Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T16:16:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 270272.pdf: 525502 bytes, checksum: 49584d336239a6cb97a08c663a317f02 (MD5) / Frutas e hortaliças minimamente processados continuam seu processo metabólico após a colheita e quando submetidos ao corte. A utilização de atmosfera modificada, embalagens adequadas combinados com baixas temperaturas de armazenamento podem retardar esses processos metabólicos e manter a qualidade sensorial e microbiológica de produtos minimamente processados. O objetivo deste trabalho foi estudar a influência da temperatura nas taxas de respiração, parâmetros físicoquímicos, sensoriais e microbiológicos de maçã minimamente processada (Malus domestica, B.) da variedade Gala, acondicionadas em embalagens flexíveis multicamada de polipropileno biorientado (BOPP) e polietileno de baixa densidade (PEBD), estocadas a temperaturas de 2ºC, 5ºC e 7ºC. A avaliação da composição gasosa foi realizada diariamente, durante os oito primeiros dias de armazenamento, através de análise cromatográfica. As taxas respiratórias foram calculadas usando o modelo baseado na cinética enzimática. A taxa respiratória das maçãs armazenadas a 2ºC foi significativamente inferior àquelas armazenadas a 5ºC e 7ºC. Os resultados das análises físico-químicas realizadas durante os 11 dias de armazenamento mostraram: redução no teor umidade e aumento da perda de massa apresentando efeito significativo ao longo do período de armazenamento nas temperaturas de 5ºC e 7ºC. A atividade de água apresentou redução significativa ao longo do período de armazenamento nas três temperaturas. Teor de açúcares redutores apresentou redução significativa ao longo do período de armazenamento apenas para temperatura de 7°C. O teor de sólidos solúveis totais, acidez titulável, o pH e a textura não apresentaram diferença significativa ao longo do período de armazenamento nas três temperaturas. A cor das amostras expressa através dos parâmetros L*, a*, b*, cromaticidade (C*), ângulo hue (h) não apresentou alterações significativas durante o armazenamento, assim como o Índice de Escurecimento. O crescimento microbiológico ao longo do período de armazenamento, esta de acordo com as normas estabelecidas pela Anvisa, para vegetais processados. A maior nota para a aceitabilidade das amostras foi para aquelas armazenadas a 2ºC. Porém, em todas as temperaturas as médias obtidas para o índice de aceitabilidade estão acima do limite mínimo para aceitação e intenção de compra. / Minimally processed fruits and vegetables continue their metabolic process after harvest and when submitted to the cut. The use of modified atmosphere, appropriate packaging combined with low storage temperatures, can slow the metabolic processes and maintain the sensory and microbiological quality of minimally processed products. The aim was to study the influence of temperature on respiration rates, physical-chemical, microbiological and sensory of minimally processed apple (Malus domestica, B.) of the Gala variety, packed in flexible multilayer biorientated polypropylene (BOPP) and low-density polyethylene (LDPE), stored at temperatures of 2ºC, 5ºC and 7ºC. The evaluation of the gas composition was performed daily during the first eight days of storage, using chromatographic analysis. The respiratory rates were calculated using a model based on enzyme kinetics. The respiration rate of apples stored at 2ºC was significantly lower than those stored at 5ºC and 7ºC. The results of physico-chemical analysis carried out during the 11 days of storage were: reduction water content and increased weight significantly over the period of storage at temperatures of 5ºC and 7ºC. Water activity (Aw) showed significant reduction over the period of storage at three temperatures. The reducing sugar content decreased significantly over the period of storage at 7ºC. The total soluble solids content, the acidity, pH and the maximum force of drilling did not differ significantly over the period of storage at three temperatures. The color of the sample expressed by the parameters L *, a *, b *, chromaticity (C *), hue angle (h) showed no significant changes during storage, as well as the index of browning. The microbiological growth during the storage period, this according to the standards set by Anvisa for processed vegetables. The highest average for the acceptability of the samples was for those stored at 2ºC. However, in all the average temperatures obtained for the index of acceptability are above the threshold set for acceptance and purchase intent.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T17:08:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 271051.pdf: 997154 bytes, checksum: 8735fd46cbd33f36153222b2f54cb7d9 (MD5) / Devido à vasta biodiversidade encontrada em seu território, o Brasil dispõe de uma grande variedade de resíduos agrícolas e agroindustriais, cujo bioprocessamento é de grande interesse econômico e social. É importante fomentar a demonstração das vantagens existentes e encorajar o investimento no desenvolvimento de novas tecnologias para se obter ganho energético a partir de recursos renováveis, que são produzidos em grande quantidade. O resíduo industrial, depois de gerado, necessita de destino adequado, pois, além de criar potenciais problemas ambientais, representam perdas de matérias-primas e energia, exigindo investimentos significativos em tratamentos para controlar a poluição. A produção de hidrogênio através de resíduos orgânicos não somente favorece o ambiente, mas também produz uma fonte de energia limpa. O resíduo líquido do processamento da mandioca, manipueira, constitui-se em um substrato de baixo custo, renovável e abundante no setor agrícola, além de ser rico em carboidratos. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da concentração do substrato (manipueira) no crescimento celular e na produção de gás hidrogênio, por uma cultura pura de Clostridium acetobutylicum ATCC 824. Uma série de ensaios em batelada foi aplicada para tal fim, com concentrações de 30, 15, 10, 7.5 e 5 g DQO/L. A digestão anaeróbia da manipueira foi realizada em bioreatores de 500 mL, operando com temperatura de 36°C e pH 7. Resultados indicaram que não houve consumo total da matéria orgânica existente no substrato. Os resultados obtidos revelaram que a aplicação de concentrações de 30 e 15 gDQO/L, resultou em menor rendimento de hidrogênio, bem como numa eficiência menor de conversão de substrato. Por outro lado, concentrações menores, como 10, 7,5 e 5 gDQO/L resultaram em maiores rendimentos, sendo que o melhor rendimento de hidrogênio se deu na menor concentração de manipueira (5 gDQO/L), e alcançou 2.41 moles/mol glicose, com base no limite teórico por fermentação, de 4 moles de H2 a partir de 1 mol de glicose. Os resultados indicam que a mandioca pode ser utilizada para produção de hidrogênio, o que confirma a habilidade de uma cultura de Clostridium acetobutylicum em fermentar resíduos agroindustriais ricos em carboidratos. / Due to the large biodiversity found in its territory, Brazil has a wide variety of agricultural and agro-industrial wastes, generating a big social and economical interest in bioprocessing these wastes. It is important to encourage the demonstration of the existing benefits and investments in developing new technologies to gain more energy from renewable resources, which are produced in large quantity. The industrial waste, when generated, needs appropriate destination because, besides creating environmental problems in potential, represents losses of raw materials and energy, requiring significant investments in treatments to control pollution. The production of hydrogen from organic wastes not only favors the environment, but also produces a clean source of energy. The liquid residue from the processing of cassava, manipueira, is a low cost substrate, renewable and abundant in the agricultural sector, besides being rich in carbohydrates. The aim of this work was to study the effect of substrate concentration (manipueira) in cell growth and hydrogen gas production by a pure culture of Clostridium acetobutylicum ATCC 824. Series of batch tests were applied for this purpose, with concentrations of 30, 15, 10, 7.5 and 5 g COD / L. The anaerobic digestion of manipueira was performed in 500-mL bioreactors, operating with 36°C temperature and pH 7. Results confirmed what authors stated earlier, that there wasn't total consumption of organic matter in the experiments. Results showed that application of 30 and 15 gCOD/L, resulted in lower yields of hydrogen and a lower substrate conversion efficiency. Furthermore, lower concentrations, as 10, 7.5 and 5 gCOD/L resulted in higher incomes, and the best hydrogen yield was obtained with the lowest concentration of manipueira (5 gCOD/L), reaching 2.41 mol/mol glucose, based on the theoretical limit of 4 mol hydrogen/ mol glucose. The results indicate that cassava can be used to produce hydrogen, which confirms the ability of Clostridium acetobutylicum in bioprocesses with agroindustrial wastes rich in carbohydrates.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-24T21:51:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 267259.pdf: 1684063 bytes, checksum: a0e315b777b7bc1e215ba129874351d1 (MD5) / A erva baleeira (Cordia verbenacea) é uma planta da Família das Borraginaceae, encontrada nas restingas marítimas de quase todo o litoral brasileiro, sendo mais comumente encontrada no trecho compreendido entre os Estados de Santa Catarina e São Paulo. Devido ao seu perfil de composição, a erva baleeira possui propriedades antiinflamatória e cicatrizante sendo indicada para o tratamento de reumatismo, artrite reumatóide, tendinite, dores lombares e musculares e nevralgias. Os compostos da classe dos sesquiterpenos encontrados em seus extratos como a-humuleno e trans-cariofileno são os principais responsáveis pela sua atividade antiinflamatória. Assim, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a qualidade dos extratos de erva baleeira obtidos a partir da tecnologia supercrítica através da comparação, em termos de rendimento de processo, composição dos extratos e atividade biológica, com os extratos obtidos a partir das técnicas convencionais de extração (maceração seguida de fracionamento com solventes orgânicos, extração soxhlet e hidrodestilação) e também com o uso de etanol e acetato de etila como co-solventes junto à ESC. Os extratos supercríticos de erva baleeira foram obtidos numa faixa de pressão de 100 a 300 bar e temperatura de 30, 40 e 50ºC com densidade do solvente variando de 0,385 a 0,948 g/cm3 sendo o maior rendimento de 5,0% para a condição de extração de 300 bar e 50ºC. Foram utilizados solventes orgânicos de diferentes polaridades na extração convencional como: hexano, diclorometano, acetato de etila, etanol, acetona e misturas aquosas de 25 e 50% (etanol/água). O etanol e o acetato de etila foram utilizados nas concentrações de 2, 5 e 8% em massa como co-solventes na ESC, proporcionando rendimentos de até 8,6%. Foram identificados importantes compostos nos extratos de erva baleeira como a-humuleno, trans-cariofileno, espatulenol, cariofileno óxido, b-sitosterol e artemetina. Também foi avaliada, através do método DPPH (2,2-difenil-1-picrilhidrazil), método ABTS (2,2#-azino-bis-(3-etil-benzotiazolna-6-ácido sulfônico), radical ânion superóxido e proteção contra a peroxidação lipídica a atividade antioxidante dos extratos obtidos com as diferentes tecnologias. O conteúdo de compostos fenólicos presente nos extratos foi determinado através do método de Folin-Ciocalteau. A erva baleeira se mostrou uma importante fonte de compostos com atividade antioxidante com destaque para os extratos: fração acetato de etila da maceração, misturas aquosas etanol/água e extrato acetato de etila da soxhlet que apresentaram as maiores capacidades antioxidantes. A atividade antimicrobiana foi avaliada e os extratos supercríticos mostraram forte inibição antimicrobiana principalmente contra bactérias Gram-positivas com destaque para o extrato obtido com CO2 puro a 30ºC e 300 bar. Para a descrição da cinética de extração do sistema extrato de erva baleeira + CO2 supercrítico foram empregados diferentes modelos de transferência de massa apresentados na literatura. O modelo de Sovová (1994) foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais e a convecção se mostrou como principal mecanismo de transferência de massa e a difusão como fator limitante. Foi investigado experimentalmente o comportamento de fases dos sistemas binários contendo a-humuleno + CO2 e trans-cariofileno + CO2 e do sistema ternário formado por a-humuleno + trans-cariofileno + CO2, através do método estático sintético. Os resultados experimentais obtidos no estudo do equilíbrio de fases apresentaram transições de fases do tipo líquidovapor, líquido-líquido e líquido-líquido-vapor. Cordia verbenacea is a plant from the Borraginaceae family, widely find along the southeastern coast of Brazil, especially between the states of Santa Catarina and São Paulo. Due to its composition profile, Cordia verbenacea presents anti-inflammatory and healing properties, being indicated for treatment of rheumatism, rheumatoid arthritis, tendonitis, muscle and back pain and neuralgia. The compounds from the sesquiterpene class present in Cordia verbenacea extracts, such as a-humulene and trans-caryophyllene, are the main responsible for its antiinflammatory activity. Therefore, the aim of this study is to evaluate the quality of Cordia verbenacea extracts obtained by supercritical technology and compare, in terms of process yield, extracts composition and biological activity, with extracts obtained by conventional extraction techniques (maceration followed by fractionation with organic solvents, soxhlet extraction and hydrodistillation). The supercritical method was also improved by using ethanol and acetate ethyl as co-solvents. The supercritical extracts of Cordia verbenacea were obtained in a range of pressure from 100 to 300 bar and 30, 40 and 50°C of temperature with density of solvent varying from 0.385 a 0.948 g/cm3, being the largest extraction yield of 5.0% for the extraction condition of 300 bar and 50°C. The organic solvents of different polarity, used in conventional methods were: hexane, dichloromethane, ethyl acetate, ethanol, acetone and aqueous mixtures of 25 and 50% (ethanol / water). Ethanol and ethyl acetate were used in concentrations of 2.5 and 8% in mass as co-solvents in the supercritical extraction, providing yields up to 8.6%. Relevant compounds were identified in extracts of Cordia verbenacea as a-humulene, trans-caryophyllene, spathulenol, caryophyllene oxide, b-sitosterol and artemetin. The potential of the extracts were evaluated by the methods DPPH (2,2 - diphenyl - 1 - picrylhydrazyl), ABTS (2,2#- azinobis - 3 - ethylbenzothiazoline 6 - ulfonate), superoxide anion radical and protection against lipid peroxidation, in order to detect the antioxidant activity of extracts obtained by the different extraction technologies. The content of phenolic compounds present in the extracts was determined by the method of Folin-Ciocalteau. Cordia verbenacea has showed itself an important source of compounds with antioxidant activity, especially for the ethyl acetate fraction (maceration), ethanol/water mixtures and ethyl acetate from soxhlet method which presented the highest antioxidant capacity. The antimicrobial activity was evaluated and the supercritical extracts showed high antimicrobial inhibition, especially against gram-positive bacteria with emphasis to the extract obtained by CO2 at 30ºC and 300 bar. The kinetic description of the system Cordia verbenacea + supercritical CO2 was performed by different mass transfer models, presented in literature. The Sovová (1994) model show the best adjustment with experimental data and the convection was indicated as the main mass transfer mechanism, with diffusion as a limiting factor. The phase behavior was investigated for the binary systems containing a-humulene + CO2 and trans-caryophyllene + CO2 and for the binary system formed by a-humulene + trans-caryophyllene + CO2, through the static synthetic method. The experimental results obtained in the study of equilibrium phases showed transition of phases of the type liquid-vapour, liquid-liquid and iquid-liquid-vapour.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T21:58:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 271612.pdf: 2004162 bytes, checksum: 53611bd7fbe574fb733cb7c44187fe20 (MD5) / Este trabalho buscou isolar e selecionar novos microrganismos capazes de produzir lipases com atividade de hidrólise e de esterificação, e avaliar a produção e a caracterização de lipases extracelulares por fermentação em estado sólido (FES) em farelo de soja com os microrganismos selecionados. Observouse que dentre os microrganismos isolados, os fungos filamentosos do gênero Penicillium apresentaram os melhores resultados como produtores de lipase com atividade hidrolítica. Por outro lado as cepas de leveduras foram as que apresentaram melhor desempenho na catálise da reação de produção de n-propil oleato, sendo somente duas cepas fúngicas selecionadas entre os 17 microrganismos hábeis para produção de lipase com atividade de esterificação. A fermentação em estado sólido para produção de lipase com atividade hidrolítica usando farelo de soja apresentou resultados promissores. O estudo da suplementação revelou o Penicillium 58F como o mais eficiente para produção de lipase hidrolítica, nos distintos valores de pH avaliados, sendo a suplementação com uréia acrescida de óleo de soja a que resultou nas melhores atividades. A técnica de planejamento de experimentos mostrou-se eficiente para maximização do processo fermentativo para produção de lipase hidrolítica. O processo foi maximizado com suplementação de 0,60% de uréia acrescida de óleo de soja para atingir relação de C/N 6,11, umidade 75%, granulometria farelo de soja de 1-2 mm, concentração de inóculo de 2x108 esporos/g e 20 °C. A atividade hidrolítica máxima obtida em meio ácido foi de 200 U/g farelo de soja seco após 120h de fermentação, em pH neutro de 317 U/g e em alcalino obteve-se atividade de 191 U/g farelo de soja seco, ambos em 96 h fermentação. Os resultados demonstram haver produção de altas concentrações de lipase extracelular, possivelmente um pool de lipases, com potencial hidrolítico em uma ampla faixa de pH. A relação C/N de 6,11 foi a que resultou nas melhores produtividades. A condição otimizada para extração da lipase foi usando tampão fosfato de sódio 100mM pH 7,0 e temperatura de 25ºC, 150 rpm, e razão sólido/líquido de 1:4, com incubação de 15 minutos. A caracterização parcial do extrato enzimático hidrolítico bruto e pré-purificado apresentou temperatura ótima de atividade de 37ºC, para ambas, e pH ótimo igual a 7 e na faixa de 9 a 10, respectivamente. A maior estabilidade dos extratos bruto e prépurificados foi a 25 ºC e pH 7. A exposição a CaCl2 levou à inativação do extrato enzimático hidrolítico pré-purificado. A especificidade do extrato enzimático hidrolítico pré-purificado indicou atividades em ésteres com uma faixa de comprimento de cadeia variando de C4 a C18. / This work aimed to isolating and selecting new lipase-producing microorganisms, able to produce lipase both with synthesis and hydrolysis activities, and to assess the production and characterization of extracellular lipases, by solid state fermentation (SSF) using soybean meal as substrate, with the microorganisms isolated in the previous step. The filamentous fungi of the genera Penicillium presented the best production results in terms of hydrolytic activity. The best performance on production of lipases with synthesis activity (n-propyl oleate) was obtained with the yeast strains, while only two fungal strains produced lipases with a good potential for synthesis among the 17 selected strains. The use of soybean meal as substrate for SSF presented promising results. The study on the supplementation of this substrate showed that the Penicillium sp. 58F was the most potential lipase producer, considering three different pH values. The use of urea and soybean oil resulted in the highest lipase activities. The lipase production could be optimized using the experimental design technique. Maximum activity was obtained using soybean meal (75% moisture and particle size 1-2 mm) supplemented with 0.6% urea and soybean oil to reach a C/N ratio of 6.11, 2x108 spores/g and 20 °C. The resulting activity in acid medium was 200 U/g of dry substrate after 120 h of fermentation. In neutral and alkaline medium maximum activities were 317 U/g and 191 U/g after 96 h of fermentation, respectively. The results suggest that a pool of lipases is produced, with a high lipolytic activity in a wide pH range. The C/N ratio 6.11 maximized the lipase production. The optimum extraction condition was phosphate buffer (pH 7.0 100 mM), 25ºC, 150 rpm, solid to liquid ratio 1:4 and incubation for 15 min. Partial characterization of the crude and pre-purified extract showed that both presented optimum temperature for activity of 37ºC and optimum pH of 7 and 9-10, respectively. The crude and pre-purified extract were more stable at 25ºC and pH 7.0. The exposure of the extract to CaCl2 induced to a inactivation of the pre-purified extract. The specificity of the pre-purified extract showed that good activities could be obtained in long chain p-nitro esters and triacylglycerols.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T00:29:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 280351.pdf: 388430 bytes, checksum: 89c36de3ff7cc558ea38144c480bfabb (MD5) / A banana é uma fruta tropical de elevado valor nutricional. Segundo dados da FAO em 2007 o Brasil produziu 7 milhões de toneladas de banana. A alta perecibilidade dos frutos aliada à dificuldade de armazenamento nos meses de safra contribui para a perda em torno de 40% da produção nacional, gerando a necessidade do desenvolvimento de processos para sua preservação. Este trabalho teve como objetivo principal realizar um estudo comparativo de diferentes estratégias de desidratação para obtenção de banana desidratada com aparência e textura de qualidade superior. As frutas foram submetidas aos seguintes processos de desidratação: desidratação osmótica (DO), secagem convectiva, desidratação osmótica seguida de secagem convectiva e secagem por aplicação de ciclos de aquecimento-pulso de vácuo (CAPV). A desidratação osmótica ocorreu em solução de sacarose a 65oBrix e temperatura de 65oC, por 120 min. com proporção fruta:solução de 1:30. A secagem convectiva foi realizada em estufa com circulação forçada de ar a 60°C até peso constante. Na secagem por ciclos de aquecimento-pulso de vácuo as bananas, em fatias de ± 5mm, foram colocadas em uma câmara selada e aquecidas até 60°C. Atingida a temperatura, foi aplicado vácuo durante 5 minutos, após este período, a pressão do sistema foi restabelecida e as amostras foram aquecidas novamente, para aplicação de um novo ciclo de secagem. O cálculo do número de pulsos de vácuo aplicados na fruta foi determinado através da massa de água evaporada em cada ciclo, conforme a equação: mevap=(mamostraxcp x?T)/?Hvaporização. A transferência de massa durante a DO foi caracterizada pela determinação dos parâmetros relativos à perda de massa (PM), perda de água (PA) e ganho de sólidos (GS). A partir dos resultados obtidos, o tempo de processo selecionado foi de 2 horas, onde o valor de PA foi de 45,81%, o GS foi de 3,30% e a PM foi de 43,19%. Amostras in natura e previamente desidratadas osmoticamente submetidas à secagem convectiva apresentaram teores de umidade aceitáveis para frutas secas pela legislação brasileira (de 25% em base úmida), após 8 horas de processo. Após a secagem por CAPV, as amostras pré-tratadas osmoticamente e as secas a partir de frutas in natura apresentaram teores de umidade e atividade de água de 0,316g de água/g de sólidos secos 0,429 e 0,293g de água/g de sólidos secos e 0,277, respectivamente. Para ambas as amostras o tempo de processo foi de aproximadamente 2,6 horas. Além da redução do período de secagem, se comparado com a secagem convectiva, a secagem por CAPV possibilitou a obtenção de frutas com baixos teores de umidade e atividade de água. Ensaios mecânicos realizados para as amostras secas por CAPV apresentaram curvas de força x deformação relativa "ruidosas", ou seja, com a presença de diversos picos, característico de materiais crocantes. As amostras secas convectivamente apresentaram curvas suaves, resultado do colapso da estrutura da amostra. As diferenças estruturais das amostras secas pelos diferentes processos puderam ser verificadas pela análise de microscopia eletrônica de varredura, onde nas bananas secas por CAPV foi possível observar a matriz porosa formada, semelhante à de bananas comerciais liofilizadas. Deste modo, este trabalho apresenta resultados que podem ser de grande utilidade para o aproveitamento industrial e agregação de valor às bananas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianopolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T08:57:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 278703.pdf: 1659904 bytes, checksum: ef8f7f141c5bce89a6dadcf50e02524d (MD5) / A aplicação da microfiltração para clarificação de sucos de frutas tem demonstrado resultados economicamente viáveis. Inúmeros sucos de frutas típicas do Brasil ainda não foram testados neste tipo de processo, visando a sua clarificação e manutenção das características, tanto nutricionais, quanto sensoriais. Dentro desse contexto, esse trabalho objetivou estudar os efeitos dos parâmetros operacionais temperatura, pressão transmembrana e velocidade tangencial no fluxo permeado final durante a microfiltração de caldo de cana-de-açúcar adicionado de polpa de maracujá, através de um Delineamento Composto Central Rotacional 23. Além disso, o microfiltrado obtido foi caracterizado quanto às características físico-químicas, microbiológicas, reológicas e de cor. Os ensaios foram realizados em uma unidade piloto de filtração utilizando-se uma membrana de fibra oca (poliamida) com diâmetro médio de poros de 0,4 ?m e área de filtração de 0,723 m2. Os fluxos de permeado final para os ensaios realizados variaram de 7,05 a 17,84 L?h-1?m-2. Observou-se um rápido declínio (cerca de 50 %) nos instantes iniciais da microfiltração. Além disso, verificou-se que a temperatura e a velocidade tangencial apresentaram um efeito positivo significativo (p < 0,05) sobre o fluxo de permeado final, ou seja, quando houve um acréscimo nestes parâmetros o fluxo de permeado final foi maior. A pressão transmembrana não apresentou efeito significativo (p > 0,05) no fluxo de permeado final. Os resultados de fluxo de permeado em diversas condições de operação permitiram a análise das resistências ao transporte de massa. A polarização por concentração e da camada gel mostrou-se mais influente no declínio de fluxo, de acordo com a teoria de resistências em série. Os dados obtidos para a construção da curva de permeação foram ajustados ao modelo matemático de Constenla e Lozano, onde se obteve um bom ajuste dos dados experimentais ao modelo. O permeado apresentou-se límpido e sem presença de polpa, apresentando uma tendência a cor amarela. Houve redução nos teores de sólidos totais, proteínas, vitamina C e acidez (p < 0,05), enquanto os sólidos solúveis, pH, cinzas e lipídeos não foram alterados (p > 0,05). Quanto às propriedades reológicas, tanto o caldo de cana in natura, quanto o caldo microfiltrado apresentaram comportamento newtoniano, apresentando índice de comportamento próximo a 1. A análise microbiológica do caldo de cana microfiltrado mostrou uma expressiva redução na contagem microbiana, indicando que este se encontra dentro dos padrões exigidos pela legislação brasileira.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T09:00:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 287919.pdf: 1924427 bytes, checksum: 55bcf2ec008ae72f451f7af48706cbed (MD5) / As bactérias ácido lácticas (BAL) são um dos principais grupos de micro-organismos responsáveis pela deterioração de produtos cárneos embalados a vácuo e em atmosfera modificada, armazenados sob temperatura de refrigeração. A microbiologia preditiva é considerada uma importante ferramenta para quantificar e predizer o comportamento microbiano sob influência de diferentes fatores ambientais, como por exemplo, a temperatura. Assim sendo, o objetivo geral deste trabalho foi modelar o crescimento de BAL em condições isotérmicas e não isotérmicas de cultivo. Primeiramente foram ajustados quatro modelos primários às curvas de crescimento de Lactobacillus plantarum, Lactobacillus viridescens e Lactobacillus sakei em meio de cultivo MRS sob seis diferentes temperaturas isotérmicas (entre 4°C e 30°C), sendo que o modelo primário que apresentou melhor ajuste aos dados experimentais foi o modelo de Gompertz. Foram avaliados também cinco modelos secundários, sendo que a influência da temperatura foi melhor descrita pela equação da potência para a fase lag (.), o modelo da raiz quadrada para a velocidade de crescimento (.) e a equação do tipo Arrhenius para o aumento logarítmico da população (A). Com base nos modelos selecionados, foi estabelecido um modelo de crescimento não isotérmico, baseado na metodologia proposta por Corradini e Peleg. O modelo proposto foi validado com dados experimentais de L. plantarum em meio MRS sob três diferentes perfis de temperatura. A partir de um delineamento composto central rotacional, um modelo de superfície de resposta foi estabelecido para predizer a velocidade de crescimento de L. plantarum em meio MRS, sob diferentes temperaturas (4°C a 16°C), pH (5,5 a 7,5), NaCl (0 a 6%) e Na-lactato (0 a 4%). Todos os fatores estudados foram estatisticamente significativos (p < 0,10) no intervalo de confiança estudado e usados para a construção do modelo, sendo que o fator que apresentou a maior significância foi a temperatura, seguido pelo NaCl, Na-lactato e pH. Este modelo de superfície de resposta foi validado matematicamente com condições adicionais realizadas dentro do domínio do delineamento experimental. O crescimento de L. plantarum também foi analisado quando esta bactéria foi inoculada em um produto cárneo, chopped suíno cozido, embalado a vácuo e armazenado sob diferentes temperaturas isotérmicas (4°C, 10°C e 16°C). O modelo primário de Gompertz ajustou-se bem às curvas de crescimento e os modelos secundários foram os mesmos selecionados no caso do crescimento da bactéria em meio MRS. Não foram observadas mudanças sensoriais no produto quando L. plantarum atingiu a população máxima (107 úteis para predizer, dentro dos limites estabelecidos para cada modelo, o comportamento de bactérias ácido lácticas em produtos cárneos. / Lactic acid bacteria (LAB) are the main microorganism group responsible for the spoilage of modified atmosphere or vacuum-packaged meat products, stored under refrigeration. The predictive microbiology is an important tool to quantify and predict microbial behavior under the influence of different environmental factors, such as temperature. Then, the overall aim of this study was to model the LAB growth in isothermal and non-isothermal conditions. Firstly, four primary models were fitted to the growth curves of Lactobacillus plantarum, Lactobacillus viridescens and Lactobacillus sakei in MRS broth under six different isothermal temperatures (4°C to 30°C), being the Gompertz model the primary model that showed the best fit to the experimental data. Five secondary models were also evaluated, and the influence of temperature on the lag phase duration (.) was better described by the power equation, the square root for the maximum specific growth rate (.), and the Arrhenius-type equation for the microbial population increase (A). Based on selected models, the non-isothermal growth model was established, based on the methodology proposed by Corradini and Peleg. The model proposed was validated with experimental growth curves of L. plantarum in MRS obtained under three periodic temperature profiles. From a central composite rotatable design, the response surface model was established to predict L. plantarum growth rate in MRS broth, under different temperatures (4°C to 16°C), pH (5.5 to 7.5), NaCl (0 to 6%) and Na-lactate (0 to 4%). All the factors were statistically significant (p < 0.10) and used to build the model, where the temperature was the most decisive factor, followed by the concentrations of NaCl and Na-lactate and by the pH. This model was mathematically validated with additional conditions within model range. L. plantarum growth was also analyzed when this bacteria was inoculated in a meat product, cooked chopped pork, vacuum packaged and stored under different isothermal temperatures (4°C, 10°C and 16°C).he Gompertz model showed a good fit to growth curves and the secondary models were the same ones selected in the case of growth in MRS broth. There were no sensory changes in the product when L. plantarum reached the maximum population. The predictive models established in this study can be useful for predicting, within the limits set for each model, the behavior of lactic acid bacteria in meat products.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T09:37:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 278462.pdf: 5378272 bytes, checksum: 8db2a6ecd4f48f5311c5316c8b3de0d7 (MD5) / O presente trabalho teve por objetivo geral a caracterização física e físico química de dez cultivares de mandioca selecionadas pela EPAGRI (Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural), visando a indicação de uso em diferentes setores industriais de produção de derivados da mandioca. Foi observado que cultivares susceptíveis à fitopatologias deverão ser desconsideradas para fins comerciais. Raízes com menores tempos de cozimento podem ser indicadas para processos industriais envolvendo tratamento térmico, tal como a produção de álcool de mandioca. A Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), colabora na definição das causas das diferenças do tempo de cozimento e dureza das raízes em estudo. Cultivares contendo maior envolvimento com tecido parenquimatoso, pectina e material celulósico, tendem a ser menos macias, tanto cruas quanto cozidas. Observa-se elevada correlação entre o teor de matéria seca e o teor de amido. As cultivares mais ricas em amido apresentaram a menor geração de resíduos e consumo de água. As raízes se apresentaram ricas em minerais e em fibras comparativamente a outros estudos, o que pode ser indicativo do baixo tempo de cultivo. O teor de fibras totais, em base peso seco, indica as cultivares para a produção de farinha de mandioca com alto teor de fibras. A diferença entre os solos de cultivo não é fator de decisão quanto à textura das raízes, porém, quanto ao cianeto, o tipo de solo pode ter interferido. Foi verificado destaque para uma das cultivares, em rendimento em amido, tendência a geração de resíduos e consumo de água, além da resistência à fitopatologias e facilidade de descasque e alto teor de sólidos totais, o que pode indicar o seu uso para a extração de amido. Enquanto outras cultivares com maior facilidade de cozimento são indicadas para processos envolvendo tratamento térmico das raízes.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T12:21:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 281561.pdf: 1244047 bytes, checksum: 79873fedaad2955ef576d9d65faf204d (MD5) / Poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidrohivalerato) [P(3HB-co-3HV)] é um biopolímero acumulado intracelularmente por muitos organismos como reserva de carbono e energia, em condições desbalanceadas do meio. Possui propriedades termoplásticas semelhantes às dos plásticos petroquímicos e a vantagem de ser biocompatível e completamente biodegradável. Entretanto possui custo elevado de produção frente aos polímeros convencionais, o que limita o uso. Diferentes estratégias de cultivo para a produção do copolímero P(3HB-co-3HV) por Cupriavidus necator foram avaliadas, com o objetivo de aumentar a produtividade do processo, e, consequentemente, a redução do custo de produção. O monitoramento da concentração de biomassa e da concentração de oxigênio dissolvido indicou as mudanças metabólicas do microrganismo, sinalizando o momento da limitação de nutriente. Esta sinalização facilita o processo produtivo, permitindo que as alimentações de nitrogênio e ácido propiônico sejam efetuadas a partir do momento exato do início da fase de produção, evitando desperdício de co-substrato. Visando testar a utilização de substratos alternativos de baixo custo, foram realizados testes em bioreator, estudando o crescimento de C. necator em diferentes fontes de carbono (glicose e melaço cítrico). Quando se utilizou melaço cítrico como fonte de carbono, obteve-se maior velocidade específica de crescimento (0,35 h-1) comparada ao cultivo realizado em glicose (0,19 h-1), demonstrando-se dessa forma como substrato promissor para a produção de biopolímeros. A alimentação do elemento limitante (nitrogênio) durante a fase de produção permitiu a formação de um copolímero com 9,3 mol% de acúmulo das unidades 3HV, comparado ao acúmulo de 3,7 mol% em cultura submetida à carência de nitrogênio. No entanto, não foi observado aumento de produtividade em virtude do elevado crescimento residual promovido, o qual prejudicou o acúmulo do polímero. A cinética do crescimento e a transferência de oxigênio dissolvido durante o cultivo foram acompanhados. A velocidade específica de consumo de oxigênio (QO2) e o kLa foram determinados através do método dinâmico. Os resultados mostram que o kLa, a velocidade específica de crescimento (µX) e de respiração (QO2) são afetados pelo aumento da concentração de biomassa. O maior consumo global de oxigênio foi de 595 gO2.L-1.h-1 para uma concentração celular de 18 g.L-1 em cultivo realizado em glicose, sendo que a velocidade específica de consumo de oxigênio para manutenção celular neste cultivo foi de 47,1 mgO2.(gcél.h)-1. A modelagem matemática do crescimento da bactéria foi utilizada para estimar os parâmetros: velocidade específica máxima de crescimento (µmáx), tempo da fase lag (?) e aumento logarítmico da população (A), utilizando melaço cítrico e glicose como substrato. Utilizaram-se três modelos primários de crescimento (Gompertz Modificado, Logístico e Barany e Roberts) e o modelo de Gompertz Modificado foi o que apresentou melhor ajuste às curvas de crescimento da bactéria, para ambas as fontes de carbono testadas. Pelo modelo de Gompertz Modificado foi possível prever o momento da limitação da cultura. Por fim, a caracterização do copolímero produzido a partir das diferentes fontes de substrato testadas mostrou que os mesmos apresentam propriedades térmicas semelhantes ao copolímero industrial e superiores ao homopolímero industrial P(3HB).

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T14:00:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 289269.pdf: 5454140 bytes, checksum: 6c2c27fe79fe0811aa53024a3efd0a50 (MD5) / A utilização de cortes de carne cozidos para a elaboração de produtos com alto valor agregado deve ser vinculada a processos de fabricação eficientes e seguros. Assim, técnicas para se obter um resfriamento rápido e homogêneo de cortes de carnes submetidos ao processo de cozimento são de grande importância para a indústria. Dentre as novas tecnologias, a técnica de resfriamento a vácuo tem sido apontada como uma interessante alternativa para a redução do tempo de resfriamento de produtos cárneos em comparação com as técnicas tradicionais. Uma importante característica dessa técnica é a possibilidade da sua integração com o processo de cozimento em um mesmo equipamento, o que permite reduzir a manipulação do produto e o consequente risco de contaminação microbiológica. Neste contexto, a primeira etapa deste trabalho constituiu-se no desenvolvimento de um dispositivo que permite tal integração e na avaliação do seu uso para o processamento de cortes de peito de frango. Na segunda etapa do trabalho, comparou-se o processo integrado de cozimento-resfriamento a vácuo (CI-RV) de filés de peito de frango com o processo de cozimento por imersão seguido de método convencional de resfriamento em câmara fria (CI,RC). Foram avaliadas as influências das etapas RV e RC na taxa de resfriamento e na perda de massa, para processos realizados com diferentes quantidades de amostras. Para as condições estudadas, o tempo para o resfriamento das amostras de aproximadamente 80 oC até 10 oC foi praticamente 3 vezes menor utilizando o RV em comparação com o método RC. Adicionalmente, verificou-se um resfriamento mais homogêneo das amostras submetidas ao RV, independentemente da quantidade de produto ou do seu empilhamento. Por outro lado, a perda de massa das amostras submetidas ao método RV (entre 11,5 e 11,7%, em relação à massa da amostra cozida) foi maior que a perda de massa das amostras submetidas ao método RC (entre 6,8 e 8,4%). Em função dessa maior perda de massa no resfriamento, os filés de peito de frango submetidos ao processo CI-RV apresentaram menores conteúdos de umidade que os submetidos ao processo CI,RC, o que afetou diretamente as propriedades mecânicas dos mesmos (maiores valores de dureza e força máxima de cisalhamento). Desta forma, duas alternativas de processamento para compensar a excessiva perda de massa durante o RV e evitar os efeitos adversos no produto foram avaliadas. A primeira alternativa consistiu-se no processo integrado de cozimento por imersão seguido do resfriamento a vácuo dos filés de frango imersos na água de cozimento (CI-RVI). As amostras submetidas à etapa RVI apresentaram uma considerável redução na perda de massa durante o resfriamento (valores entre 4,2 e 4,8%) em relação ao RV convencional. Além disso, reduções ainda maiores na perda de massa foram obtidas quando utilizou-se ciclos de variação da pressão (pulsos de vácuo-pressão atmosférica-vácuo) durante a etapa RVI. No entanto, a taxa de resfriamento das amostras através do método RVI foi menor que a taxa de resfriamento durante o RV. Como segunda alternativa, foi proposta a utilização da técnica de impregnação a vácuo (IV) de uma solução de interesse nos cortes de peito de frango cozidos e resfriados a vácuo. A IV integrada aos processos de cozimento e resfriamento a vácuo (CI-RV-IV) apresentou-se como uma alternativa interessante para a redução da perda de massa global durante o processamento de filés de peito de frango cozido, sem apresentar o maior tempo de resfriamento obtido com o método RVI. Finalizando este trabalho, foi estudada a espectroscopia de impedância como técnica de medida para a predição de parâmetros de interesse durante o processamento de filés de peito de frango como, por exemplo, a temperatura final atingida na etapa de cozimento. / The use of cooked meat cuts for preparing products with higher added value must be linked to safe and efficient manufacturing processes. Thus, techniques for obtaining a fast and homogeneous cooling of meat cuts subjected to cooking processes are of great importance for the industry. Among the new technologies, the vacuum cooling technique has been considered an interesting alternative for reducing the cooling time of meat products as compared to conventional methods. One important characteristic of such a technique is the possibility of its integration with the cooking process in a single device, which allows reducing the product manipulation and the microbiological contamination risk. In this context, the first part of this work was dedicated to develop a device that permits such a cooking and vacuum cooling integration as well as to evaluate the use of this device for processing chicken breast cuts. In a second part of this work, the integrated cooking and vacuum cooling (IC-VC) process was compared to a process of immersion cooking followed by a conventional cold room cooling (IC,CC). The influence of the vacuum and cold room cooling techniques in the cooling rate and the product weight loss were investigated for processes carried out with different product amounts. For the considered conditions, the cooling time of the samples from 80 oC to 10 oC was nearly three times smaller using vacuum cooling as compared to cold room cooling. Additionally, a more homogeneous cooling of the samples subjected to vacuum cooling was verified, regardless the amount and the stacking of the product. In the other hand, the weight loss of the samples subjected to vacuum cooling (from 11.5% to 11.7% with respect to the weight of the cooked sample) was larger than the weight loss of the samples subjected to cold room cooling (from 6.8 to 8.4%). As a consequence of such a larger weight loss, the chicken breast cuts subjected to the integrated IC-VC process presented smaller moisture contents than the ones subjected to the IC,CC process, which directly affected their mechanical properties (bigger values of hardness and shear force). Aiming to compensate for the excessive weight loss during the vacuum cooling and to avoid the adverse effects on the product, two alternative processing approaches were then considered in this work. The first one consisted of using immersion cooking followed by vacuum cooling with the chicken breast cuts immersed on the cooking water (IC-IVC). The samples subjected to such immersion vacuum cooling (IVC) presented a considerable reduction in weight loss (from 4.2 to 4.8%) as compared to the ones cooled using standard vacuum cooling. Moreover, further reductions were obtained using cycles of pressure variation (pulses of vacuum, atmospheric pressure and vacuum) during the IVC stage. However, the cooling rates of the samples subjected to IVC were smaller than the one of the samples subjected to standard vacuum cooling. A second integrated processing alternative, consisting of using vacuum impregnation (VI) for promoting a solution intake in chicken breast cuts processed using the IC-VC process, was proposed in this work. Such a IC-VC-VI process permitted to obtain products with reduced weight loss while avoiding the larger cooling times obtained using the IVC technique. At the last part of this work, the impedance spectroscopy technique was studied with the aim of predicting parameters of interest, such as the cooking end-point temperature, during the processing of chicken breast cuts.