2 - III , the principal fraction and the complementary one, were performed, considering the variables: eluent type (water and NaOH 0,5M), pulse volume (0.5 e 0.9mL), sugar concentration (10 e 20% w/v), flow (0.5 e 0.7 mL.min-1) and ionic force. The response of the system was the resolution, Rs, calculated from the elution curves. The significant xv variables, found by the magnitude of the principal effects, were used in another experimental planning 22 with central point. Yacon extract was then passed through the column with PCR 642Ca resin using the best conditions. Hot and cold extraction had a significant statistical difference, being the hot extraction the best processing because it showed an inulin extraction (5.28 g/100mL) five times greater than the cold extraction (0.93 g/100 mL). At the purification process, the first resin (C150) produced an yacon extract free of minerals until 430 drain volumes, which is 0.312 mL/g resin in about 17 operation hours at flow of 1.2 mL.min-1. Resin C150 also reduced about 51% of protein amount during this process. The second resin (A860S) produced from the original extract (L*=64.22, *=-0.75, b*=37.97) to a transparent extract (L*=96.99, a*=-1.75, b*=2.11) with a color variation of 48.59 and a protein amount of 8.94 mg/100mL of extract for gram of resin. For the sugar separation, the experimental design determined that the best eluent is water with no addition of salt and flow of 0.5 mL min-1. The second experimental design shows that a sugar concentration of 20mL and a pulse volume of 0.5 mL lead to a better separation. The sugar separation of yacon extract was satisfactory, it was got pure inulin until 0.4 V/V0 and average concentration of 2.5 mg/mL. Resolution was of 0.413; efficiency of 1.512, capacity factor of 1.892 and selectivity of 0.215. The retention times of inulin, fructose, glucose and sucrose were 7.1; 13.94; 18.45 e 20.67 minutes, respectively

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-12-12T03:23:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348726.pdf: 1346928 bytes, checksum: 23f1711ee60665d61f37d30988100b7a (MD5) Previous issue date: 2017 / Nos últimos dez anos as tecnologias não térmicas vêm se mostrando uma boa alternativa para redução e ou inativação da carga microbiana e manutenção da qualidade de frutas e hortaliças. Dentre as tecnologias emergentes, tem-se a radiação por luz ultravioleta, inserida no comprimento de onda entre 200 a 280 nm denominada de radiação ultravioleta de onda curta (UV-C). Neste contexto, o presente estudo teve por objetivo o desenvolvimento de um aparato experimental para tratamento de alimentos por radiação UV-C. Os morangos foram usados como modelo avaliados nas diferentes doses de radiação UV-C (1,44 e 2,8 kJ.m-2) e temperaturas de aplicação (10 e 20 °C). Os frutos tratados foram armazenados a 10 ºC por cinco dias. Nesse período foram avaliados parâmetros físico-químicos e contagem de bolores e leveduras do morango. Os melhores resultados foram obtidos para tratamentos realizados a 10 °C e com doses de 1,44 kJ.m-2 e 2,8 kJ.m-2 de radiação UV-C. As características físico- químicas cor, firmeza, pH e sólidos solúveis totais (SST) dos morangos submetidos ao tratamento UV-C apresentaram melhores resultados a 10 ºC nas duas doses estudadas 1,44 kJ.m-2 e 2,8 kJ.m-2 quando comparado ao controle (C) e a 20 ºC ao término de cinco dias de armazenamento. A produção de compostos fenólicos e atividade antioxidante foi induzida pela luz UV-C, principalmente à temperatura de 10 ºC e doses de 1,44 kJ.m-2. Os morangos irradiados com UV-C nas duas temperaturas apresentaram reduções na contagem de bolores e leveduras em relação a amostra controle. Os resultados obtidos demostram que tanto a tecnologia de radiação UV- C, quanto o sistema para irradiação de alimentos desenvolvido no presente trabalho pode ser usado com êxito no prolongamento da vida útil de frutas e hortaliças. / Abstract : In the last ten years non-thermal technologies have been shown a good alternative for reducing and or inactivating the microbial load and maintaining the quality of fruits and vegetables. Among the emerging technologies, there is ultraviolet light radiation, inserted in the wavelength between 200 and 280 nm called ultraviolet shortwave radiation (UV-C). In this context, the present study aimed to develop an experimental apparatus for the treatment of food by UV-C radiation. Strawberries were used as model and evaluated in the different doses of UV-C radiation (1.44 and 2.8 kJ.m-2) at application temperatures (10 and 20 °C). The treated fruits were stored at 10 °C for five days. During this period, physical-chemical parameters and mold and yeast counts of the strawberry were evaluated. The physico-chemical characteristics, color, firmness, pH and total soluble solids (TSS) of the strawberries submitted to UV-C treatment presented better results at 10 ºC in the two studied doses 1.44 kJ.m-2 and 2.8 kJ.m-2 when compared to control (C) and at 20 °C at the end of five days of storage. The production of phenolic compounds and antioxidant activity was induced by UV-C light, mainly at 10 °C and doses of 1.44 kJ.m-2. Strawberries irradiated with UV-C at both temperatures presented reductions in the counts of molds and yeasts in relation to the control sample. The results obtained demonstrate that both the UV-C radiation technology and the food irradiation system developed in the present work can be used successfully in prolonging the shelf life of fruits and vegetables.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-09T03:21:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348722.pdf: 1332276 bytes, checksum: 88cf752311a9b4d676782214f5c9b4d7 (MD5) Previous issue date: 2017 / As bactérias ácido lácticas (BAL) são consideradas os principais microrganismos deteriorantes de produtos cárneos cozidos, embalados à vácuo, mantidos sob refrigeração. A principal flora responsável pela deterioração na carne fresca e produtos lácteos, durante a armazenagem refrigerada aeróbia, é composta por espécies de Pseudomonas. Essas bactérias podem causar alterações como sabores estranhos, descoloração, diminuição do pH e produção de limo. Devido à demanda dos consumidores por embalagens de alimentos mais naturais, potencialmente biodegradáveis e recicláveis, os estudos têm focado na incorporação de compostos antimicrobianos naturais, como os óleos essenciais (OEs) nos materiais de embalagens biodegrádaveis. O óleo essencial de orégano (OEO) tem sido utilizado como agente antimicrobiano natural visando aumentar a vida útil de produtos alimentares. O acetato de celulose vem ganhando destaque para a utilização em embalagens, por ser um polímero biodegrádavel e por suas diferentes aplicabilidades. Frente ao exposto, o objetivo geral deste trabalho foi avaliar a ação antimicrobiana de filmes ativos de acetato de celulose incorporados com diferentes concentrações de OEO no crescimento de Weissella viridescens e Pseudomonas fluorescens, para posterior aplicação em presunto nas concentrações mais efetivas. Para a avaliação do efeito antimicrobiano do OEO foram determinadas a Concentração Mínima Inibitória (CMI) (fase líquida), Dose mínima inibitória (DMI) (fase vapor) e efeito bacteriostático e bacterida sobre o crescimento de W. viridescens e P. fluorescens. O efeito dos filmes ativos, incorporado com diferentes concentrações de OEO, sobre o crescimento de W. viridescens e P. fluorecens foi avaliado em fase vapor. O presunto foi caracterizado quanto ao seu pH, atividade de água e concentração de cloreto de sódio, que encontravam-se dentro da faixa ótima de desenvolvimento de BAL descrita pela literatura. Foi avaliado o crescimento de W. viridescens e P. fluorescens no presunto a 8 °C, com e sem adição de filme ativo nas concentrações de 10 e 15%. O filme incorporado com 15% de OEO levou a um aumento da vida útil em 7 dias. A determinação das propriedades mecânicas dos filmes (Tensão de ruptura, Elongação e Módulo de Young) foi realizada nas concentrações mais efetivas (10 e 15% de OEO) sobre as bactérias estudadas, obtendo-se uma diferença significativa em relação ao controle (sem óleo) apenas pra a elongação. Os resultados mostraram que os filmes ativos incorporados com OEO se mostraram eficazes no controle do crecscimento das bactérias estudadas, mesmo quando aplicados no presunto, podendo ser uma boa alternativa para prolongar a vida útil do alimento. / Abstract : Lactic acid bacteria are considered the main spoilage microorganisms in cooked meat products, vacuum packed, keep under refrigeration. The main flora responsible for deterioration in fresh meat and dairy products, during aerobic refrigeration, is composed of Pseudomonas species. These bacteria can result in changes such as foreign flavors, discoloration, decreased pH and limo production. Due to consumer demand for more natural, potentially biodegradable and recyclable food packaging, studies have focused on the incorporation of natural antimicrobial compounds, like essential oils on biodegradable packaging materials. Oregano essential oil (OEO) has been used as a natural antimicrobial agent to increase the shelf life of food products. Cellulose acetate has been gaining attention for its use in packaging, because it is biodegradable and due its different applications. Thus, the aim of this study was evaluated the antimicrobial activity of cellulose acetate films incorporated with different concentrations of the OEO on Weisella viridescens and Pseudomonas fluorescens growth, for latter application in ham (most effective concentrations). To evaluated the antimicrobial effect of OEO, it was determined the minimal inhibitory concentration (CMI) (liquid phase), minimal inhibitory dose (DMI) (vapor phase) and bacteriostatic and bactericidal effects on W. viridescens and P. fluorescens growth. The effect of active films, incorporated with different concentrations of the OEO, on W. viridescens and P. fluorescens growth was evaluated on vapor phase. The ham was characterized in terms of pH, water activity and sodium chloride concentration, and these were within the optimal range of BAL development described in the literature. The growth of W. viridescens and P. fluorescens was evaluated in ham at 8 °C, with and without active film addition, at concentrations of 10 and 15%. The film incorporated with 15% of OEO led to an increase of the shelf life of 7 days. The determinations of the mechanical properties of the films were performed at the most effective concentrations (10 and 15% OEO) on the studied bacteria, obtaining the rupture stress (TR), elongation (E) and Young's Modulus (MY). A significant change was observed from control only for elongation. The obtained results showed that the films incorporated with the OEO were effective on the studied bacteria growth, even when applied on ham, and could be a good alternative to prolong the shelf life of the food.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-09T03:21:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348723.pdf: 2084400 bytes, checksum: de870f0ea248788188804d617d6114f1 (MD5) Previous issue date: 2017 / A banana (Musa cavendish) é a fruta de maior produção e a segunda mais consumida do mundo. A tecnologia de sucos clarificados visando à produção de bases neutras é crescente em todo o globo e vem como alternativa viável, tanto comercialmente quanto nutricionalmente, para a substituição de néctares. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de uma base aromaticamente neutra e rica em açúcares e minerais a partir do suco de banana clarificado por microfiltração e desaromatizado por resinas poliméricas. A banana foi despolpada e submetida a tratamentos enzimáticos para determinar as melhores concentrações de enzimas (pectinase, celulase e amilase). Um planejamento experimental do tipo delineamento composto central rotacional (DCCR) foi elaborado tendo como respostas a densidade média de fluxo de permeado (Jp) e viscosidade aparente (µ) da polpa. Notou-se ação negativa em relação à celulase e concentração ótima de 500 mg.L-¹ da enzima pectinase, não houve uma estabilidade na concentração de amilase. Um segundo DCCR foi proposto, desta vez, tendo como variáveis independentes a concentração de amilase e tempo de maceração, as variáveis dependentes permaneceram fluxo de permeado e viscosidade. Todos os experimentos desse segundo DCCR foram realizados com concentração fixa de 500 mg.L-¹ de pectinase. Determinou-se o tempo ótimo de maceração de 60 min, 500 mg.L-¹ e 1000 mg.L-¹ para concentração das enzimas pectinase e amilase, respectivamente. O fluxo médio de permeado predito pelos modelos foram de 141 L.h-1.m-² e 147 L.h-1.m-². Durante a microfiltração determinou-se que a principal resistência ao fluxo de permeado foi a referente ao fouling. O suco clarificado foi submetido a tratamentos de desaromatização com resinas poliméricas XAD 4 e XAD 7, sendo esta última a de maior influência na redução de compostos voláteis. Notou-se uma redução significativa nos teores de açúcares e minerais (K, Mg, P e Ca). Entretanto, não houve redução significativa nos teores de sódio (Na). Ambas as resinas aumentaram o parâmetro de luminosidade (L*), evidenciando assim que o tratamento de adsorção clarifica ainda mais o suco microfiltrado. Quanto à reologia, os modelos testados apresentaram bons ajustes aosdados experimentais exibindo valores de R² variandoentre 0,85 a 0,99. O suco microfiltrado apresentou comportamento newtoniano. Por sua vez a polpa de banana in natura e polpa tratada enzimaticamente apresentaram comportamento pseudoplástico se ajustando satisfatoriamente ao modelo de Herschell?Bulkley e à lei da potência, respectivamente. Pode-se, portanto, afirmar que existe viabilidade técnica na utilização de métodos combinados (pré-maceração enzimática, microfiltração e adsorção em resinas poliméricas) para elaboração de uma base aromaticamente neutra a partir da banana (Musa cavendish) com a finalidade de desenvolvimento e enriquecimento de bebidas. / Abstract : The banana (Musa cavendish) is the most produced fruit in the world and the second most consumed. The technology of clarification of fruit juice aiming the production of neutral bases is growing all over the world and presents itself as a viable alternative, both commercially and nutritionally, to replace fruit nectars. The purpose of this research was the development of an aromatically neutral base rich in sugar and minerals from the clarified banana fruit juice, using microfiltration and deodorizing polymeric resins. The banana was pulped and submitted to enzymatic treatments to determine the optimal concentration of enzyme (pectinase, cellulase and amylase). An experimental testing using Response Surface Methodology (RSM) was elaborated aiming the average flow of the permeate (Jp) and the apparent viscosity (µ) of the pulp, as the result. It was noticed negative action regarding the cellulase and optimal concentration of 500 mg.L-1 regarding the pectinase enzyme. As second RSM was proposed, this time with the concentration of amylase and the maceration time as independent variables. All the experiments of the second RSM were performed with a fixed concentration of 500 mg.L-1 of pectinase enzyme. It was determined that the optimal maceration time was 60 min and the optimal concentration of pectinase enzyme and amylase enzyme was, respectively, 500 mg.L-1 and 1000 mg.L-1. . The average flow density of the permeate was predicted by the statistical models as being 141 L.h-1.m-² and 147 L.h-1.m-². During the microfiltration it was determined that the main resistance to the permeate flow was the fouling. The clarified juice was submitted to treatment with deodorizing polymeric resins XAD 4 and XAD 7, being the XAD 7 more effective on the reduction of volatile compounds. It was noted a significant reduction on the content of sugar and minerals (K, Mg, P and Ca). However, there was no significant reduction in the amount of sodium (Na). Both resins increased the luminosity parameter (L*), thus evidencing that the adsorption clarification treatment clarifies the microfiltrated fruit juice even more. Regarding the rheology, the test models presented good adjustment to the experimental data, showing that R2 values vary between 0.85 and 0.99. The miocrofiltrated fruit juice presented itself as Newtonian fluid. The fresh banana pulp and the enzymatically treated pulp, on the other hand, presented themselves as a pseudoplastic fluid, adjusting very well to the Herschell?Bulkley) and Ostwald model, respectively. It is possible to affirm that it is technically feasible to elaborate an aromatically neutral base from banana (Musa cavendish) using the combination of the following methods at bench-scale: pre-enzymatic maceration, microfiltration and adsorption in polymeric resins, aiming the development and enrichment of beverages.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-09T03:21:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348727.pdf: 1998949 bytes, checksum: 34608bd68fadaa1c1fa6ed2fac09e609 (MD5) Previous issue date: 2017 / Os processos de separação por membranas (PSM) podem ser aplicados na concentração e purificação de proteínas, sendo um método de baixo gasto energético. Porém, sua principal desvantagem é o rápido decaimento do fluxo do permeado causado pelo acúmulo do soluto na superfície e poros das membranas, chamada incrustação. Uma alternativa para minimizar as incrustações causadas pelas proteínas durante o processo de ultrafiltração se baseia na modificação da superfície da membrana, visando torna-la mais hidrofílica. Assim, neste trabalho propõe-se a modificar a propriedade anti-incrustante de uma membrana de poli(éter sulfona) (PES), baseado no método mussel- inspired. Este método utiliza a dopamina (DA), que apresenta as propriedades de polimerizar-se em atmosfera oxidante e ligar-se à maioria das superfícies. A solução de DA foi acrescentada a polietilenoimina (PEI), um polímero rico em amina, visando aumentar a hidrofilicidade da superfície. Foram estudados o tempo de imersão da membrana na solução de DA e PEI, as temperaturas de reação e as concentrações de DA e PEI, e as membranas foram posteriormente caracterizadas por diferentes técnicas. Os resultados mostraram que as membranas com 2 h de deposição na solução DA/PEI a 25°C apresentaram os melhores resultados para permeabilidade inicial. A análise de ângulo de contato com água mostrou que as membranas com DA/PEI apresentaram diminuição dos ângulos de contato, em relação à membrana controle. O teste de absorção de água confirmou os resultados de ângulo de contato. Na avaliação do desempenho do processo de ultrafiltração, a membrana com DA/PEI nas concentrações 2:16 mg.mL-1 foi a que apresentou maior permeabilidade inicial em relação à membrana controle e à membrana DA/PEI 2:0 (mg.mL-1). Na ultrafiltração da solução de albumina de soro bovino (ASB) (2,5 g.L-1), as membranas controle e 2:0 incrustaram rapidamente, a membrana 2:16 apresentou mínima incrustação. A membrana que apresentou maior recuperação de permeabilidade após as limpezas foi a membrana modificada com 2:16 mg.mL-1 de DA/PEI. A morfologia da superfície das membranas recobertas com DA e PEI não mostrou muitas alterações entre as membranas estudadas. Análises do potencial zeta da superfície das membranas demonstrou mudança na carga das membranas estudadas em função da concentração de DA/PEI. Os resultados indicam que a membrana 2:16 apresenta maior hidrofilicidade e tem propriedade anti-incrustante para proteína ASB. / Abstract : The membrane separation processes (MSP) can be applied in the concentration and purification of proteins as a method of low energy cost. However, its main disadvantage is the rapid decay of permeate flux caused by the accumulation of solution on the surface and pores of the membranes, called fouling. An alternative to minimize the fouling caused by the proteins during the process of ultrafiltration is based on the modification of the membrane surface, aiming to make it more hydrophilic. Thus, this work proposes the improvement of the antifouling property of a polyether(sulfone) (PES) membrane based on the mussel-inspired method. This method uses dopamine (DA), which has the properties of polymerizing in an oxidizing atmosphere and attaches to most surfaces. A solution of AD adopted a polyethyleneimine (PEI), an amine-rich polymer, aiming to increase the surface hydrophilicity. The immersion time of the membrane in the solution of DA and PEI, the reaction temperatures and the concentrations of DA and PEI were studied, with later characterized of the modified membranes by different techniques. The results showed that the membranes with 2h deposition in the DA/PEI solution at 25°C had the best results for initial permeability. The analysis of the contact angle with water showed that the DA/PEI 2:0 and 2:16 membranes showed a decrease of the contact angles in relation to the control membrane. The water absorption test confirmed the contact angle results. In the evaluation of the performance of the ultrafiltration process, the membrane with DA/PEI concentrations of 2:16 mg.mL-1 was the one with the highest initial permeability in relation to the control membrane and the DA/PEI 2:0 (mg.mL-1) membrane. In the ultrafiltration of the bovine serum albumin solution (BSA) (2.5 g.L-1) the control and 2:0 membranes rapidly fouled, while the 2:16 membrane presented minimal fouling. The membrane that presented the highest permeability recovery after cleaning was the membrane modified with 2:16 mg.mL-1 of DA/PEI. The surface morphology of membranes coated with DA and PEI did not show many changes among the membranes studied. Analysis of the zeta potential of the surfaces of the membranes showed a change in the charge of the studied membranes as a function of the DA/PEI concentration. The results indicate that the 2:16 membrane have the highest hydrophilicity and presents antifouling properties for BSA protein.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:37:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329617.pdf: 2809909 bytes, checksum: 40efadb8ebe84d56c656511b34b5882c (MD5) Previous issue date: 2014 / A alta perecibilidade da banana, aliada à dificuldade de seu armazenamento, contribui para a perda de aproximadamente 40 % da produção nacional, indicando a necessidade de processos adequados para sua preservação e agregação de valor. Neste trabalho, três diferentes processos de secagem de bananas (var. Prata) foram investigados, todos eles usando múltiplos ciclos de aquecimento condutivo-pulso de vácuo (KMFD). A diferença entre os processos foi a temperatura de aquecimento e o número de ciclos aplicados. Diferentes temperaturas de aquecimento da câmara de secagem (80 °C e 90 °C) foram estudadas, observando os efeitos sobre as taxas de secagem e sobre as microestruturas e as texturas resultantes. Uma técnica de aplicação de 3 ciclos de aquecimento-pulso de vácuo, seguida de um período de secagem a vácuo (KMFD_VD) também foi estudada. Os resultados obtidos por esses processos de desidratação foram comparados com os obtidos pelo processo denominado CMFD (convective multi-flash drying process), em que ar quente foi usado para o processo de aquecimento das frutas, com o processo de secagem a vácuo clássico (VD) e com o processo de secagem com ar quente (CD). Frutas desidratadas crocantes foram obtidas pelas diferentes técnicas de secagem que usam múltiplos ciclos de aquecimento-pulso de vácuo. Também foi estudada a influência do método de secagem na formação e no comportamento da microestrutura das bananas. Assim, as amostras foram submetidas à secagem através dos processos denominados KMFD, KMFD_VD, CD e VD e caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), determinação de densidade aparente, encolhimento e porosidade. A densidade aparente e a porosidade foram fortemente influenciadas pelo processo de secagem, devido ao encolhimento das amostras. A secagem convectiva causou o maior encolhimento das amostras. As amostras submetidas à secagem pelas técnicas de KMFD e KMFD_VD apresentaram menor encolhimento e maiores porosidades. Ao estudar o comportamento da microestrutura das frutas submetidas à secagem por KMFD com diferentes taxas de redução da pressão do sistema notou-se que a aplicação das maiores taxas (33,5 mbar s-1) possibilitaram a obtenção de frutas desidratadas com maior porosidade. As curvas de sorção de umidade e a temperatura de transição vítrea das amostras das bananas desidratadas foram determinadas. Para que a textura das frutas desidratadas, pelas diferentes técnicas, seja mantida, ou seja, se mantenham crocantes, as mesmas devem ser acondicionadas em embalagens que mantenham sua atividade de água menor que 0,3.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:02:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329200.pdf: 1265917 bytes, checksum: 71396389e4a9bd8a1b986ba9d36b95c4 (MD5) Previous issue date: 2014 / A maior parte de toda a energia consumida no mundo provém do petróleo, do carvão e do gás natural. Essas fontes são limitadas e esgotáveis, e causam danos ambientais, sendo estes, os motivos para a utilização de fontes alternativas de energia. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a produção de ésteres etílicos por rota enzimática utilizando gordura de suíno e etanol como substratos e a enzima Lipozyme TL IM como catalisador. A produção dos ésteres etílicos foi realizada em modo batelada e foi estudada a cinética de reação durante 24 horas para determinar o tempo que seria utilizado nos planejamentos experimentais (18 h). A partir dos estudos preliminares foi realizado um planejamento experimental do tipo Plackett-Burman, para 12 ensaios, 5 variáveis e 2 níveis, com triplicata do ponto central. As variáveis estudadas na produção enzimática de ésteres etílicos foram a temperatura de reação (50, 60 e 70 °C), a concentração de derivado enzimático (5-15 % m/m), a concentração de água (5-15 % m/m), o volume do solvente (4-12 mL) e a razão molar entre a gordura de suíno e o etanol (1:3-1:6). Depois de observadas as variáveis significativas e não significativas realizou-se um planejamento fatorial completo 2³ com triplicata do ponto central, totalizando 11 experimentos. A melhor conversão (82,35 %) foi obtida no experimento com razão molar gordura de suíno:etanol de 1:6, concentração de água de 5 % m/m e concentração de derivado enzimático de 15 % m/m. Finalmente, para verificar a melhor condição encontrada no planejamento fatorial completo 23 foi realizado um estudo cinético nas temperaturas (35, 45 e 55 °C), concentração de água de 5 e 10 % m/m e concentração de derivado enzimático de 10 e 15 % m/m, e as melhores condições encontradas foi na temperatura de 45°C, na concentração de água de 5 % e na concentração de derivado enzimático de 15 % com uma conversão de 88, 35 %. Diante disto, a produção enzimática de ésteres etílicos a partir da gordura suína mostrou um processo sustentável e com grande potencial para ser aplicado nas indústrias de biodiesel, sendo esta uma boa opção para a valorização deste subproduto da indústria suína.<br> / Abstract: Most of all energy consumed in the world comes from sources such as petroleum, coal and natural gas. Due to these sources are limited, exhaustible and have caused environmental damage, alternative energy sources are being studied and used. The present work aimed to evaluate the production of ethyl esters via enzymatic transesterification using swine fat and ethanol as substrates and the enzyme Lipozyme TL IM as catalyst. Esters were produced in batch mode and reaction kinetics was studied along 24 hours to determine the time to be used in the experimental designs (18 h). First, it was used a Plackett-Burman experimental design for 12 runs and 5 two-level variable, with triplicate of the center point. The variables assessed for the enzymatic production of ethyl esters were reaction temperature (from 50 to 70 °C), enzyme concentration derivative (from 5 to 15 wt%), water concentration (from 5 to 15 wt%), solvent volume (from 4 to 12 mL) and swine fat to ethanol molar ratio (from 1:3 to 1:6). Afterwards, with the significant factors, it was set a full factorial design 23 with triplicate of center points (summing 11 runs). The highest conversion (82.35 %) was obtained at 1:6 swine fat to ethanol molar ratio, 5 wt% water concentration and 15 wt% enzyme concentration derivative. Finally, to verify the optimal condition found, reaction kinetics were studied at temperatures of 35 °C, 45 °C e 55 °C, water concentrations of 5 and 10 wt% and enzyme concentration derivative of 10 and 15 wt%, and the best conditions were found at 45 ° C at a water concentration of 5% and concentration of enzyme derived from 15% with a conversion of 88.35 wt%. From the results obtained it can be concluded that the enzymatic production of ethyl esters from swine fat showed great potential that can be explored by biodiesel industries, also, this usage of swine fat is a good alternative to improve its economic value.<br>

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:04:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 331967.pdf: 2546491 bytes, checksum: ae5dd718aed5b91d7ae9d46cf8925bf7 (MD5) Previous issue date: 2014 / Lipase B de Candida antarctica (CalB) apresenta um papel importante na indústria química e de alimentos. A imobilização desta enzima em um suporte inerte, de baixo custo, que aumente sua estabilidade em diferentes condições de processo, e que permita sua reutilização aparece como uma alternativa aos métodos de imobilização já existentes. Com o objetivo de selecionar o melhor método de interação entre a espuma de poliuretano e a lipase B de Candida antarctica (CalB) para aplicação na síntese do éster geranil propionato, diferentes métodos de imobilização foram estudados: adsorção ao suporte (PU-ADS), incorporação ao suporte (PU), ligação covalente utilizando revestimento por polietilenoimina (PU-PEI), ligação covalente utilizando revestimento por polietilenoimina e tratamento com glutaraldeído (PU-PEI-GA). A espuma utilizada como suporte foi produzida com tolueno diisocianato e poliol poliéter (5:3). A caracterização dos derivados enzimáticos imobilizados foi realizada por densidade aparente, microscopia eletrônica de varredura e análise de Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (EITF). A atividade enzimática foi medida por hidrólise utilizando p-NPP (p-nitro-fenil-palmitato) como substrato. A enzima livre e os preparados enzimáticos foram avaliados em diferentes pHs (5,0; 7,0 e 9,0) por 24 h, e nas temperaturas de 25, 40, 60 e 80 ºC por 48 h, e os parâmetros cinéticos (Km e Vmáx) foram avaliados. O derivado com mais alta atividade foi obtida com a imobilização pelo método PU (5,52 U/g). Os métodos que se destacaram em relação às estabilidades e aos parâmetros cinéticos foram o PU e PU-ADS. Os derivados obtidos por estes métodos de imobilização foram avaliados durante 60 dias de incubação e na aplicação na síntese do geranil propionato. Foram obtidas10conversões de 83,5% para PU e 95,9% para PU-ADS, em 24 horas de reação, utilizando óleo de citronela e ácido propiônico como substratos.<br> / Abstract : Lipase B from Candida antarctica (CalB) has an important role in chemical and food industry. The immobilization of the enzyme on an inert support, low cost, to increase its stability under different process conditions, and allows their reuse is an alternative to existing methods of immobilization. With the aim of selecting the best method to interact polyurethane foam and Candida antarctica lipase B (CalB) to application in the synthesis of geranyl propionate, different methods of Calb immobilization were studied: adsorption (PU-ADS), covalent (using polyethyleneimine) (PU-PEI), ionic exchange (with polyethyleneimine and glutaraldehyde) (PU-PEI-GA) and entrapment (PU). PU foam as support was synthesized using toluene diisocyanate and polyether in a molar ratio 5:3. The characterization of immobilized enzyme derivatives was performed by apparent density, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The enzymatic activity was measured by hydrolysis of p-NPP as substrate. The free enzyme and enzyme preparations were evaluated at different pHs (5.0, 7.0 and 9.0) during 24 h and at temperatures of 25, 40, 60 and 80 °C during 48 h, the kinetic parameters (Km and Vmáx) were evaluated. The highest enzyme activity was obtained in PU (5.52 U/g) method. The methods that stood out compared the stabilities and kinetic parameters were the PU and PU-ADS, so these were evaluated during 60 days of storage and application in the synthesis of geranyl propionate. Conversions of 83.5% and 95.9% for PU and PU-ADS were obtained, at 24h reaction, using citronella oil and propionic acid as substrates.