O apelo por processos mais limpos em aspectos econômicos e ambientais são desafios na busca de metodologias que atinjam a sustentabilidade na produção dos mais diversos gêneros englobando conceitos que vão da minimização de resíduos a substituição de matrizes energéticas. Neste mesmo cenário, a demanda por óleos vegetais tem se intensificado em virtude do crescimento do mercado oleoquímico nos segmentos de biocombustíveis, alimentos, fármacos e cosméticos. Nas diversas nuances da sustentabilidade, a energia solar vem se destacando por representar uma fonte não poluente e praticamente inesgotável da Terra com grande potencial de aproveitamento. Este trabalho teve como objetivo principal estudar o uso da energia solar nos processos de lixiviação e destilação, associados à obtenção de óleos de amendoim, coco e baru. Na extração, o solvente é aquecido e percola as partículas do material contido no interior de um leito fixo. Foram utilizados nos experimentos dois modelos de concentradores solares para o aquecimento do solvente etanol hidratado combustível, sendo um de formato cilíndrico-parabólico e outro de geometria biangular de doze lados. Para os testes, foram variadas as vazões de alimentação do solvente em 15, 25 e 35 mL/min, sendo a de 25 mL/min que apresentou melhor hidrodinâmica em todas as extrações. O protótipo biangular alcançou uma eficiência 15,34% maior que o primeiro na extração do óleo de amendoim, quando comparado o rendimento com o Soxhlet. Para as extrações com o coco e o baru foram empregues duas granulometrias diferentes em cada e o concentrador biangular atingiu eficiência de 70,88% e 89,24%, respectivamente para a menor granulometria avaliada. A destilação solar foi utilizada na recuperação do solvente resultante da miscela. Os testes em batelada revelaram como sendo 0,16 cm a altura ideal para melhor taxa de evaporação. Tal valor permitiu projetar um modelo de alimentação continua para que o destilador operasse sempre próximo a faixa de altura calculada. Nos processos em batelada e continuo, a destilação alcançou respectivamente 84,2% e 75,58% de rendimento na coleta de destilado e, em contrapartida, 26,86 % e 44,22% de eficiência térmica. Foram obtidos dados do INMET para analisar a influência das condições meteorológicas. / The requirement for cleaner processes in economic and environmental aspects are challenges in the search for methodologies that achieve sustainability in the production of the most diverse genres, encompassing concepts ranging from waste minimization to substitution of energy matrices. In this same scenario, the demand for vegetable oils has intensified due to the growth of the oleochemical market in the biofuel, food, pharmaceutical and cosmetic segments. In the various nuances of sustainability, solar energy has stood out because it represents a nonpolluting and virtually inexhaustible source of the Earth with great potential of use. The main objective of this work was to study the use of solar energy in the leaching and distillation processes associated with obtaining peanut, coconut and baru oils. Upon extraction, the solvent is heated and percolates the particles of the material contained within a fixed bed. Two models of solar concentrators for the heating of the hydrous ethanol fuel solvent were used, one of parabolic-cylindrical shape and the other of twelve-sided biangular geometry. For the tests, the solvent feed rates were varied at 15, 25 and 35 mL/min, with 25 mL/min that presented better hydrodynamics at all extractions. The biangular prototype achieved a 15.34% greater efficiency than the first one in the extraction of the peanut oil, when compared the yield with the Soxhlet. For the extraction with the coconut and the baru two different granulometries were used in each one and the biangular concentrator reached efficiency of 70.88% and 89.24%, respectively, for the smaller granulometry evaluated. Solar distillation was used to recover the solvent resulting from miscella. The batch tests revealed to be 0.16 cm the ideal height for better evaporation rate. This value allowed the design of a continuous feed model so that the distiller always operated near the calculated height range. In the batch and continuous processes, distillation reached 84.2% and 75.58%, respectively, in the distillate collection and, in contrast, 26.86% and 44.22% of thermal efficiency. INMET data were obtained to analyze the influence of meteorological conditions. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Made available in DSpace on 2016-08-10T11:06:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ADRIANA GOMES BEZERRA.pdf: 4632340 bytes, checksum: 89bdc9aefd4c5bf2d1e8e725ef121659 (MD5) Previous issue date: 2009-03-05 / The proposal that this work developed was guided in a reading of Edla Pacheco s workmanship like a hybrid text, which is possible the confluence between history, fiction and memory, in seeking to revise the past to the understanding the present, its became a significant document for analysis of this. In proposing an analysis of interdiscurses that composed the work, literature is used as an important means for the knowledge construction. The Edla Pacheco s whole workmanship establishes a dialogue between history and fiction that incite the reader participate actively at the building of the sense of the text from their experiences. Her work reveal the problems, the habits and customs of a goiana typically society in the end of the nineteenth century, and teased the precarious survival conditions in those time. Selected for this work the novels Zaca and Paredes Cinzentas with the primary objective to demonstrate the importance of literature as a way of reconstructing the pass and even the social world, in particular apply this knowledge to the regional reality, in order to contribute to the understanding of some aspects of goiana society. The readers of the research that follows should sustain the assertions that Edla Pacheco is not intended to prove anything, your project is mimetic, and she pretend to compose the man actions panel in a time a that between the test and history are memoris interference and multiple their relationship is inseparable and intrinsic. The study that follows is an analysis focus on the historical extraction narrative. / A proposta que este trabalho desenvolveu esteve orientada na leitura da obra de Edla Pacheco, como texto híbrido, no qual se encontra a possibilidade de confluência da história, ficção e memória, na busca de revisão do passado para a compreensão do presente, tornando-se um significativo documento de análise. Ao propor uma análise dos interdiscursos que compõem a referida obra, literatura é utilizada como um importante meio para a construção do conhecimento. A obra reunida de Edla Pacheco estabelece um diálogo entre a história e a ficção que instiga o leitor a dar a estas um novo sentido em seu presente. Essa é a tarefa do leitor: participar ativamente da construção do sentido do texto a partir de suas experiências. Tais obras revelam as mazelas, os usos e costumes de uma sociedade tipicamente goiana do final do século XIX, e esmiúça as condições de sobrevivência precária da época. Selecionou-se para este trabalho as obras Zaca e Paredes Cinzentas tendo como principal objetivo demonstrar a importância da literatura como forma de reconstrução do passado e até mesmo do mundo social, sobretudo, aplicar esse conhecimento à realidade regional, de forma a contribuir para o entendimento de alguns aspectos da sociedade goiana. Os leitores desta pesquisa devem se amparar nas afirmações de que Edla Pacheco não pretende provar nada, seu projeto é mimético. Ela se atém a compor um painel das ações do homem de uma época uma vez que entre o texto memorialístico e a história existem interferências múltiplas e suas relações são inseparáveis e intrínsecas. O estudo que se segue é uma análise que se centra na narrativa de extração histórica.

Made available in DSpace on 2016-08-10T11:06:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CRISTIANO ALVES FERREIRA.pdf: 1019514 bytes, checksum: 70635d886c364b330586799c54b4b7fa (MD5) Previous issue date: 2012-09-27 / The purpose of this research is to analyze the thin lines that create a rupture in the plans of the narrative, both in the historical process (literary historiography) as its marginal position (historiographic metafiction) in Memorial do Convento of José Saramago. The discourse is ordered in order to consider what was in Memorial do Convento as a means to record the speech itself or the ideological expression of the ruling power, in view of the periodicity of historical fact and measured the impact that such actions resonated with the Portuguese Crown. The establishment of the narrow limits of historical appearance, whose statement reflects more than a simple plot, overcomes the essence of the analysis, assuming a comprehensive study under the conditions of construction of historical discourse, be it on the triad of power in historiography, or the margin metafictional utterances in this constitution. So are characterizations of "beings" discourse tied the dynamics of a historical era, an exhibition of the history; beyond that differentiate these subtle concepts for fiction / reality. Mankind is not exempt from its historical constitution because their brands are indelibly recorded in the literary, as this is in itself a representation of customs, ideas and thoughts, also, the philosophical expression of an era. The theoretical discourse and the weights will give under the foundations of Mikhail Bakthin (2010), Terry Eagleton (2001), Jean-Maurice Lefebve (1980), André Trouche (2006), Maurice Halbwachs (2006), Peter Burke (1992), and Linda Hutcheon (1991). Thus, history is written, narrated, and recreated based on fact. This way, you can have the conviction that past data that have come to us because they are not the facts themselves but representations of events that occurred from the perspective of the statement of a "being" discursive. / A finalidade desta pesquisa é analisar as tênues linhas que geram a ruptura nos planos da narrativa, tanto no processo histórico (historiografia literária), quanto a sua posição marginal (metaficção historiográfica) em Memorial do Convento de José Saramago. A discursividade ordena-se no intuito de ponderar o que se constituiu em Memorial do Convento como meio de registro do próprio discurso ou da expressão ideológica do poder vigente, tendo em vista a periodicidade do fato histórico mensurado e os impactos que tais ações repercutiram junto à Coroa portuguesa. O estabelecimento dos estreitos limites da aparência histórica, cujo enunciado reflete mais que um simples enredo, supera a essência da análise, pressupondo um estudo amplo sob as condições de construção do discurso histórico, seja ele diante da tríade do poder na historiografia, ou à margem desta constituição em enunciações metaficcionais. Assim, são caracterizações de seres discursivos atrelados as dinâmicas de uma época histórica, a uma exposição da própria história; isto além de estes se diferenciarem por sutis conceitos de ficção/realidade. A humanidade não se exime de sua constituição histórica, pois suas marcas estão indelevelmente registradas no âmbito literário, pois esta é em si uma representação de costumes, ideias e pensamentos, igualmente, a expressão filosófica de uma época. A discursividade e as ponderações teóricas dar-se-ão sob as bases de Mikhail Bakhtin (2010), Terry Eagleton (2001), Maurice-Jean Lefebve (1980), André Trouche (2006), Maurice Halbwachs (2006), Peter Burke (1992), e Linda Hutcheon (1991). Assim, a história é escrita, narrada, recriada e baseada em um fato. Desta forma, pode-se ter a convicção de que os dados passados que chegaram até nós, já não são os próprios fatos concretos e sim representações de fatos ocorridos sob a perspectiva do enunciado de um ser discursivo.

Há interesse mundial no desenvolvimento de pesquisas envolvendo produção e extração de colorantes naturais, devido a sérios problemas de segurança industrial associados ao uso de colorantes sintéticos. Este trabalho objetivou produzir colorantes naturais de Penicillium purpurogenum DPUA 1275 por cultivo submerso (em frascos agitados e em biorreator) e estudar a extração dos colorantes vermelhos. Para a produção, os estudos iniciais mostraram que 5 discos de micélio, sacarose e extrato de levedura como fontes de carbono e nitrogênio, respectivamente, e 336 horas de cultivo eram condições adequadas para a produção dos colorantes. Visando à otimização da produção, realizaram-se planejamentos fatoriais, com as variáveis independentes: tempo de cultivo; velocidade de agitação; pH; temperatura; concentração de sacarose e de extrato de levedura. As variáveis-respostas foram produção de colorantes amarelos, laranjas e vermelhos. Dos resultados obtidos, as variáveis mais significativas ao processo foram concentrações de extrato de levedura e de sacarose. A produção dos colorantes vermelhos foi otimizada, alcançando a produção de 2,97 UA490nm, nas condições 48,90 e 11,80 g/L de sacarose e extrato de levedura, respectivamente, 30°C, pH 4,5 150 rpm e 336 horas de cultivo. Nos experimentos em biorreator, o melhor resultado foi obtido na frequência de agitação de 500 rpm e na mudança do pH do meio para 8,0, após 96 horas de bioprocesso. Ademais, avaliou-se a estabilidade dos colorantes vermelhos presentes no meio fermentado em diferentes condições (pH, temperatura, sais, polímeros e tensoativos). Referente a pH e temperatura, os colorantes vermelhos mostraram-se mais estáveis nas condições alcalinas e a 70 °C. Tanto os sais (NaCl e Na2SO4) quanto os polímeros (PEG 1.000, 6.000 e 10.000 g/mol e NaPA 8.000 g/mol a 5 e 15%) e os tensoativos (Tween 20, CTAB e SDS) não causaram perda da cor nas condições avaliadas. Estudos de solubilidade e de coeficiente de partição octanol-água mostraram que os colorantes vermelhos apresentam solubilidade superior em solventes polares e característica mais hidrofílica. Nos estudos de extração, as técnicas avaliadas foram Sistemas Poliméricos de Duas Fases Aquosas (SPDFA) formados pelo sistema PEG/NaPA e Colloidal Gas Aphrons (CGA). Pela primeira técnica, os colorantes vermelhos migraram preferencialmente para a fase PEG. Os polímeros PEG 6.000 g/mol, na presença de NaCl 0,1 e 0,5 M, e PEG 10.000 g/mol, com Na2SO4 0,5M, se destacaram dentre as condições analisadas com coeficiente de partição (K) próximo a 13, em ambos os casos, e seletividade de proteínas (SeP) próximas a 3. Para a técnica de CGA, o CTAB proporcionou os melhores resultados, seguido do Tween 20. Porém, o valor de K foi inferior ao obtido com SPDFA, com um máximo de 5 (CTAB 2 mM/pH 9,0). Os resultados obtidos demonstram um novo produtor de colorantes naturais, as quais têm potencial de aplicação em diversos segmentos industriais. Ademais, os resultados obtidos mostraram a eficiência das técnicas utilizadas para extração dos colorantes vermelhos, com destaque para SPDFA, que apresentou maiores valores de K. / There is worldwide interest in developing research projects involving the production and extraction of natural colorants due to serious safety problems associated with industrial use of synthetic ones. The aim of this work was to investigate the production of natural colorants from Penicillium purpurogenum DPUA 1275 by submerged culture (rotatory shaker and bioreactor) besides studying the red colorants extraction. To the production step, initial studies showed that 5 agar mycelial discs, sucrose and yeast extract as carbon and nitrogen sources, respectively, and 336 hours of bioprocess promoted the best results. To optimize the colorants production a serie of factorial designs were performed. The independent variables studied were: fermentation time, agitation speed, pH, temperature, sucrose and yeast extract concentration under the responses production of yellow, orange and red colorants. From these results, the most significant variables for the process were sucrose and yeast extract concentration. The red colorants production was optimized achieving 2.97 UA490nm, in the following conditions: 48.90 and 11.80 g/L of sucrose and yeast extract, respectively, 30 °C, 4.5 pH, 150 rev min-1 and 336 hours of culture. In the experiments performed in bioreactor, the condition that promoted the best results was 500 rpm and pH adjusted for 8.0 after 96 hours of bioprocess. Furthermore, we evaluated the red colorants stability at different conditions (pH, temperature, salts, polymers and surfactants). Concerning to pH and temperature, the red colorants were more stable under basic conditions and 70 °C; not only the salts (NaCl and Na2SO4) but also the polymers (PEG 1000, 6000 and 10000 g/mol and NaPA 8000 g/mol) and the surfactants (Tween 20, CTAB and SDS) not promoted loss of color upon the conditions evaluated. Studies of red colorants solubility and octanol water coefficient showed that these compounds exhibit a higher solubility in polar solvents and present hydrophilic characteristics. Subsequently, the extraction of red colorant was evaluated through two extraction methods: Polymeric Systems Aqueous Two Phase (ATPS) composed by PEG and NaPA and Colloidal Gas Aphrons (CGA). For the first technique, the red colorant preferentially migrated to the PEG phase. The best results were obtained with PEG 6000 g/mol in the presence of 0.1 to 0.5 M NaCl and with PEG 10000 g/mol with 0.5 M Na2SO4. To both cases the partition coefficient (K) was close to 13 and the Selectivity in terms of proteins (SeP) was close to 3. For the CGA technique, CTAB gave the best results followed by Tween 20. However, the K values were lower than the ones obtained with ATPS with a maximum of 5 in the following condition: CTAB 2 mM/pH 9.0. For the SeP, the values obtained for both techniques were close. The results above show a new producer of natural colorants which have potential application in various industries. Moreover, the results show the efficiency of the techniques used to extract the red colorants, especially to ATPS that presented higher K values.

O ácido clavulânico (AC) é um potente inibidor de β-lactamases utilizado na área médica. Métodos alternativos, econômicos e simples para sua purificação são de grande interesse. Este trabalho objetivou produzir e extrair AC de Streptomyces spp. por fermentação extrativa utilizando sistema de duas fases aquosas (SDFA) - polietileno glicol (PEG)/sais fosfato. Foi selecionado o melhor produtor de AC entre sete linhagens de Streptomyces spp. Avaliou-se a influência de cinco fatores no cultivo do melhor produtor em frascos agitados (pH, temperatura, velocidade de agitação, concentrações das fontes de nitrogênio e de carbono), utilizando planejamento experimental estatístico. Definidas as melhores condições de cultivo, foram estudadas a produção e a extração do AC em fermentação extrativa utilizando SDFA em frascos agitados e em sistema descontínuo utilizando biorreator. Em biorreator também foram realizados o estudo termodinâmico do processo de fermentação nas condições ótimas obtidas nas etapas anteriores e a determinação do coeficiente volumétrico de transferência de massa (kLa), comparando os sistemas de fermentação no meio de cultivo simples (SF) e fermentação extrativa utilizando sistema SDFA PEG/sais fosfato (SFE) sem e com crescimento microbiano. A linhagem de Streptomyces selecionada como a melhor produtora de AC foi a DAUFPE 3060, a qual apresentou a maior produção desse inibidor, 494 mg/L em 48h, em frascos agitados nas condições: pH 6,0, 32°C, 150 rpm, 5 g/L de glicerol e 20 g/L de farinha de soja. Após a etapa de otimização realizada para o estudo da temperatura e da concentração de farinha de soja, variáveis mais significativas no estudo de seleção, a temperatura e a concentração de farinha de soja ótimas, foram 32°C e 40 g/L, respectivamente, com produção de 629 mg/L de AC em 48h. O estudo termodinâmico confirmou que a temperatura de 32°C é a máxima de produção do AC; após esse valor, inicia-se, gradualmente, a degradação do AC. No estudo da determinação do coeficiente de transferência de massa, kLa, sem crescimento microbiano, observaram-se valores maiores de kLa para o SF, devido à viscosidade do PEG utilizado no SFE. A massa molar do PEG e a velocidade de agitação foram as variáveis que mais influenciaram na extração de AC no SFE em frascos agitados, apresentando comportamento semelhante em biorreator. E, finalmente, o estudo da transferência de oxigênio do SFE utilizando SDFA com crescimento microbiano foi avaliado para otimizar a produção e a extração de AC. Os resultados obtidos demonstraram que existe uma faixa ideal de velocidade de agitação e de aeração para evitar o rompimento celular e aumentar a recuperação de AC. / Clavulanic acid (CA) is a potent inhibitor of β-lactamases used in the medical field. Alternative methods, economic and simple purification are of great interest. This PhD project aims to produce and extract clavulanic acid of Streptomyces spp. By extractive fermentation using aqueous two-phase system (ATPS) - Polyethylene glycol (PEG)/phosphate salts. The best producer of clavulanic acid among seven strains of Streptomyces spp was selected. The influence of five factors in the cultivation of the best producer in flasks (pH, temperature, agitation velocity, concentrations of nitrogen and carbon sources) using statistical experimental design was evaluated. Defined the best cultivation conditions, the production and extraction of clavulanic acid by extractive fermentation using ATPS in flasks and in a batch system using a bioreactor was analyzed. In batch system using a bioreactor were also carried out the thermodynamic study of the fermentation process in optimum conditions determined in previous steps and also determined the volumetric mass transfer coefficient (kLa) comparing the fermentation systems in simple culture medium (SF) and in a extractive fermentation using aqueous two-phase system (ATPS) PEG/phosphate salts (SEF) medium with and without microbial growth. A strain of Streptomyces spp. selected as the best producer of AC was DAUFPE 3060, which showed the highest production of this inhibitor, 494 mg/L at 48h, in flasks under the conditions of pH 6.0, 32 °C, 150 rpm, 5 g/L of glycerol and 20 g/L of soybean flour. After the optimization step, the most significant variables in the study selection, temperature and concentration of soybean flour, were studied. The optimal values were 32 °C and 40 g/L of temperature and soybean flour concentration, respectively, with production of 629 mg/L of CA after 48h of cultivation. The thermodynamic study confirmed that 32 °C is the maximum temperature production of CA, after this value, starts gradually, the degradation of CA. In the study of volumetric mass transfer coefficient, kLa, without microbial growth, showed higher values of kLa for the SF, because the high viscosity of the PEG used in the SFE. The PEG molar mas and agitation velocity were the variables that most influenced the extraction of CA in flasks using a SFE, with similar behavior in a bioreactor. Finally, the study of oxygen transfer rate in SFE using ATPS with microbial growth was evaluated to optimize the production and extraction of CA. The results showed that there is an ideal range of agitation and aeration to prevent cell disruption and increase the CA recovery.

Orientadores: Mirna Lucia Gigante, Rafael Jimenez-Flores / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-09-11T21:12:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_MarceladeRezende_D.pdf: 1269005 bytes, checksum: be9b972dd7766eba5cc6917dd666c5f0 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O leitelho de soro é um subproduto do processamento de manteiga a partir do creme de soro. Esse subproduto lácteo contém fragmentos da membrana do glóbulo de gordura do leite (MGGL), material rico em componentes com funções nutricionais e efeitos benéficos à saúde, destacando-se os fosfolipídeos. O objetivo desse trabalho foi obter um ingrediente lácteo enriquecido em fosfolipídeos da MGGL a partir do leitelho de soro utilizando a associação de duas tecnologias de fracionamento: ultrafiltração e extração com fluido supercritico (EFS). O leitelho de soro foi submetido à ultrafiltração e a cinco diafiltrações a 25 °C e o retentado obtido foi seco em spray-dryer, obtendo-se o leitelho de soro em pó (LSP), o qual foi submetido a três ciclos de extração a 50 °C com dióxido de carb ono supercrítico. As matériasprimas, produtos finais e uma amostra comercial de leitelho tradicional em pó (LTP) foram analisados quanto a sua composição centesimal, teor de fosfolipídeos, perfis lipídico e protéico. Os leitelhos de soro em pó, submetidos ou não à EFS, e o LTP foram avaliados quanto ao tamanho de partículas e suas propriedades funcionais (solubilidade protéica e capacidade emulsificante) em pH 5 e 7. A filtração em membrana reduziu em 74 e 96% os teores de lactose e cinzas no retentado e aumentou os de proteínas, lipídeos e fosfolipídeos em 91, 190 e 300%, respectivamente. A EFS reduziu em 55,4% o teor de lipídeos, removendo exclusivamente lipídeos apolares, com isso aumentou em 71% o teor de fosfolipídeos no leitelho de soro em pó, resultando em um produto com 73% de proteínas, 21% de lipídeos, 3% de lactose, 3% de cinzas e 12% de fosfolipídeos, em base seca. As propriedades funcionais dos leitelhos de soro em pó, submetidos à extração supercrítica (LSP-EFS) ou não (LSP), foram pouco ou não afetadas pelo pH, enquanto o abaixamento de pH prejudicou as características do LTP, devido ao alto teor de caseínas nesse tipo de pó em relação aos de leitelhos de soro. Os pós em soluções (5% de proteína) apresentaram de 69 a 84% de suas partículas, em % volumétrica, entre 10 e 100 µm. A solução de LTP em pH 5 foi a que apresentou a maior quantidade de partículas acima de 100 µm. LSP e LSP-EFS apresentaram solubilidades protéicas em torno de 86 e 84%, respectivamente, independente do pH. O LTP teve a solubilidade reduzida de 86 para 73% quando o pH foi reduzido de 7 para 5. Em pH 7, as emulsões (20% óleo de canola, 1% proteína) de LSP e de LSPEFS apresentaram melhor estabilidade (IC de 0,2 e 0,4%, respectivamente) do a emulsão de LTP (IC de 3,0%). Em pH 5, a emulsão de LSP-EFS foi a que mostrou melhor estabilidade, apresentando um IC de 7%, valor cerca de 82% menor do que os das emulsões de LSP e LTP. Os leitelhos de soro em pó obtidos podem ser considerados ingredientes com características promissoras, associando propriedades tecnológicas, especialmente para uso em alimentos de baixo pH, e conteúdo de compostos potencialmente benéficos à saúde, principalmente após o tratamento com extração supercrítica / Abstract: OBTENTION OF DAIRY INGREDIENT ENRICHED IN POLAR LIPIDS FROM WHEY BUTTERMILK. Whey buttermilk is a by-product from the whey cream processing into butter. This dairy by-product contains milk fat globule membrane (MFGM) fragments, a material rich in components with nutritional functions and beneficial health effects, especially phospholipids. The objective of this research was obtaining a dairy ingredient enriched in MFGM phospholipids from whey buttermilk using the association of two fractionation technologies: ultrafiltration and supercritical fluid extraction (SFE). Whey buttermilk was submitted to ultrafiltration and five diafiltrations at 25 °C. The retentate was spray-dried and later s ubmitted to three cycles of extraction at 50 °C with supercritical carbon dioxi de. Raw materials, final products and a commercial traditional buttermilk powder sample (BMP) were analyzed for gross composition, lipid and protein profiles, and phospholipids content. Whey buttermilk powders, before and after the SFE, and the BMP had particle size and some functional properties (protein solubility and emulsifying capacity) evaluated in pH 5 and 7. Membrane filtration reduced in 74 and 96% lactose and ash contents in the retentate and increased proteins, lipids and phospholipids in 91, 190 and 300%, respectively. SFE reduced in 55.4% the lipids content, removing exclusively non-polar lipids, while increased in 71% the phospholipids content in whey buttermilk powder, resulting in a product with 73% of proteins, 21% of lipids, 3% of lactose, 3% of ash and 12% of phospholipids, in dry matter basis. Functional properties of the whey buttermilk powders, treated (WBP-SFE) or not through SFE (WBP), were little or not affected by pH, while dropping the pH impaired the BMP features, due the high casein content in this type of powder in relation to the ones from whey buttermilk. The powders in solutions (5% protein) presented from 69 to 84% of the particles, in volume%, between 10 and 100 µm. The BMP solution in pH 5 was the one with the biggest amount of particles above 100 µm. WBP and WBP-SFE showed protein solubilities around 86 and 84%, respectively, independent of pH. BMP had the solubility reduced from 86 to 73% when pH was reduced from 7 to 5. In pH 7, the emulsions (20% canola oil, 1% protein) of the WBP and the WBP showed better stability (CI of 0.2 and 0.4%, respectively) than the BMP emulsion (CI of 3.0%). When in pH 5, WBP-SFE emulsion had the best stability, presenting CI of 7%, value about 82% smaller than the ones of WBP and BMP emulsions. Whey buttermilk powders obtained in this work can be considered ingredients with promising features, combining technological properties, especially for use in low pH foods, and content of components with potential health benefits, mainly after the supercritical extraction treatment / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:50:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marcovilela.pdf: 1029491 bytes, checksum: 1fca2ef79139cc03706b7b62c5e682e5 (MD5) Previous issue date: 2007-03-26 / Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior / During the past 30-years, Biochemical System Theory (BST) has been provided a concrete foundation for the study of the dynamic biological systems, e.g. S-systems models for reverse engineering of metabolic networks (Savageau, 1969; Savageau, 1970; Voit, 2000). One of the remarkable characteristics of these models is its parameters not only quantify the interactions between the components of the network, but also elucidate the network s topology. Automatic procedures for S-system parameterization from biological time series have been developed by many researches, where they assume a noise-free time series and a true estimated first derivative in their methodologies (Chou, et al., 2006; Kikuchi, et al., 2003). Nevertheless, this noise-free data is not a realistic scenario of the real biological experimental world. Methods as artificial neural network (ANN), Support Vectors Machines (SVM) and Saviztsky-Golay filter were proposed to overcome the denoising time series problem with the advantage of a closed form output which allowed determining the first derivative symbolically (Almeida and Voit, 2003; Borges, et al., 2006; Borges, et al., 2004; Voit and Almeida, 2004). However, these solutions showed some problematic artifacts in its first derivative even when they are not visually apparent in the smoothed data, leaving a gap on the issue of a fully automatic method for S-system parameterization from experimental data. The algorithm presented in this work is a proposal to fill this gap up providing an unbiased robust tool for signal extraction and first derivative estimation from noisy time series. / Nos últimos 30 anos, a Teoria dos Sistemas Bioquímicos (Biochemical System Theory - BST) tem fornecido uma fundação concreta para o estudo da dinâmica de sistemas biológicos, por exemplo, Sistemas-S (S-systems) usados em engenharia reversa de vias metabólicas (Savageau, 1969; Savageau, 1970; Voit, 2000). Uma característica marcante desse tipo de modelo é que os parâmetros não só quantificam as interações entres os componentes da rede metabólica, mas também fornecem a sua topologia de regulação. Procedimentos automáticos para a parametrização dos Sistemas-S a partir de séries temporais biológicas vêm sendo desenvolvidos por vários pesquisadores, onde se assume que a série temporal e sua derivada temporal são livres de ruído. Entretando, perfis metabólicos livres de ruído não são um realistas em cenários de experimentos de biologia molecular. Técnicas como Redes Neurais Artificiais (RNA), Máquinas de Vetores de Suporte (MVP) e filtro de Saviztsky-Golay foram propostas como solução do problema de suavização dos perfis metabólicos com a vantagem da obtenção da derivada temporal simbólica (Almeida and Voit, 2003; Borges, et al., 2006; Borges, et al., 2004; Voit and Almeida, 2004). Entretanto, essas soluções apresentaram alguns artefatos problemáticos na derivada até mesmo quando nenhum problema é visualmente detectado no dado suavizado, deixando aberto um espaço vazio na questão de um método automático para a parametrização dos Sistemas-S a partir de dados experimentais. O algoritmo apresentado neste trabalho propõe preencher esse espaço com uma ferramenta robusta para a extração de sinal e de sua derivada temporal a partir de séries temporais ruidosas.

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:19:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Voncarlos Marcelo Araujo.pdf: 3791024 bytes, checksum: c5d2b6c030643b2e46f5ae7004f73ca8 (MD5) Previous issue date: 2016-03-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The biodiversity of plant species plays a key role in the Earth's ecology, providing food, shelter and maintaining a healthy breathable atmosphere for all living beings. The plants also have medicinal properties and are used for alternative energy sources, such as biofuel. However, the number of plants endangered has gradually increased and the difficulties in the plants manual recognition process, does become a complex and slow task. A viable method for the identification of plants, or to provide a categorization of the plant, is the plant image acquisition and use pattern recognition techniques. In this way, the use of computers, despite having little contribution in the area, can provide important information on the taxonomy of plants, and can serve as a basis for systems that perform tasks such as the selection of certain plants or to guide the specialist for possible decision-making. This paper proposes a method for classification of plants based on collaborative images of the world experts. This method is able to deal with some complexities imposed during the capture of images, as the presence of noise (lighting, shadows and undesirable objects) and plants position variations. To accomplish this task are used texture descriptors based on SIFT, SURF and HOG, which have shown excellent results in several works. To enable testing of the proposed method, we used an image provided by the global task basis for recognition of plants in 2011, ImageCLEF, containing about 2,586 plant samples composed by 41 species divided into two distinct categories: the first one with 13 species and images with presence of noise, and with the second species and 28 sheets of images plotted on a white background. The results of the experiments show that the classifiers trained with texture descriptors are able to achieve good hit rates close to 70%, given the complexity of the problem. Classifiers combination methods have also been used and have been shown capable to improve the performance of classifiers, especially in the test with images that has the presence of noises. / A biodiversidade das espécies de plantas desempenha um papel fundamental na ecologia da Terra, fornecendo alimento, abrigo e mantendo uma atmosfera respirável saudável para todos os seres vivos. As plantas também têm propriedades medicinais e são utilizadas para fontes alternativas de energia, como o biocombustível. No entanto, o número de plantas em risco de extinção tem aumentado gradativamente e as dificuldades presentes no processo manual de reconhecimento de plantas, torna esta tarefa muito complexa e morosa. Uma metodologia viável para a identificação das plantas, ou para fornecer uma categorização de plantas, é a aquisição da imagem da planta e o uso técnicas de reconhecimento de padrões. Dessa forma, o uso da computação, apesar de ainda ter pequena contribuição na área, pode prover informações importantes sobre a taxonomia das plantas, além de poder servir como base para sistemas que executem tarefas como a de seleção de determinado tipo de plantas ou que guiem o especialista para possíveis tomadas de decisões. Neste trabalho é proposto um método para classificação de plantas baseado em imagens colaborativas de especialistas do mundo inteiro. Esse método é capaz de lidar com algumas complexidades impostas durante a captura das imagens, como a presença de ruídos (luminosidade, sombras e objetos indesejáveis) e variações de posições das plantas. Para cumprir essa tarefa são utilizados descritores de textura baseados em SIFT, SURF e HOG, que têm mostrado excelentes resultados em diversos trabalhos. Para possibilitar os testes do método proposto, foi empregada uma base de imagens disponibilizada pela tarefa mundial de reconhecimento de plantas em 2011, ImageCLEF, que contém cerca de 2.586 amostras de plantas composta por 41 espécies divididas em duas categorias distintas: a primeira com 13 espécies e imagens com presença de ruídos, e a segunda com 28 espécies e imagens de folhas plotadas em um fundo branco. Os resultados dos experimentos mostram que os classificadores treinados com descritores de textura são capazes de atingir boas taxas de acertos, próximas a 70%, dada a complexidade do problema. Métodos de combinação de classificadores também foram utilizados e se mostraram capazes de melhorar o desempenho dos classificadores, principalmente nos testes com imagens que tem a presença de ruídos.

Recent studies have demonstrated that peanut and grape processing by-products may be richer sources of bioactive compounds as compared to their original raw material and feedstock; however, before their application as a source of nutraceuticals or in the prevention of lipid oxidation in food systems, certain technological challenges have to be addressed. This study discusses recent advances in the application of plant food processing by-products as sources of phenolic compounds with special emphasis on the profiling and screening of phenolics using high-performance liquid chromatography-mass spectrometry, their potential health benefits, and microbiologial safety. The major findings are summarized in chapters 2, 3, and 4. The first chapter deals with phenolics from grape by-products. In general, insoluble-bound phenolics were more effective in inhibiting copper-induced human LDL-cholesterol oxidation in vitro than free and esterified phenolics. Phenolic extracts from all fractions inhibited peroxyl radical-induced DNA strand breakage. The third chapter brings about the effects of gamma-irradiation on the microbial growth, phenolic composition, and antioxidant properties of peanut skin. Gamma-irradiation at 5.0 kGy decreased the microbiological count of the product. Total phenolic and proanthocyanidin contents, ABTS radical cation, DPPH radical, hydrogen peroxide, and hydroxyl radical scavenging capacities as well as the reducing power of the sample were increased upon gamma-irradiation in both the free and insoluble-bound phenolic fractions. The bioactivity of the free phenolics against in vitro human LDL-cholesterol oxidation and copper induced DNA strand breakage was improved upon gamma-irradiation. Phenolic compounds were positively or tentatively identified and their distribution was in the decreasing order of free > esterified > insoluble-bound forms. Procyanidin dimer A was increased in all phenolic fractions, whereas procyanidin dimer B decreased. Gamma-irradiation induced changes may be explained by molecular conversion, depolymerization, and cross-linking. In the fourth chapter, the ability of selected enzymes in improving the extraction of insoluble-bound phenolics from the starting material (experiment I) or the residues containing insoluble-bound phenolics (experiment II) were evaluated. Pronase and Viscozyme improved the extraction of insoluble-bound phenolics. Viscozyme released higher amounts of gallic acid, catechin, and prodelphinidin dimer A compared to Pronase treatment. Furthermore, p-coumaric and caffeic acids, as well as procyanidin dimer B, were extracted with Viscozyme but not with Pronase treatment. Solubility plays an important role in the bioavailability of phenolic compounds, hence this study may assist in better exploitation of phenolics from winemaking by-products as functional food ingredients or supplements. / Estudos recentes têm demonstrado que subprodutos da indústria processadora de amendoim e uva podem ser mais ricos em compostos bioativos em comparação às suas matérias-primas. No entanto, alguns desafios tecnológicos precisam ser enfrentados antes da sua aplicação como fonte de compostos nutracêuticos ou na prevenção da oxidação lipídica em sistemas alimentares. Este estudo discute os recentes avanços na aplicação de subprodutos da indústria processadora de amendoim e uva como fontes de compostos fenólicos. Especial ênfase foi dada a sua caracterização por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas, aos potenciais benefícios à saúde e à segurança microbiológica. As principais conclusões estão apresentadas nos capítulos 2, 3 e 4. O primeiro capítulo trata de compostos bioativos de subprodutos da indústria de suco de uva e da produção vinícola. A fração da qual foram extraídos os compostos fenólicos ligados à parede celular foi predominante. Em geral, esta fração também foi a mais eficaz na inibição da oxidação do LDL - colesterol in vitro quando comparada à fração que continha os fenólicos livres e os esterificados. Os compostos fenólicos de todas as frações inibiram o dano oxidativo ao DNA induzido por radicais peroxila. O terceiro capítulo fala sobre os efeitos da irradiação gama sobre a carga microbiana, a composição fenólica e as propriedades antioxidantes da película de amendoim. A irradiação gama (5,0 kGy) diminuiu a contagem microbiana do produto. Os compostos fenólicos totais, o teor de proantocianidinas e a capacidade dos extratos em neutralizar radicais como o ABTS, DPPH e espécies reativas de oxigênio como o peróxido de hidrogênio e radicais hidroxila, assim como o poder redutor da amostra, aumentaram devido à irradiação gama em ambas as frações (contendo fenólicos livres e ligados à parede celular). A bioatividade dos compostos fenólicos livres contra a oxidação do LDL-colesterol in vitro e contra os danos oxidativos ao DNA aumentou com a irradiação gama. Os compostos fenólicos foram positivamente ou tentativamente identificados, distribuindo-se entre: fenólicos livres > esterificados > ligados. Houve aumento na concentração de dímeros de procianidina A em todas as frações, enquanto a concentração de dímeros de procianidina B diminuiu. Essas alterações podem ser explicadas pela conversão molecular, despolimerização e formação de ligações cruzadas. No quarto e último capítulo, enzimas selecionadas foram aplicadas à matéria-prima inicial (experimento I) ou nos resíduos contendo apenas compostos fenólicos insolúveis (experimento II). Pronase e Viscozyme aumentaram a extração de compostos fenólicos insolúveis (ligados à parede celular). Viscozyme liberou maiores quantidades de ácido gálico, catequina e dímero de prodelfinidina A em comparação ao tratamento com Pronase. Além disso, os ácidos p-cumárico e ácido caféico, bem como o dímero de procianidina B, foram extraídos com Viscozyme, mas não com Pronase. A solubilidade desempenha um papel importante na biodisponibilidade de compostos fenólicos. Desta forma, o terceiro estudo oferece uma alternativa para a exploração de compostos fenólicos de subprodutos da indústria vinícola como ingredientes alimentares com propriedades funcionais ou suplementos alimentares.

The taxonomical identification of freshwater green microalgae is highly relevant problem in Phycology. In particular, the taxonomical identification of samples from the Selenastraceae family of algae is considered particularly problematic with many known inconsistencies. Biologists manually inspect and analyze microscope images of alga strains, and typically carry out several complex and time-consuming procedures that demand considerable expert knowledge. Such practical limitations motivated this investigation on the applicability of image processing, pattern recognition and visual data mining techniques to support the biologists in tasks of species identification. This thesis describes methodologies for the classification of green alga images, considering both traditional automated classification processes and also a user-assisted incremental classification process supported by Neighbor Joining tree visualizations. In this process, users can interact with the visualizations to introduce their knowledge into the classification process, e.g. by selecting suitable training sets and evaluate the results, thus steering the classification process. In order for visualization and classification to be feasible, accurate features must be obtained from the images capable of distinguishing between the different species of algae. As morphological shape properties are a fundamental property in identifying species, suitable segmentation and shape feature extraction strategies have been developed. This was particularly challenging, as different alga species share common morphological characteristics. Two segmentation methodologies are introduced, in which one relies on the level set method and the other is based on the region growing principle. Although the contour-based approach is capable of handling the uneven conditions of green alga images, its computation is time-consuming and not suitable for real time applications. A specialized formulation of the region-based methodology is proposed that considers the specific characteristics of the green alga images handled. This second formulation was shown to be more efficient than the level set approach and generates highly accurate segmentations. Once accurate alga segmentation is achieved, two descriptors are proposed that capture alga shape properties, and also an effective general shape descriptor that computes quantitative measures from two signatures associated to the shape properties. Experimental results are described that indicate that the proposed solutions can be useful to biologists conducting alga identification tasks once it reduces their effort and attains satisfactory discrimination among species. / A identificação taxonômica de algas verdes de água doce é um problema de extrema relevância na Ficologia. Identificar espécies de algas da família Selenastraceae é uma tarefa complexa devido às inconsistências existentes em sua taxonomia, reconhecida como problemática. Os biólogos analisam manualmente imagens de microscópio de cepas de algas e realizam diversos procedimentos demorados que necessitamde conhecimento sólido. Tais limitaçõesmotivaramo estudo da aplicabilidade de técnicas de processamento de imagens, reconhecimento de padrões e mineração visual de dados para apoiar os biólogos em tarefas de identificação de espécies de algas. Esta tese descreve metodologias computacionais para a classificação de imagens de algas verdes, nas abordagens tradicional e baseada em classificação visual incremental com participação do usuário. Nesta última, os usuários interagem com visualizações baseadas em árvores filogenéticas para utilizar seu conhecimento no processo de classificação, como por exemplo, na seleção de instâncias relevantes para o conjunto de treinamento de um classificador, como também na avaliação dos resultados. De forma a viabilizar o uso de classificadores e técnicas de visualização, vetores de características devem ser obtidos das imagens de algas verdes. Neste trabalho, utiliza-se extração de características de forma, uma vez que a taxonomia da família Selenastraceae considera primordialmente as características morfológicas na identificação das espécies. No entanto, a obtenção de características representativas requer que as algas sejam precisamente segmentadas das imagens. Esta é, de fato, uma tarefa altamente desafiadora considerando a baixa qualidade das imagens e a maneira pelas quais as algas se organizam nas imagens. Duas metodologias de segmentação foram introduzidas: uma baseada no método Level Set e outra baseada no algoritmo de crescimento de regiões. A primeira se mostrou robusta e consegue identificar com alta precisão as algas nas imagens, mas seu tempo de execução é alto. A outra apresenta maior precisão e é mais rápida, uma vez que as técnicas de pré-processamento são especializadas para as imagens de algas verdes. Uma vez segmentadas as algas, dois descritores para caracterizar as imagens foram propostos: um baseado em características geométricas básicas e outro que utiliza medidas quantitativas calculadas a partir das assinaturas de forma. Resultados experimentais indicaram que as soluções propostas têm um bom potencial para serem utilizadas em tarefas de identificação taxonômica de algas verdes, uma vez que reduz o esforço nos procedimentos manuais e obtém-se classificações satisfatórias.