Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T18:15:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 298268.pdf: 1340895 bytes, checksum: 0d49dfb5c17c54bbd8ff55af0d1c18b1 (MD5) / O Dióxido de Carbono é o gás mais importante nas misturas gasosas utilizadas para embalar alimentos que não respiram sob atmosfera modificada. Quando introduzido na embalagem,esse gás dissolve-se nas fases aquosa e lipídica do alimento, conferindo o efeito bacteriostático e fungistático. Neste trabalho a solubilidade e o coeficiente de difusão efetivo do CO2 em queijo Minas Frescal foram determinados por método manométrico com volume constante, a 4 °C, 7 °C e 10 °C. Considerou-se que a relação de equilíbrio do CO2entre o alimento e a fase gasosa obedece a Lei de Henry. O aparato experimental foi validado pela determinação da constante de Henry do CO2 em água destilada. O coeficiente de difusão efetivo do CO2 no queijo foi determinado pela solução numérica da segunda Lei de Fick unidirecional, desprezando a resistência à transferência de massa entre as fases e utilizando a concentração da superfície obtida experimentalmente. A amostra foi caracterizada pela composição centesimal e pelo perfil de ácidos graxos.Foram determinados valores da constante de Henry (Pa ppm-1) de 53,4 0,2; 48,7 4,9e 58,6 3,2 para 4 °C, 7 °C e 10 °C, respectivamente. A maior solubilidade (inverso da constante de Henry) a 7 °C pode ser justificada pelo efeito combinado da temperatura e mudanças de fase de parte dos lipídeos encontrados na estrutura do queijo. Os valores obtidos para o coeficiente de difusão efetivo do CO2 no queijo (108 m2 s-1) foram 2,12 0,63, 0,74 0,23 e 1,29 0,46 para 4 °C, 7 °C e 10 °C, respectivamente. Foi desenvolvido um modelo matemático para a determinação das condições de equilíbrio (pressão parcial de CO2, volume da fase gasosa e concentração de CO2 dissolvido no alimento) em embalagens flexíveis com atmosfera modificada, possibilitando a simulação de diferentes cenários em embalagens com atmosfera modificada. O aparato experimental teve excelente reprodutibilidade. Os comportamentos da solubilidade e do coeficiente de difusão efetivo do CO2 em alimentos são importantes para a compreensão e o estabelecimento de novos processos como a pré-solubilização do CO2 no alimento antes de embalar (SGS - Soluble Gas Stabilization).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T20:38:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 294452.pdf: 1296153 bytes, checksum: bb7c50a252ee725fd002bf3f3168bb75 (MD5) / Poli(3-hidroxibutirato) P(3HB) é um produto intracelular produzido por inúmeros micro-organismos, como reserva energética. Cupriavidus necator é a bactéria mais estudada para a produção deste polímero devido à sua capacidade de acumular até 80 % de sua massa seca em P(3HB). Devido aos altos custos de produção, melhorias no processo produtivo são necessárias para que este polímero seja comercialmente competitivo. Estudos já mostraram que a utilização de suplementos ou indutores da produção de P(3HB), como os óleos vegetais, é uma alternativa interessante para aumento de produtividade em polímero.Diversos óleos vegetais in natura já foram testados e apresentaram bons resultados, porém uma alternativa que pode potencializar estes resultados é a suplementação do meio com óleos miniemulsionados, que apresentam maior área de contato entre o óleo e a água. Neste contexto, o presente trabalho objetivou comparar o efeito da suplementação do meio de cultivo com óleo de soja in natura e miniemulsionado, com lecitina de soja, na produção de P(3HB) por C. necator. Os resultados mostraram que a concentração equivalente a 0,3 g.L-1 de ácido oléico promoveu maior aumento de produtividade de polímero do que a concentração equivalente a 0,6 g.L-1. O momento para a suplementação do meio de cultivo foi determinado a partir da análise de atividade enzimática, que mostrou que a adição do suplemento deve ser realizada quando a concentração de nitrogênio no meio é igual a 0,4 g.L-1, pois adicionando o suplemento neste momento, a atividade enzimática alcança valores máximos. Nos cultivos em biorreator, houve aumento de produtividade em ambos os cultivos suplementados, sendo que para a suplementação com o óleo in natura o aumento foi de 0,23 g.h-1, e para a miniemulsão foi de 0,29 g.h-1, ou seja, a miniemulsão não proporcionou melhores resultados. Este comportamento ocorreu provavelmente pelo fato de que a estabilidade das partículas de óleo na miniemulsão dificultaram o consumo deste substrato pelo microorganismo. Os dados de transferência de oxigênio mostraram um comportamento análogo, para os cultivos controle e suplementados com óleo de soja in natura e miniemulsionado, entre a velocidade de respiração microbiana (QO2X) e o coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio (KLa). Primeiramente houve um crescimento em ambas as curvas até o início da fase estacionária de crescimento microbiano e posteriormente as curvas decresceram, pois o oxigênio é utilizado em sua maioria, para a manutenção celular, uma vez que o crescimento microbiano é mínimo nesta etapa. O modelo de Zabriskie e Humphrey (1978) pode ser utilizado como uma ferramenta na predição da biomassa celular ao longo do cultivo. O modelo se ajustou bem aos dados experimentais quando o fator de conversão (YX/O) e a velocidade específica de consumo de oxigênio dissolvido para manutenção celular (mo) foram calculados em duas fases distintas, uma de crescimento e outra de produção. No caso do cultivo considerado inteiro os valores de MSE, para os ajustes do modelo aos dados experimentais, dos cultivos controle e suplementados com óleo de soja in natura e miniemulsionado foram respectivamente de 1,41, 6,54 e 5,95, enquanto os valores para o cultivo considerado em duas fases distintas foram de 2,14, 0,58 e 1,12, respectivamente, para os cultivos controle e suplementados com óleo de soja in natura e miniemulsionado. Esta separação promoveu melhores resultados na predição da biomassa, pois a respiração microbiana é diferente nas duas fases. Os resultados deste trabalho mostraram que as suplementações do meio de cultivo com óleo de soja in natura e miniemulsionado, com lecitina de soja, nas condições estudadas, promoveram resultados semelhantes em termos de aumento de produtividade em polímero. Assim, a suplementação com óleo de soja in natura é preferível, pois o óleo não precisa passar por uma etapa de preparação antes da suplementação, o que acarreta custos ao processo. / Poly(3-hydroxybutyrate) (P(3HB)) is an intracellular product produced by several microrganisms as energy source. Cupriavidus necator is the most studied bacterium for the production of this polymer due to its ability to accumulate up to 80 % of its dry weight in P(3HB). Due to high production costs, improving the production process is necessary to allow this polymer to be commercially competitive. Studies have shown that the use of supplements or inductors the production of P(3HB), like soybean oil, is an interesting alternative to increase the productivity on polymer. Several vegetable oils in natura have been tested and showed good results, but an alternative that can influence these results is the supplementation of the culture medium with miniemulsion oils, which have a larger contact area between oil and water. In this context, this study compares the effect of culture medium supplementation with in natura and miniemulsioned soybean oil, with soy lecithin, on P(3HB) production by C. necator. The results showed that the equivalent concentration of 0.3 g.L-1 in oleic acid promoted higher polymer productivity than the equivalent concentration of 0.6 g.L-1. The best moment for culture supplementation medium was determined from the analysis of enzymatic activity, which showed that the addition of the supplement should be made when the concentration of nitrogen in the culture medium was 0.4 g.L-1, since adding the supplement at this time, the enzyme activity achieves maximum values. Experiments in bioreactor increased the productivity in both cultures supplemented, for the in natura and miniemulsion soybean oil supplementation the increase of productivity was 0.23 g.h-1 and 0.29 g.h-1, respectively, in other words, the miniemulsion did not provide better results. This behavior occured probably because the stability of oil particles in miniemulsion, making difficult the consumption of substrate by the microorganism. The data of oxygen transfer showed a behavior similar, for the cultures without supplementation and supplemented with soybean oil in natura and miniemulsioned, to the oxygen uptake rate (QO2X) and the volumetric oxygen transfer coefficient (KLa). First there was an increase in both curves until the early stationary phase of bacterial growth and subsequently decreased, because oxygen is used mostly for cellular maintenance, since bacterial growth is minimal at this step. The model proposed by Zabriskie and Humphrey (1978) could be used as a tool for predicting the cellular biomass during the cultivation. The model fits well the experimental data when the yield (YX/O) and the maintenance coefficient for oxygen (mo) were calculated in two distinct phases, one of growth and other of production. When the cultivations were not separate, the MSE values for model fitting to experimental data, for control, in natura and miniemulsioned soybean oil supplementation cultivations were respectively 1.41, 6.54 and 5.95, while the MSE values for cultivations separated in two distinct phases were 2.14, 0.58 and 1.12, respectively, for control, in natura and miniemulsioned soybean oil supplementation cultivations. This separation promoted better results in the prediction of cellular biomass because the bacterial respiration is different in these two phases. The results of this study showed that supplementation of culture medium with soybean oil in natura and miniemulsion soybean oil, with soy lecithin, under the studied conditions, promoted similar productivity increase in polymer. Therefore, supplementation with soybean oil in natura is preferable, because the oil does not need any preparation before supplementation.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T03:49:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 291226.pdf: 2115376 bytes, checksum: ee5c2dacb79df13312dad1454c43b2cf (MD5) / Aumentar a vida útil dos produtos, sem afetar sua qualidade, funcionalidade e propriedades físico-químicas, modificando e desenvolvendo novos tipos de processos para a preservação microbiológica dos alimentos, é um desafio constante para a indústria. A aplicação de conservantes naturais, como óleos essenciais de plantas e especiarias, é percebida como uma nova tendência na preservação dos alimentos nos últimos anos. A bactéria Bacillus coagulans é um micro-organismos relevante no processamento de alimentos devido à sua capacidade deteriorante e à sua termorresistência. Além disso, B. coagulans causa o fenômeno flat-sour caracterizado pela acidificação do alimento sem a produção de gás. O tratamento térmico necessário para garantir a inativação deste microrganismo pode levar à perda de nutrientes e/ou à alterações organolépticas nos alimentos processados. Assim sendo, o objetivo geral deste trabalho foi estudar o efeito da ação conjunta do óleo essencial (OE) de orégano e do calor sobre a resistência dos esporos de B. coagulans, em caldo nutriente ajustado em condições que simulam um produto ácido como, por exemplo, a polpa de tomate (4 °Brix e pH 4,2). O OE de orégano estudado apresentou como principais moléculas constituintes carvacrol (58%), seguido de seu precursor ?-cimeno, ?-terpineno, linalool, timol, entre outras. Essas moléculas têm sua atividade microbiana estudada e comprovada pela literatura, sendo o carvacrol e o timol, apontadas como umas das mais eficazes na inibição de micro-organismos. O teste inicial para a determinação da concentração mínima inibitória (CMI) do OE resultou na concentração de 300 ppm, que foi capaz de inibir o crescimento visual do B. coagulans por 7 dias. Em seguida, na avaliação da resistência termoquímica, a ação conjunta do calor e do óleo essencial de orégano sobre os esporos foi iniciada com a CMI de 300 ppm e posteriormente, as concentrações de 0, 250, 400, 500 e 1000 ppm foram testadas, todas à temperatura de 100 °C. Entre as diferentes concentrações de OE, a de 400 ppm foi a menor concentração onde o tempo necessário para se obter 6 reduções decimais foi significativamente (P < 0,01) diferente da resistência térmica sem o óleo essencial de orégano. Assim, a segunda etapa do estudo da resistência termo química foi realizada fixando-se a concentração de OE em 400 ppm e variando a temperatura entre 90 e 100 °C. Para todas as curvas experimentais de inativação termoquímica de B. coagulans, o modelo primário de Weibull teve um bom ajuste aos dados. Após o ajuste primário, modelos secundários empíricos, como as equações exponencial e linear, foram ajustados aos parâmetros do modelo de Weibull para descrever a influência da temperatura sobre os parâmetros primários ?(T), ?(T) e b(T). Com base no modelo primário e secundário, foi realizada a resistência termoquímica não isotérmica dos esporos de B. coagulans. Nesta etapa, o modelo não isotérmico proposto por Peleg (2006) foi utilizado para a predição dos dados não isotérmicos. Assim, o modelo proposto foi validado com dados experimentais de B. coagulans em caldo nutriente adicionado de 400 ppm de óleo essencial de orégano sob dois perfis de temperatura diferentes. O efeito antibacteriano do óleo essencial de orégano foi comprovado através de diferentes tipos de análises, mostrando que este conservante natural pode ser utilizado na indústria de alimentos. Deste modo, o OE de orégano pode reduzir o tratamento térmico de produtos, resultando em menor gasto de energia e diminuindo o impacto do calor nas propriedades organolépticas e/ou nutricionais do produto. Além disto, no caso de produtos como polpa e molhos de tomate, o orégano pode ser adicionado como uma alternativa de adição de sabor ao alimento. / Increasing shelf-life of products, without affecting their quality, physicochemical properties and functionality, by modifying and developing new preservations steps, is a constant challenge for the food industry. Application of natural preservatives, as essential oils (EO) from plants and herbs, has been increasingly noticed as a new trend in biological preservation of foods in recent years. Bacteria resistant to heat stress, such as Bacillus coagulans, are relevant microorganisms in food processing because of its deteriorating ability after surviving the heat treatment. Besides that, B. coagulans, causes the flat-sour phenomenon characterized by the acidification of food without gas production. The heat treatment necessary to ensure the inactivation of this microorganism can lead to loss of nutrients and/or organoleptic changes in the processed foods. Thus, the general objective of this work was to study the synergistic effect of oregano essential oil (EO) and heat on the resistance of Bacillus coagulans spore in nutrient broth adjusted to conditions simulating an acid product, for instance, tomato pulp (4 ° Brix and pH 4.2). The oregano EO studied showed carvacrol (58%) as main constituent molecules, followed by its precursor ?-cymene, ?-terpinene, linalool, thymol, among others. These molecules have their antimicrobial activity confirmed by the literature, and carvacrol and thymol are one of the most effective molecules in inhibiting microorganisms. The initial test for determining the minimum inhibitory concentration (MIC) of the OE resulted in a concentration of 300 ppm, which was capable of inhibiting the visual growth of B. coagulans for 7 days. Then, the themochemical resistance, the joint action of heat and essential oil of oregano on the spores was initiated with the MIC of 300 ppm and subsequently the concentrations of 0, 250, 400, 500 and 1000 ppm, at 100 ° C were tested. Among the different concentrations of the EO, 400 ppm was the lowest concentration where the time needed to obtain 6 decimal reduction was significantly (P < 0.01) different from the thermal resistance without the essential oil of oregano. The second stage of the study termochemical resistance was performed by fixing the concentration of EO at 400 ppm and varying the temperature between 90 and 100 °C. For all experimental termochemical inactivation curves of B. coagulans, the primary model of Weibull presented a good fit to the data. After adjusting the primary model, the secondary empirical models, such as exponential and linear equations, were fitted to the Weibull parameters to describe the influence of temperature on the primary parameters ? (T), ? (T) and b (T). Based on the model primary and secondary models, it was realized the non-isothermal thermochemical resistance of B. coagulans spores. In this step, the non-isothermal model proposed by Peleg (2006) was used to predict non-isothermal data. Thus, the proposed model was validated with experimental data of B. coagulans in nutrient broth supplemented with 400 ppm of oregano EO in two different temperature profiles. The antibacterial effects of oregano EO was proved through different types of analysis, showing that this natural preservative can be used in food industry. Thus, the EO of oregano may reduce the thermal treatment of products, resulting in less energy consumption and reducing the impact of heat on organoleptic and/or nutrition properties. Besides that, in the case of products such as pulp and tomato sauce oregano can be added as an alternative to adding flavor to food.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-gradução em Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2012-10-22T14:20:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O Poli(3-hidroxibutirato), P(3HB), é um polímero acumulado por muitos microrganismos, como reserva de carbono e energia. O melaço cítrico se caracteriza pelo alto conteúdo de açúcares redutores e foi estudado como uma fonte barata de substrato para a produção de P(3HB) por Cupriavidus necator. Neste trabalho, teve-se por objetivo a melhoria das condições de cultura para o crescimento e produção de P(3HB) por C. necator em melaço cítrico fornecido pela indústria Citrosuco Paulista S. A. O estudo da padronização do pré inoculo, diferentes concentrações iniciais de açúcares redutores totais (ART) e estratégias de produção foram realizadas em meio sintético glicose/frutose. Testou-se a adição de metanol e a mistura de metanol e etanol (presentes no melaço cítrico), o uso dos antiepumantes Antarol (utilizado na produção do melaço) e Silicone, pré-tratamentos para redução de sólidos suspensos e diferentes fontes de nitrogênio. Foram testados também outros subprodutos cítricos como o licor da primeira prensagem do bagaço da laranja, melaço após o processo de resfriamento e a vinhaça (resíduo da fermentação alcoólica do melaço cítrico) como substratos. A análise cinética de crescimento e produção de polímero foram realizadas. A padronização do pré-inóculo mostrou que o melhor momento para a inoculação foi observada entre a fase exponencial e estacionária de crescimento. As concentrações de 30, 40, 50, 60 e 70g.L-1 de ART testadas, mostraram que é possível a utilização destas por C. necator na produção de P(3HB) sendo as porcentagens de P(3HB) acumuladas com 8 horas de fase de produção iguais a 33, 38, 37, 27 e 34%, respectivamente. A adição dos antiespumantes Antarol, e silicone, mostrou que o aumento da concentração de Antarol diminui o P(3HB) acumulado pela célula e que o silicone pode ser utilizado sem restrições. O uso de metanol e a mistura de metanol e etanol nas quantidades presentes no melaço cítrico (28 mg.L-1 de etanol e 86 mg.L-1 de metanol) não comprometem a produção de P(3HB). O uso de sulfato de amônio e uréia, como fontes de nitrogênio em meio de melaço cítrico, mostrou que a uréia apresenta vantagens em relação ao sulfato de amônio, pois age como atenuador das flutuações de pH do meio, é mais barata e a sua utilização pode levar a uma porcentagem de polímero final em relação ao sulfato de amônio. Os pré-tratamentos empregados ao melaço cítrico indicaram que o aumento da temperatura no upstream é inversamente proporcional à produção de P(3HB) pela célula. O uso do licor da primeira prensagem mostrou ser um bom substrato para a produção de P(3HB). C. necator não cresceu em vinhaça, isso pode ter ocorrido em conseqüência do alto teor de etanol, metanol e álcoois superiores neste meio. O melaço sem sofrer resfriamento mostrou 81% de P(3HB) na célula. Estes resultados indicam que os subprodutos da indústria processadora de suco de laranja podem ser utilizados para produção de P(3HB) por C. necator com boa porcentagem final de polímero na célula.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-22T14:54:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 225671.pdf: 836300 bytes, checksum: 181668ef34e71659c9f374ca6741db43 (MD5) / Tradicionalmente, as embalagens são produzidas com o objetivo de conter e proteger o produto, fornecendo informações, certa conveniência e minimizando a interação entre a embalagem e o seu conteúdo. Hoje as embalagens ganharam novas funções, desempenhando papéis que vão muito além do que simplesmente os de proteção. Novas tecnologias foram desenvolvidas para atender as exigências dos consumidores. As embalagens inteligentes são definidas como embalagens que contém um indicador da qualidade do produto. Estes dispositivos são confiáveis se suas energias de ativação são semelhantes à do alimento que monitoram. Este trabalho estudou a viabilidade de funcionamento de uma etiqueta inteligente, consistindo de um filme polimérico contendo indicador de pH, para acompanhar processos de acidificação de alimentos. Para tanto, foram conduzidas fermentações de repolho do tipo branco e liso (Brassica oleraceae var. Capitata L.), para obtenção de chucrute, nas temperaturas controladas de 4°C, 15°C, 18°C, 25°C e 35°C. O processo foi acompanhado medindo-se pH, acidez total (% ácido lático), teores de açúcares redutores, sólidos solúveis e cloretos. O processo foi interrompido quando os teores de ácido lático alcançavam valores maiores que 1,0 e valores de pH menores que 3,5, com exceção da amostra obtida a 4°C. As cinéticas de acidificação foram descritas por uma equação da taxa de reação de primeira ordem e a energia de ativação encontrada foi de 39,60kJmol-1. Amostras fermentadas nas temperaturas de 4°C, 18°C e 35°C foram submetidas à análise sensorial pela técnica de perfil livre. Os atributos cor amarelada, crocância, sabores salgado e ácido, e odor ácido foram significativos a um nível p < 0,05, sendo todos eles componentes apenas da primeira dimensão. As amostras foram diferenciadas entre si principalmente pelos atributos cor amarelada e odor ácido: o produto obtido a 18°C apresentou-se menos amarelo e com odor mais ácido, identificado pelo painel sensorial como aroma de vinagre. Os demais atributos não foram capazes de diferenciar as amostras fermentadas a 18°C e 35°C, e a amostra fermentada a 4°C teve aparência, sabor e odor próximos ao do produto in natura. Paralelamente, foram elaboradas etiquetas com PELBD e PP, misturados a indicadores de pH Vermelho Congo - VC, e Laranja de Metila - LM. A mistura mais adequada para elaboração da etiqueta foi a PELBD-VC à concentração de 0,004 g indicador g polímero-1, com uma energia de ativação Ea de 2,07kJmol-1, valor este que torna viável sua aplicação em alimentos imersos em meio ácido pois seu valor é menor que o do produto. O dispositivo mostrou uma diferença de cor DE* entre 9 e 20 em relação à sua cor inicial, indicando clara visibilidade da mudança de cor.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-22T20:48:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 236505.pdf: 580471 bytes, checksum: 57a043070afd5a45800744410a3f1a9d (MD5) / O mercado mundial de queijos vem crescendo a cada ano e novas tecnologias vêm sendo incorporadas ao seu processamento visando à obtenção de um produto de melhor qualidade e melhor preço. A tecnologia de membranas vem sendo utilizada na concentração do leite e do soro. No primeiro caso, para produção de queijo e, no segundo, para incorporação do concentrado em produtos como iogurte, sorvetes e bebidas lácteas. Estes produtos têm sido bem aceitos pelo consumidor e o mercado vem crescendo a cada ano. Este estudo teve como objetivo a fabricação do queijo Minas Frescal, a partir do leite concentrado por ultrafiltração, utilizando-se Fatores de Redução Volumétrica (FRV), variando de 2,5 a 4,0. Os produtos foram avaliados quanto às suas características físico-químicas, rendimento e análise instrumental do perfil de textura. Foram avaliadas, também, as propriedades reológicas dos retentados de leite obtidos por ultrafiltração. Observou-se que, durante a concentração do leite por ultrafiltração, o fluxo permeado médio decresceu linearmente com o aumento do FRV. A partir dos concentrados, indiferente dos FRV utilizados, foi possível a fabricação de queijos tipo Minas Frescal coagulados diretamente na embalagem. Queijos fabricados com diferentes FRV apresentaram rendimento e características físico-químicas distintas. As medidas das propriedades de fluxo realizadas com os retentados mostraram que estes apresentaram comportamento Newtoniano. Nos concentrados observou-se boa correlação dos valores de energia de ativação encontrados com a relação de Arrhenius, verificando-se um aumento significativo destes valores com o aumento do FRV. Houve também boa correlação das curvas obtidas experimentalmente com o modelo generalizado de Maxwell com n=2.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2012-10-22T21:44:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 243680.pdf: 1477752 bytes, checksum: 5e7312f39b95ba4b9a9f073c70ca2e40 (MD5) / Realizou-se um estudo das trocas de massa durante o tratamento osmótico de cortes de peito de frango imersos em soluções salinas com diferentes concentrações de cloreto de sódio. O transporte de massa foi caracterizado pela determinação dos parâmetros relativos ao ganho de água (WG), ganho de sal (StG) e incremento da massa total (WI) das amostras. Em um primeiro estudo os tratamentos foram realizados inteiramente a pressão atmosférica, com as amostras imersas em salmoura a uma temperatura controlada de 5°C. A partir dos resultados obtidos foi possível verificar o efeito da concentração de cloreto de sódio na salmoura (Cs) no sentido do fluxo de água resultante, sendo que para as Cs com até 10% de NaCl pôde-se observar o ganho de água pelas amostras (WG positivo), enquanto que para o processo com Cs de 15% e 20% de NaCl ocorreu a perda de água pelas mesmas (WG negativo). Foi observado um comportamento linear dos parâmetros WG e StG em relação à concentração de NaCl na solução (5% a 20% em massa), para um determinado tempo de processo. A partir da linearidade do WG com Cs, foi possível estimar o valor de Cs que delimita os processos de hidratação e desidratação osmótica de cortes de peito de frango para diferentes tempos de imersão. Esses resultados demonstraram que as variáveis Cs e tempo de imersão podem ser manipuladas para a obtenção da concentração de NaCl e umidade desejadas no produto final. Para a simulação da cinética do StG pela amostras, foi utilizado o modelo difusivo e o modelo proposto por Azuara et al. (1992), e ambos representaram adequadamente os dados experimentais. A difusividade aparente média do sal no peito de frango variou entre 2,5.10-10 e 2,9.10-10 m2/s. Em um segundo estudo, foi avaliado a influência de um período inicial de vácuo nos parâmetros WG, StG e WI, bem como da intensidade do vácuo nos experimentos, todos realizados a 5°C, com amostras imersas em solução com 10% de NaCl em massa. Os resultados deste estudo demonstraram que a utilização de um período inicial de vácuo provocou o aumento da impregnação de água e sal e conseqüentemente no aumento da massa total das amostras durante o processo. A intensidade do vácuo aplicado (10 a 200 mmHg) não influenciou significativamente o StG pelas amostras, porém influenciou o WG. Em um terceiro estudo foi analisada a cinética de impregnação a vácuo (IV). Os resultados destes experimentos permitiram determinar o tempo de vácuo necessário para se atingir o equilíbrio no primeiro passo da IV (período de vácuo) para a geometria das amostras analisadas. Deste modo, este trabalho apresenta resultados que podem ser de grande utilidade para a compreensão das trocas de massa durante o tratamento osmótico de cortes de peito de frango, os quais poderão ser utilizados para melhoria de processos industriais. A study of the mass exchanges during the osmotic treatment of chicken breast cuts immersed on salt solutions with different sodium chloride concentrations was performed. The mass transport was characterized by the determination of parameters relative to the water gain (WG), salt gain (StG), and the total weight increment (WI) of the samples. On a first study, the treatments were realized entirely under atmospheric pressure, with the samples immersed in brine with the temperature controlled at 5oC. From the obtained results it was possible to verify the effect of the brine sodium chloride concentration (Cs) on the direction of the resulting water flow. For values of Cs up to 10% of NaCl it was possible to verify a water gain by the samples (positive WG), while for the processes with Cs of 15% and 20% of NaCl a water loss have occurred (negative WG). A linear behavior of the WG and StG parameters with regard to the NaCl concentration on the solution (5% to 20% of mass) was observed for a determined process time. From the linearity of WG with Cs, it was possible to estimate the value of Cs that delimits the hydration and osmotic dehydration processes in chicken breast cuts for different immersion times. Such results demonstrated that the Cs and immersion time variables can be manipulated to obtain the desired NaCl concentration and moisture on the final product. In order to simulate the sample StG kinetics, the diffusive model and the model proposed by Azuara et al. (1992) were used and both represented well the experimental data. The mean apparent diffusivity of the salt on the chicken breast varied between 2,5.10-10 e 2,9.10-10 m2/s. On a second study, the influence of an initial vacuum period and its intensity on the WG, StG and WI parameters was evaluated, with all experiments performed at 5oC and with the samples immersed on a solution with 10% of NaCl. The results of such study demonstrated that the use of an initial vacuum period promoted an increase on the water and salt impregnation and, consequently, on the total weight increment of the samples during the process. The intensity of the applied vacuum (10 to 200 mmHg) had no significant influence on the StG by the samples, but it had influence on the WG. On a third study the vacuum impregnation (VI) kinetics was analyzed. The results of such experiments permitted to determine the vacuum time required to the attainment of the equilibrium on the first step of the IV (vacuum period) for the geometry of the analyzed samples. Thus, this work presents results that can be very useful for the comprehension of the mass transfer during the osmotic treatment of chicken breast cuts, which could be used for the improvement of industrial processes.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-23T00:51:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 242206.pdf: 3302927 bytes, checksum: 2eaec78f34969719ad33390c1d45224f (MD5) / Os plásticos sintéticos são utilizados em nosso cotidiano, principalmente devido a seu baixo custo, fácil processamento, elevada aplicabilidade e durabilidade, sendo esta última característica o ponto de maior desvantagem da sua aplicação na fabricação de embalagens descartáveis para alimentos. O crescente acúmulo de lixo não biodegradável, aliado à dificuldade de reciclagem da maioria das embalagens sintéticas na atualidade, tem lançado um desafio à comunidade científica mundial no sentido de desenvolver novos materiais biodegradáveis. Neste contexto, a presente pesquisa apresenta uma alternativa para as embalagens plásticas, a partir da obtenção de filmes biodegradáveis de blendas de amido de mandioca com polietileno de baixa densidade (LDPE) e polietileno enxertado com anidrido maleico (PE-g-MAH), através da extrusão e termoprensagem, incluindo a adição de glicerol em ambos os procedimentos de obtenção das blendas. A adição do amido de mandioca ao LDPE diminui as propriedades mecânicas das blendas. A proporção mássica 50/50 (m/m) apresenta os maiores índices de degradação após 120 dias, porque é a mistura que mais sofre modificações com o ataque dos microrganismos presentes no solo. As análises térmicas das blendas 50/50, 70/30 e 90/10 (m/m) de LDPE/amido apresentam comportamentos semelhantes, indicando que a adição de amido na matriz polimérica do LDPE não modifica a temperatura de fusão deste polímero, bem como não reduz o grau de cristalinidade do polietileno de baixa densidade. Por outro lado, as curvas de TGA indicam que os componentes das misturas não influenciam no mecanismo de degradação térmica dos componentes puros e que estas blendas apresentam uma boa distribuição (homogeneidade) dos grânulos de cada componente presente nas misturas. Esta análise também mostra que a principal perda de massa ocorre no intervalo de temperatura entre 354,0 - 506,3 ºC. Os resultados da microscopia eletrônica de varredura indicam a formação de domínios do LDPE e amido, devido à pobre miscibilidade das blendas. A mistura 50/50 (m/m) apresenta os maiores índices de intumescimento em água (0,0655 m/msólidos secos) e também de solubilidade em água (0,0381 mágua/msólidos secos), assim como o maior valor de permeabilidade ao vapor de água (1,083x10-7 g/m.h.Pa). A utilização destas blendas demonstra que a adição do amido de mandioca pode aumentar a biodegradação dos filmes de LDPE, mas com uma redução de sua força elástica. Desta maneira, este trabalho apresenta resultados importantes, os quais podem ser utilizados como suporte para outras pesquisas nesta área, uma vez que a blenda 90/10 (m/m) de LDPE/amido mostrou-se adequada para a obtenção de filmes biodegradáveis a partir da extrusão (5x) seguida de termoprensagem (1x) de sua proporção mássica.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-23T01:06:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 242207.pdf: 1853347 bytes, checksum: aa703ff96302014a4ed3bea86a4d856e (MD5) / O resfriamento por imersão é um processo comumente utilizado para reduzir a temperatura de alimentos como carcaças de frango, frutas e hortaliças. Neste trabalho foram estudados alguns fatores que influenciam a evolução temporal da temperatura do centro do produto durante o resfriamento por imersão. Para a realização dos experimentos utilizou-se uma esfera maciça de alumínio como meio modelo. Os parâmetros avaliados foram a homogeneidade da agitação da água e as influências da intensidade (variando a vazão de ar comprimido injetado) e do modo (por bomba ou por bomba e ar, do próprio ambiente, para a recirculação da água) da agitação da água. O coeficiente médio de transferência de calor convectivo foi obtido por diferentes métodos: método da capacitância global, método analítico e método numérico. Também foi analisada a força resultante que age sobre a esfera devido a agitação promovida. Tentou-se correlacionar através de modelos logarítmicos a média e o desvio padrão da curva temporal da força resultante com o coeficiente médio de transferência de calor convectivo a fim de universalizar os resultados. O uso do método da capacitância global não se mostrou apropriado, pois não foi possível desprezar os gradientes internos de temperatura na esfera. Então, foram utilizados os métodos analítico e numérico para a determinação do coeficiente médio de transferência de calor convectivo, sendo que estes métodos não apresentaram diferença entre os resultados. O incremento da vazão de ar comprimido proporcionou menores tempos de resfriamento, ou seja, maior troca térmica entre o fluido e a superfície da esfera. Porém, o aumento da vazão de ar comprimido não é linearmente proporcional ao aumento do coeficiente médio de transferência de calor convectivo. O comportamento da curva de agitação versus h tende a uma assíntota, o que significa que em um determinado momento o aumento da agitação não mais proporcionará um aumento significativo no processo de troca térmica. Comparando as diferentes posições da esfera no tanque de imersão durante o resfriamento observou-se a existência de heterogeneidade na agitação. A generalização dos resultados, através de correlações entre o coeficiente convectivo médio de transferência de calor e valores da média e desvio padrão das curvas de força resultante, é bastante complexa, pois este coeficiente é influenciado por diversos fatores. Entretanto, um sistema de medição de força previamente calibrado pode fornecer bons resultados a respeito do processo de resfriamento sendo uma alternativa prática e rápida para ser utilizada em uma indústria. The immersion chilling is a process usually used to reduce foods temperatures as that of chicken carcasses, fruits and vegetables. In this work some factors that influence the temperature evolution of the product center during the immersion cooling was studied. To perform the experiments a massive aluminum sphere was used as model product. The evaluated parameters were the agitation homogeneity of the water and the influence of the intensity and the agitation mode over this parameter. The intensity was evaluated by varying the injected compressed air and the mode by pumping the water, first recirculating it with a simple pump and second by incorporating air by means of a Venturi device. The average convective heat transfer coefficient was obtained by different methods: lumped method, analytical method and numerical method. Also the resultant force that acts on the sphere due to the promoted agitation was analyzed. It was tried to correlate the average and the standard deviation of the resultant force curve with the average convective heat transfer coefficient through logarithmic models in order to universalize the results. The use of the lumped method was not appropriate, because it was no possible to disdain the internal temperature gradients in the sphere. The analytical and numerical methods were then tried to determine the average convective heat transfer coefficient. These methods had not presented difference between the results. The incrementation of the compressed air flow lead to minors cooling times, or either, greater thermal changes between the fluid and the sphere surface. However, the increase of the compressed air flow is not linearly proportional to the increase of the average convective heat transfer coefficient value. The behavior of the agitation curve versus h tends to an asymptote, which means that in one definite moment the agitation increase will not more provide a significant increase in the thermal exchange process. Comparing the different positions of the sphere in the immersion tank during the cooling it was observed the existence of heterogeneities in the agitation. The generalization of the results, through correlations between the average convective heat transfer coefficient and values of the average and standard deviation of the resultant force curves, is much more complex, because this coefficient is influenced by diverse other factors. However, a previously calibrated system of resultant force measurement can supply good results about the cooling process, being an practical and fast alternative to be used in industry.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-23T07:19:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 242818.pdf: 1613081 bytes, checksum: 036fc2b7e684c4469a03633f4e085438 (MD5) / O bagaço de maçã é o resíduo industrial oriundo da produção de suco, apresenta baixo valor comercial, sendo que anualmente no Brasil cerca de 22 mil toneladas deste material são destinadas para a alimentação animal ou utilizadas como adubo orgânico. A investigação das propriedades biológicas, isto é da atividade antiinflamatória, antioxidante e cardioprotetora de subprodutos agroindustriais tem sido o escopo de diversas pesquisas no mundo, devido à presença de compostos bioativos remanescentes no resíduo do beneficiamento. A extração de compostos naturais de matrizes vegetais pode ser realizada através de técnicas convencionais como a extração soxhlet e seqüencial que utilizada solventes orgânicos líquidos ou ainda através de métodos alternativos como a extração supercrítica (ESC) que utiliza o dióxido de carbono (CO2) como solvente. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi a obtenção de extratos de bagaço de maçã via extração supercrítica utilizando como solvente o CO2 puro e CO2 com co-solvente, bem como a comparação desses com extratos obtidos através da extração soxhlet e seqüencial em termos de rendimento do processo, conteúdo fenólico, capacidade antioxidante e perfil químico visando a re-utilização dos polifénois antioxidantes remanescentes na biomassa de descarte. As técnicas convencionais foram realizadas com os solventes hexano, éter etílico, acetona, etanol e água, sendo que o maior rendimento de extração (37,3 ± 0,8)% e conteúdo fenólico (402 ± 18 mg GAE/100 g) foi obtido através da extração soxhlet com etanol. Diferentes condições de temperatura (30, 40 e 50ºC) e pressão (150, 200 e 250 bar) foram empregados na obtenção dos ESC, sendo que o maior rendimento, 4,1 ± 0,1% (m/m), foi atingido a 250bar e 50ºC. A ESC com co-solvente foi realizada a 150 bar e 30ºC empregando concentrações de 5 e 10% (m/m) de etanol, e acetona a 5% (m/m). Os extratos supercríticos com co-solvente e com CO2 puro nas condições de 150 bar e temperaturas de 30, 40 e 50ºC demonstraram uma maior atividade antioxidante no sistema ß-caroteno/ácido linoléico. O extrato acetônico obtido através da técnica soxhlet apresentou a maior atividade antioxidante (49,5 ± 0,5 µM/g TEAC) no método ABTS. Os ácidos caféico, sináptico e clorogênico foram alguns dos compostos químicos identificados nos extratos, assegurando assim, o bagaço de maçã como fonte de polifenóis antioxidantes. Para o estudo cinético das curvas de ESC foram utilizados dois modelos de transferência de massa, ambos baseados no balanço de massa do leito de extração. O modelo de Martínez forneceu o melhor ajuste para os dados experimentais das curvas de ESC do bagaço de maçã.