Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Curso de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2012-10-19T19:52:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T02:04:41Z : No. of bitstreams: 1 182611.pdf: 13753673 bytes, checksum: 1592b1f4c8626555703e1d7154dd6b4a (MD5) / O óleo de farelo de arroz parboilizado foi obtido através da extração com CO2 supercrítico em diferentes condições de temperatura e pressão. Utilizando-se dois separadores em série, foi possível separar frações enriquecidas de tocoferóis e tocotrienóis, destacando-se o isômero g-tocotrienol.

Orientador: Luiz Edivaldo Pezzato / Coorientador: Pedro de Magalhães Padilha / Banca: Dirlei Antonio Berto / Banca: Elisabeti Maria Macedo Viegas / Resumo: O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da enzima fitase com os níveis de suplementação: 750, 1.500, 2.250, 3.000 UFA/kg (unidades de fitase ativa por quilo de ração) e dieta sem suplementação, sobre a digestibilidade dos nutrientes e disponibilidade aparente dos minerais do farelo de algodão. Para isso cem juvenis de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus; PV 100.0 ± 5.0 g) foram distribuídos em dez tanques-rede. Determinou-se os coeficientes de digestibilidade aparente (CDA) da matéria seca (MS), proteína bruta (PB), energia bruta (EB) e matéria mineral (MM), assim como a disponibilidade aparente do cálcio (Ca), fósforo (P), magnésio (Mg), zinco (Zn), cobre (Cu), ferro (Fe) e manganês (Mn), de seis rações, marcadas com 1,00 g/kg de óxido de crômio-III - uma referência (ração purificada) e cinco contendo farelo de algodão (400 g/kg) e os diferentes níveis de suplementação da enzima fitase. O CDA dos nutrientes foi calculado com base no teor de crômio da ração e das fezes. A enzima fitase eleva a disponibilidade da MM e dos minerais P, Zn, Cu e Mn, no farelo de algodão, até o limite próximo de 2080 UFA/kg / Abstract: The aim of this study was to evaluate the effects of phytase supplementation (0, 750, 1.500, 2.250 e 3.000 FTU/kg) on calcium (Ca), phosphorus (P), magnesium (Mg), zinc (Zn), copper (Cu), iron (Fe) and manganese (Mn) availability and apparent digestibility coefficient (ADC) of dry matter (DM), crude protein (CP), gross energy (GE) and mineral matter (MM) were determinate of cottonseed meal. For this one hundred Nile tilapia juveniles (Oreochromis niloticus; BW= 100.0 ± 5.0 g) were assigned to 10 experimental cages. As reference, an albumin and gelatin-based diet [with 0.10 % chromic oxide (III) as external marker] was fed to the juveniles. Six diets (one reference and five based on cottonseed meal and increasing levels of phytase) were formulated to determine the coefficients of apparent availability of minerals (Ca, P, Mg, Cu, Zn and Mn) and digestibility coefficient of nutrients and energy. The enzyme increases the availability MM and minerals P, ZN, Cu and Mn in cottonseed meal, up to around 2080 FTU/kg / Mestre

Dissertação composta por 4 artigos. / Fundação Araucária; CAPES / INTRODUÇÃO E OBJETIVOS ─ O arroz está entre os cereais mais consumidos no mundo, gerando no seu beneficiamento, o farelo de arroz, subproduto oriundo da etapa de descascamento. Atualmente, o farelo é utilizado somente para extração de óleo e o farelo desengordurado, na produção de ração animal. A fabricação de vinagre proporciona um meio de utilização deste coproduto subutilizado dos estabelecimentos industriais, portanto, o desenvolvimento de processos que agreguem valor ao farelo de arroz, tal como a possibilidade de sua utilização em processos fermentativos como a produção de vinagre, apresenta-se como uma alternativa de valoração deste coproduto da agroindústria. Este apresenta elevado potencial nutritivo e antioxidante, devido a presença de proteínas (15 %), carboidratos (47 %), e ácido fítico (6 %) em concentrações consideráveis. O ácido fítico é objetivo de estudo em diferentes áreas, como na ciência de alimentos: conservante e antioxidante de metais, e na saúde humana, com atividade anticancerígena, no tratamento da diabetes, cálculo renal e doença de Parkinson. Para que o farelo de arroz desengordurado (FAD) possa ser aplicado como substrato para processos fermentativos, é necessária uma etapa de hidrólise prévia, para a quebra dos carboidratos complexos. Uma vez realizada a hidrólise realiza-se uma dupla fermentação: o substrato é consumido pelas leveduras na etapa de fermentação alcoólica, produzindo-se etanol para a posterior acetificação (fermentação acética). Dentre as etapas de beneficiamento do vinagre, a clarificação é a etapa que objetiva eliminar todas as substâncias em suspensão e outras em dissolução existentes na bebida, para torná-la límpida e cristalina. Um clarificante amplamente utilizado é a bentonita, sendo empregada com eficiência na clarificação de vinho branco e na indústria vinagreira, principalmente para eliminar a turvação proteica. Tendo em vista estas considerações, o objetivo deste trabalho foi a obtenção de vinagre de FAD por fermentação submersa, a avaliação da sua atividade antioxidante, bem como a avaliação da etapa de clarificação e a análise sensorial do vinagre obtido. MÉTODOS ─ O FAD foi moído e hidrolisado enzimaticamente, utilizando-se três enzimas comerciais: protease (ALCALASE 2.4 L) -amilase termoestável (TERMAMYL 2X) e amiloglucosidase (AMG 300L). Após a centrifugação do meio hidrolisado o sobrenadante foi submetido à fermentação alcoólica com um cultivo puro de Saccharomyces cerevisiae (Safinstant®), em erlenmeyers de 3L, contendo 1,5 L de meio hidrolisado, com pH ajustado em 5,0 e com 5,0 % (m/v) de inóculo. A incubação foi realizada sob condições estacionárias a 30 °C, durante 48 h. Posteriormente, o vinho, com 3,620,23 % de etanol (produto obtido da fermentação alcoólica) foi centrifugado e congelado para ser utilizado na fermentação acética, em um fermentador de bancada. As condições utilizadas para ativação das bactérias acéticas foram: 30 °C, fluxo de aeração de 0,25 VVM (volume de ar/volume de mosto x minuto) e agitação de 300 rpm. O inóculo utilizado foi uma cultura mista não pasteurizada com aproximadamente 8 % de ácico acético, cedido pela empresa Chemim Alimentos, na proporção de 1,5:1,0 do vinho base, acrescido de 1,0 g·L-1 de Acetozyn (mistura de sais inorgânicos, açúcares, extratos vegetais, aminoácidos e vitaminas, grau alimentício), para o fornecimento dos nutrientes necessários para as bactérias acéticas. Durante a fermentação acética foi realizada a coleta de amostras, a cada oito horas, para o acompanhamento da acidez (teor de ácido acético) e teor alcoólico. A finalização do processo de acetificação ocorreu quando o vinagre atingiu teor alcoólico próximo a 0,5 %. Ao término da acetificação o vinagre foi clarificado, filtrado à vácuo e pasteurizado a 65 ºC por 30 minutos. A fermentação acética foi avaliada segundo o rendimento e produtividade do processo. Na etapa de otimização da fermentação acética utilizou-se um Planejamento Fatorial Completo (PFC) (22 com 3 repetições no ponto central, totalizando 7 ensaios) para avaliar a influência da agitação (100 a 500 rpm) e aeração (0,25 a 1,0 VVM) sobre o rendimento estequiométrico e o rendimento CT (concentração total - soma da concentração de etanol e de ácido acético). Posteriormente foram realizadas as análises para caracterização do vinagre (acidez total, teor alcoólico, extrato seco reduzido e cinzas) e a determinação da atividade antioxidante (método DPPH• e ABTS+). Na etapa de estudo da clarificação do vinagre, foram aplicados dois DCCR’s para avaliar a influência da concentração do clarificante (bentonita) e do tempo de processo sobre a cor do fermentado acético (parâmetros L*, a* e b*). O vinagre também foi avaliado sensorialmente por 112 julgadores não treinados, pelo método de Escala Hedônica de 9 pontos e pelo Teste de Ordenação de Preferência. PRINCIPAIS RESULTADOS ─ Foi possível obter o vinagre de FAD sendo que o rendimento obtido pela concentração total (CT), variou de 74,21,1,96 % a 97,600,67 %. Na otimização do processo da fermentação acética, ambas variáveis exerceram efeito positivo sobre as respostas, dentro da faixa estudada. Para a atividade antioxidante, o método de DPPH• resultou em EC50 = 10,62±1,42 µg·mL-1, que corresponde a amostra necessária para reduzir em 50 % a concentração inicial do radical DPPH•. Para o método ABTS+ o vinagre resultou em 0,010±0,001 mM Trolox/mL. A etapa de clarificação do vinagre de FAD foi otimizada nas condições de 30 a 48 h para o tempo de processo e 2 a 3,5% para a concentração de bentonita, faixa onde se obteve a melhor resposta para o parâmetro L* (luminosidade). Na valiação sensorial os atributos avaliados foram: cor (6,34), consistência (6,81), aroma (5,41), sabor (5,30) e avaliação global (5,74) e o índice de aceitabilidade das três amostras ficaram próximas: 77,8 %; 70,6 % e 63,8 % (dois vinagres comerciais e o vinagre de FAD, respectivamente). Em relação às análises físico-químicas realizadas com o vinagre não clarificado e clarificado, observaram-se diferenças siginificativas entre os ensaios (p<0,05). Segundo a legislação brasileira, os vinagres produzidos ficaram dentro dos parâmetros exigidos: teor alcoólico real < 1 %; acidez volátil > 4,0 g de ácido acético·100 mL-1; extrato seco reduzido > 7,0 g∙L-1; com exceção do teor de cinzas, que deve ficar entre 1 a 5 g∙L-1, fato que pode ser explicado devido a matéria-prima utilizada (farelo de arroz desengordurado) que possui alto teor de cinzas. DISCUSSÃO E CONCLUSÃO ─ De acordo com os resultados obtidos foi possível constatar que o farelo de arroz desengordurado pode ser utilizado como substrato em processos fermentativos submersos, neste caso, para obter vinagre. O processo de fermentação submersa foi eficiente no que diz respeito a conversão do etanol a ácido acético (74,211,96 % a 97,600,67 %) durante as onze repetições do processo (30 ºC, 300 rpm, 0,25 VVM), indicando que as perdas por evaporação ou superoxidação durante a acetificação foram baixas. Nos resultados obtidos no DCCR aplicado para otimização do processo de acetificação, foi possível observar o efeito positivo das duas variáveis (aeração e agitação) sobre as respostas (rendimento estequiométrico e rendimento CT), dentro da faixa estudada. O rendimento estequiométrico (79,977,97 %) e rendimento CT (100,501,27 %) apresentaram resultados superiores onde a aeração e agitação estavam em 1,0 VVM e 500 rpm, respectivamente. Em relação a atividade antioxidante o resultado (EC50 = 10,62±1,42 µg·mL-1) foi satisfatório para o método DPPH•, sendo inferior a valores encontrados na literatura, ou seja, apresentou maior atividade antioxidante. Por outro lado, para o método ABTS+, o resultado encontrado (0,010 mM Trolox/mL) não foi satisfatório, sendo inferior (menor atividade antioxidante) a outros vinagres analisados por esta metodologia. A partir do farelo desengordurado de arroz foi possível produzir vinagre com importante capacidade antioxidante, confirmada pelo método de DPPH• e pela presença de ácido fitico, o que o torna um produto com propriedades funcionais. Somado a isso há que se avaliar seus atributos sensoriais, de modo a melhorá-las e garantir maior aceitabilidade pelos consumidores, visto que a aceitabilidade do vinagre de FAD ficou abaixo da recomendada, contudo semelhante ao dos vinagres comerciais avaliados. Para a etapa da clarificação foi possível determinar uma faixa ótima para as variáveis estudadas (concentração de clarificante e tempo de processo), visando o acréscimo da luminosidade (L*). / INTRODUCTION AND AIMS ─ Rice is one of the most consumed cereal in the world. The processing results in rice bran, a byproduct derived from the stripping step. Currently, the bran is only used for oil extraction; the defatted bran is generally used in animal feed production. The manufacturing of vinegar provides a means of using raw materials underutilized in industrial establishments, therefore, the development of process that add value to rice bran, as the possibility of use as substrate in fermentation process, like the vinegar production, is an alternative to increase the applications of this agro-industrial residue, which has a high nutritional and antioxidant potential due to the presence of proteins (15 %), carbohydrates (47 %) and phytic acid (6 %) in considerable concentrations. Phytic acid is a current research topic of studies in different fields such as in food preservation, antioxidant metals and human health, with anticancer activity, in the treatment of diabetes, renal calculus and Parkinson's disease. The defatted rice bran (DRB) can be applied as substrate for fermentation processes, but a preliminary step of hydrolysis is necessary to convert complex carbohydrates into fermentable sugars. After the hydrolysis, a double fermentation is performed: the substrate is consumed by yeasts in the alcoholic fermentation step, producing ethanol for the subsequent acetification (acetic fermentation). Among the steps of the vinegar processing, clarification aims to eliminate all substances suspended in solution, to make it clear. Bentonite is a widely used clarifier, being efficiently used in the clarification of white wine and vinegar industry, mainly to eliminate the protein turbidity. In view of these considerations, the aim of this study was to obtain DRB vinegar by submerged fermentation, the evaluation of its antioxidant activity, the optimization of clarification step and sensory analysis of obtained vinegar. METHODS ─The DRB was ground and hydrolyzed enzymatically, using three commercial enzymes: protease (ALCALASE 2.4L), α-amylase (TERMAMYL 2X) and amyloglucosidase (AMG 300L). After centrifugation of the hydrolysed medium, the supernatant was submitted to alcoholic fermentation with a culture of Saccharomyces cerevisiae (Saf-instant®), in a 3L erlenmeyer flasks containing 1.5 L of hydrolysed medium, pH adjusted 5.0, and 5.0 % (w/v) inoculum. The incubation was carried out under stationary conditions at 30 °C for 48 h. Subsequently, the wine (product of alcoholic fermentation) with 3.62±0.23 % of ethanol was centrifuged and frozen for use in the acetic fermentation, in a bench fermentor. The conditions used for activation of acetic bacteria were: 30 °C, aeration flow of 0.25 VVM (volume of air / volume of medium x minute) and agitation of 300 rpm. The inoculum used was the strong alcohol vinegar, assigned by the company Chemim Foods at the ratio of 1.5:1.0 of the base wine, plus 1.0 g·L-1 of Acetozyn (mixture of inorganic salts, sugars, plant extracts, amino acids and vitamins, food grade) for the supply of nutrients necessary for acetic bacteria. During acetic fermentation sample collection was carried out every eight hours for monitoring the acidity (acetic acid content) and alcohol content. The end of acetification process occurred when the alcohol content reached close to 0.5 %. Upon completion of the acetification, the vinegar was clarified by vacuum filtered and pasteurized at 65 °C for 30 minutes. The acetic fermentation was evaluated according to the performance and process productivity. In the optimization stage of acetic fermentation, a Full Factorial design (FFD) (22 with 3 central points, 7 runs) was applied to evaluate the influence of agitation (100-500 rpm) and aeration (0.25 to 1.0 VVM) over the stoichiometric yield and TC yield (TC - sum of the concentration of ethanol and acetic acid). The characterization of the vinegar was performed by determinations of total acidity, alcohol content, total solids and ash); the antioxidant activity was made by DPPH• and ABTS+ methods. To optimize the clarification step of the DRB vinegar, two Central Composite Rotatable Designs (CCRD) were applied to evaluate the influence of the concentration of clarifying agent (bentonite) and time of process under the vinegar color parameters (L*, a*, b*). The DRB vinegar and two other commercial rice vinegars was also evaluated by sensorial analysis using the Hedonic Scale method (nine points) and Preference Ranking Test with 112 judges not trained. MAIN RESULTS─The yield obtained by the total concentration (TC) for DRB vinegar ranged from 74.21±1.96 % to 97.60±0.67 %. In the optimization of acetic fermentation step, both variables had a positive effect on the answers within the range studied. To the antioxidant activity, the DPPH• method resulted in EC50 = 10.62±1.42 µg·ml-1, which corresponding to the sample required to reduce by 50 % the initial concentration of DPPH• radical. The ABTS+ method resulted in 0.010±0.001 mM Trolox/ml. The step of DRB vinegar clarification was optimized in the follow conditions: 30-48 hours to time of process, and 2 to 3.5 % for the concentration of bentonite, where was obtained higher values for L* (lightness). In relation to the physical-chemical analyzes with the non-clarified and clarified vinegar was observed significant differences between the trials (p<0.05). In sensory evaluation the evaluated attributes was color (6.34), consistency (6.81), aroma (5.41), flavor (5.30) and overall evaluation (5.74); the acceptability rate of the three samples were close: 77.8 %, 70.6 % and 63.8 % (two commercial vinegar and DRB vinegar, respectively). Under Brazilian law, the vinegars were produced within the required parameters: real alcohol content <1 %; volatile acidity>4.0 g of acetic acid·100 ml-1; reduced dry extract>7.0 g∙L-1; with the exception of ash content, which should be between 1-5 g∙L-1, which can be explained by the raw material used(defatted rice bran) that has a high ash content. DISCUSSION AND CONCLUSION─According to the results obtained it was concluded that the defatted rice bran can be used as a substrate in submerged fermentation processes, in this case, to obtain vinegar. The submerged fermentation was efficient regarding the conversion of ethanol to acetic acid (74.21±1.96 % to 97.60±0.67 %) during the eleven process repetitions (30 ºC, 300 rpm, 0.25 VVM), indicating that losses by evaporation or super oxidation during the process acetification were low. By the results of CCRD applied to optimize the step of acetic fermentation it was observed positive effects of the two variables (aeration and agitation) on the answers (stoichiometric yield and TC yield), within the range studied. The stoichiometric yield (79.97±7.97 %) and CT yield (100.50±1.27 %) showed superior results where the aeration and agitation were 1.0 VVM and 500 rpm, respectively. About the antioxidant activity the result (EC50 = 10.62±1.42 µg·ml-1) was satisfactory for the DPPH• method, because it lower than the values found in the literature, ie, showed higher antioxidant activity. On the other hand, for the ABTS+ method the result found (0.010 mM Trolox/mL) was not satisfactory, because has less antioxidant activity compared with other vinegars analysed by this method. From the defatted rice bran it was possible to produce vinegar with important antioxidant activity, as confirmed by DPPH• method and by the presence of phytic acid, which makes a product with functional properties. Added to this it is necessary to evaluate their sensory attributes in order to improve them and ensure the highest consumer acceptability, since the acceptability of DRB vinegar was below the recommended, however similar to the assessed commercial vinegars. In the step of clarification was possible to determine an optimum range for the variables studied (bentonite concentration and time of process), to increase the brightness (L*). / 5000

Dissertação composta por 4 artigos. / Fundação Araucária; CAPES / INTRODUÇÃO E OBJETIVOS ─ O arroz está entre os cereais mais consumidos no mundo, gerando no seu beneficiamento, o farelo de arroz, subproduto oriundo da etapa de descascamento. Atualmente, o farelo é utilizado somente para extração de óleo e o farelo desengordurado, na produção de ração animal. A fabricação de vinagre proporciona um meio de utilização deste coproduto subutilizado dos estabelecimentos industriais, portanto, o desenvolvimento de processos que agreguem valor ao farelo de arroz, tal como a possibilidade de sua utilização em processos fermentativos como a produção de vinagre, apresenta-se como uma alternativa de valoração deste coproduto da agroindústria. Este apresenta elevado potencial nutritivo e antioxidante, devido a presença de proteínas (15 %), carboidratos (47 %), e ácido fítico (6 %) em concentrações consideráveis. O ácido fítico é objetivo de estudo em diferentes áreas, como na ciência de alimentos: conservante e antioxidante de metais, e na saúde humana, com atividade anticancerígena, no tratamento da diabetes, cálculo renal e doença de Parkinson. Para que o farelo de arroz desengordurado (FAD) possa ser aplicado como substrato para processos fermentativos, é necessária uma etapa de hidrólise prévia, para a quebra dos carboidratos complexos. Uma vez realizada a hidrólise realiza-se uma dupla fermentação: o substrato é consumido pelas leveduras na etapa de fermentação alcoólica, produzindo-se etanol para a posterior acetificação (fermentação acética). Dentre as etapas de beneficiamento do vinagre, a clarificação é a etapa que objetiva eliminar todas as substâncias em suspensão e outras em dissolução existentes na bebida, para torná-la límpida e cristalina. Um clarificante amplamente utilizado é a bentonita, sendo empregada com eficiência na clarificação de vinho branco e na indústria vinagreira, principalmente para eliminar a turvação proteica. Tendo em vista estas considerações, o objetivo deste trabalho foi a obtenção de vinagre de FAD por fermentação submersa, a avaliação da sua atividade antioxidante, bem como a avaliação da etapa de clarificação e a análise sensorial do vinagre obtido. MÉTODOS ─ O FAD foi moído e hidrolisado enzimaticamente, utilizando-se três enzimas comerciais: protease (ALCALASE 2.4 L) -amilase termoestável (TERMAMYL 2X) e amiloglucosidase (AMG 300L). Após a centrifugação do meio hidrolisado o sobrenadante foi submetido à fermentação alcoólica com um cultivo puro de Saccharomyces cerevisiae (Safinstant®), em erlenmeyers de 3L, contendo 1,5 L de meio hidrolisado, com pH ajustado em 5,0 e com 5,0 % (m/v) de inóculo. A incubação foi realizada sob condições estacionárias a 30 °C, durante 48 h. Posteriormente, o vinho, com 3,620,23 % de etanol (produto obtido da fermentação alcoólica) foi centrifugado e congelado para ser utilizado na fermentação acética, em um fermentador de bancada. As condições utilizadas para ativação das bactérias acéticas foram: 30 °C, fluxo de aeração de 0,25 VVM (volume de ar/volume de mosto x minuto) e agitação de 300 rpm. O inóculo utilizado foi uma cultura mista não pasteurizada com aproximadamente 8 % de ácico acético, cedido pela empresa Chemim Alimentos, na proporção de 1,5:1,0 do vinho base, acrescido de 1,0 g·L-1 de Acetozyn (mistura de sais inorgânicos, açúcares, extratos vegetais, aminoácidos e vitaminas, grau alimentício), para o fornecimento dos nutrientes necessários para as bactérias acéticas. Durante a fermentação acética foi realizada a coleta de amostras, a cada oito horas, para o acompanhamento da acidez (teor de ácido acético) e teor alcoólico. A finalização do processo de acetificação ocorreu quando o vinagre atingiu teor alcoólico próximo a 0,5 %. Ao término da acetificação o vinagre foi clarificado, filtrado à vácuo e pasteurizado a 65 ºC por 30 minutos. A fermentação acética foi avaliada segundo o rendimento e produtividade do processo. Na etapa de otimização da fermentação acética utilizou-se um Planejamento Fatorial Completo (PFC) (22 com 3 repetições no ponto central, totalizando 7 ensaios) para avaliar a influência da agitação (100 a 500 rpm) e aeração (0,25 a 1,0 VVM) sobre o rendimento estequiométrico e o rendimento CT (concentração total - soma da concentração de etanol e de ácido acético). Posteriormente foram realizadas as análises para caracterização do vinagre (acidez total, teor alcoólico, extrato seco reduzido e cinzas) e a determinação da atividade antioxidante (método DPPH• e ABTS+). Na etapa de estudo da clarificação do vinagre, foram aplicados dois DCCR’s para avaliar a influência da concentração do clarificante (bentonita) e do tempo de processo sobre a cor do fermentado acético (parâmetros L*, a* e b*). O vinagre também foi avaliado sensorialmente por 112 julgadores não treinados, pelo método de Escala Hedônica de 9 pontos e pelo Teste de Ordenação de Preferência. PRINCIPAIS RESULTADOS ─ Foi possível obter o vinagre de FAD sendo que o rendimento obtido pela concentração total (CT), variou de 74,21,1,96 % a 97,600,67 %. Na otimização do processo da fermentação acética, ambas variáveis exerceram efeito positivo sobre as respostas, dentro da faixa estudada. Para a atividade antioxidante, o método de DPPH• resultou em EC50 = 10,62±1,42 µg·mL-1, que corresponde a amostra necessária para reduzir em 50 % a concentração inicial do radical DPPH•. Para o método ABTS+ o vinagre resultou em 0,010±0,001 mM Trolox/mL. A etapa de clarificação do vinagre de FAD foi otimizada nas condições de 30 a 48 h para o tempo de processo e 2 a 3,5% para a concentração de bentonita, faixa onde se obteve a melhor resposta para o parâmetro L* (luminosidade). Na valiação sensorial os atributos avaliados foram: cor (6,34), consistência (6,81), aroma (5,41), sabor (5,30) e avaliação global (5,74) e o índice de aceitabilidade das três amostras ficaram próximas: 77,8 %; 70,6 % e 63,8 % (dois vinagres comerciais e o vinagre de FAD, respectivamente). Em relação às análises físico-químicas realizadas com o vinagre não clarificado e clarificado, observaram-se diferenças siginificativas entre os ensaios (p<0,05). Segundo a legislação brasileira, os vinagres produzidos ficaram dentro dos parâmetros exigidos: teor alcoólico real < 1 %; acidez volátil > 4,0 g de ácido acético·100 mL-1; extrato seco reduzido > 7,0 g∙L-1; com exceção do teor de cinzas, que deve ficar entre 1 a 5 g∙L-1, fato que pode ser explicado devido a matéria-prima utilizada (farelo de arroz desengordurado) que possui alto teor de cinzas. DISCUSSÃO E CONCLUSÃO ─ De acordo com os resultados obtidos foi possível constatar que o farelo de arroz desengordurado pode ser utilizado como substrato em processos fermentativos submersos, neste caso, para obter vinagre. O processo de fermentação submersa foi eficiente no que diz respeito a conversão do etanol a ácido acético (74,211,96 % a 97,600,67 %) durante as onze repetições do processo (30 ºC, 300 rpm, 0,25 VVM), indicando que as perdas por evaporação ou superoxidação durante a acetificação foram baixas. Nos resultados obtidos no DCCR aplicado para otimização do processo de acetificação, foi possível observar o efeito positivo das duas variáveis (aeração e agitação) sobre as respostas (rendimento estequiométrico e rendimento CT), dentro da faixa estudada. O rendimento estequiométrico (79,977,97 %) e rendimento CT (100,501,27 %) apresentaram resultados superiores onde a aeração e agitação estavam em 1,0 VVM e 500 rpm, respectivamente. Em relação a atividade antioxidante o resultado (EC50 = 10,62±1,42 µg·mL-1) foi satisfatório para o método DPPH•, sendo inferior a valores encontrados na literatura, ou seja, apresentou maior atividade antioxidante. Por outro lado, para o método ABTS+, o resultado encontrado (0,010 mM Trolox/mL) não foi satisfatório, sendo inferior (menor atividade antioxidante) a outros vinagres analisados por esta metodologia. A partir do farelo desengordurado de arroz foi possível produzir vinagre com importante capacidade antioxidante, confirmada pelo método de DPPH• e pela presença de ácido fitico, o que o torna um produto com propriedades funcionais. Somado a isso há que se avaliar seus atributos sensoriais, de modo a melhorá-las e garantir maior aceitabilidade pelos consumidores, visto que a aceitabilidade do vinagre de FAD ficou abaixo da recomendada, contudo semelhante ao dos vinagres comerciais avaliados. Para a etapa da clarificação foi possível determinar uma faixa ótima para as variáveis estudadas (concentração de clarificante e tempo de processo), visando o acréscimo da luminosidade (L*). / INTRODUCTION AND AIMS ─ Rice is one of the most consumed cereal in the world. The processing results in rice bran, a byproduct derived from the stripping step. Currently, the bran is only used for oil extraction; the defatted bran is generally used in animal feed production. The manufacturing of vinegar provides a means of using raw materials underutilized in industrial establishments, therefore, the development of process that add value to rice bran, as the possibility of use as substrate in fermentation process, like the vinegar production, is an alternative to increase the applications of this agro-industrial residue, which has a high nutritional and antioxidant potential due to the presence of proteins (15 %), carbohydrates (47 %) and phytic acid (6 %) in considerable concentrations. Phytic acid is a current research topic of studies in different fields such as in food preservation, antioxidant metals and human health, with anticancer activity, in the treatment of diabetes, renal calculus and Parkinson's disease. The defatted rice bran (DRB) can be applied as substrate for fermentation processes, but a preliminary step of hydrolysis is necessary to convert complex carbohydrates into fermentable sugars. After the hydrolysis, a double fermentation is performed: the substrate is consumed by yeasts in the alcoholic fermentation step, producing ethanol for the subsequent acetification (acetic fermentation). Among the steps of the vinegar processing, clarification aims to eliminate all substances suspended in solution, to make it clear. Bentonite is a widely used clarifier, being efficiently used in the clarification of white wine and vinegar industry, mainly to eliminate the protein turbidity. In view of these considerations, the aim of this study was to obtain DRB vinegar by submerged fermentation, the evaluation of its antioxidant activity, the optimization of clarification step and sensory analysis of obtained vinegar. METHODS ─The DRB was ground and hydrolyzed enzymatically, using three commercial enzymes: protease (ALCALASE 2.4L), α-amylase (TERMAMYL 2X) and amyloglucosidase (AMG 300L). After centrifugation of the hydrolysed medium, the supernatant was submitted to alcoholic fermentation with a culture of Saccharomyces cerevisiae (Saf-instant®), in a 3L erlenmeyer flasks containing 1.5 L of hydrolysed medium, pH adjusted 5.0, and 5.0 % (w/v) inoculum. The incubation was carried out under stationary conditions at 30 °C for 48 h. Subsequently, the wine (product of alcoholic fermentation) with 3.62±0.23 % of ethanol was centrifuged and frozen for use in the acetic fermentation, in a bench fermentor. The conditions used for activation of acetic bacteria were: 30 °C, aeration flow of 0.25 VVM (volume of air / volume of medium x minute) and agitation of 300 rpm. The inoculum used was the strong alcohol vinegar, assigned by the company Chemim Foods at the ratio of 1.5:1.0 of the base wine, plus 1.0 g·L-1 of Acetozyn (mixture of inorganic salts, sugars, plant extracts, amino acids and vitamins, food grade) for the supply of nutrients necessary for acetic bacteria. During acetic fermentation sample collection was carried out every eight hours for monitoring the acidity (acetic acid content) and alcohol content. The end of acetification process occurred when the alcohol content reached close to 0.5 %. Upon completion of the acetification, the vinegar was clarified by vacuum filtered and pasteurized at 65 °C for 30 minutes. The acetic fermentation was evaluated according to the performance and process productivity. In the optimization stage of acetic fermentation, a Full Factorial design (FFD) (22 with 3 central points, 7 runs) was applied to evaluate the influence of agitation (100-500 rpm) and aeration (0.25 to 1.0 VVM) over the stoichiometric yield and TC yield (TC - sum of the concentration of ethanol and acetic acid). The characterization of the vinegar was performed by determinations of total acidity, alcohol content, total solids and ash); the antioxidant activity was made by DPPH• and ABTS+ methods. To optimize the clarification step of the DRB vinegar, two Central Composite Rotatable Designs (CCRD) were applied to evaluate the influence of the concentration of clarifying agent (bentonite) and time of process under the vinegar color parameters (L*, a*, b*). The DRB vinegar and two other commercial rice vinegars was also evaluated by sensorial analysis using the Hedonic Scale method (nine points) and Preference Ranking Test with 112 judges not trained. MAIN RESULTS─The yield obtained by the total concentration (TC) for DRB vinegar ranged from 74.21±1.96 % to 97.60±0.67 %. In the optimization of acetic fermentation step, both variables had a positive effect on the answers within the range studied. To the antioxidant activity, the DPPH• method resulted in EC50 = 10.62±1.42 µg·ml-1, which corresponding to the sample required to reduce by 50 % the initial concentration of DPPH• radical. The ABTS+ method resulted in 0.010±0.001 mM Trolox/ml. The step of DRB vinegar clarification was optimized in the follow conditions: 30-48 hours to time of process, and 2 to 3.5 % for the concentration of bentonite, where was obtained higher values for L* (lightness). In relation to the physical-chemical analyzes with the non-clarified and clarified vinegar was observed significant differences between the trials (p<0.05). In sensory evaluation the evaluated attributes was color (6.34), consistency (6.81), aroma (5.41), flavor (5.30) and overall evaluation (5.74); the acceptability rate of the three samples were close: 77.8 %, 70.6 % and 63.8 % (two commercial vinegar and DRB vinegar, respectively). Under Brazilian law, the vinegars were produced within the required parameters: real alcohol content <1 %; volatile acidity>4.0 g of acetic acid·100 ml-1; reduced dry extract>7.0 g∙L-1; with the exception of ash content, which should be between 1-5 g∙L-1, which can be explained by the raw material used(defatted rice bran) that has a high ash content. DISCUSSION AND CONCLUSION─According to the results obtained it was concluded that the defatted rice bran can be used as a substrate in submerged fermentation processes, in this case, to obtain vinegar. The submerged fermentation was efficient regarding the conversion of ethanol to acetic acid (74.21±1.96 % to 97.60±0.67 %) during the eleven process repetitions (30 ºC, 300 rpm, 0.25 VVM), indicating that losses by evaporation or super oxidation during the process acetification were low. By the results of CCRD applied to optimize the step of acetic fermentation it was observed positive effects of the two variables (aeration and agitation) on the answers (stoichiometric yield and TC yield), within the range studied. The stoichiometric yield (79.97±7.97 %) and CT yield (100.50±1.27 %) showed superior results where the aeration and agitation were 1.0 VVM and 500 rpm, respectively. About the antioxidant activity the result (EC50 = 10.62±1.42 µg·ml-1) was satisfactory for the DPPH• method, because it lower than the values found in the literature, ie, showed higher antioxidant activity. On the other hand, for the ABTS+ method the result found (0.010 mM Trolox/mL) was not satisfactory, because has less antioxidant activity compared with other vinegars analysed by this method. From the defatted rice bran it was possible to produce vinegar with important antioxidant activity, as confirmed by DPPH• method and by the presence of phytic acid, which makes a product with functional properties. Added to this it is necessary to evaluate their sensory attributes in order to improve them and ensure the highest consumer acceptability, since the acceptability of DRB vinegar was below the recommended, however similar to the assessed commercial vinegars. In the step of clarification was possible to determine an optimum range for the variables studied (bentonite concentration and time of process), to increase the brightness (L*). / 5000

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-05-31Bitstream added on 2014-06-13T19:00:02Z : No. of bitstreams: 1 botelho_rm_me_botfmvz.pdf: 306670 bytes, checksum: c09499ae395833ff19a764ae69ae1b98 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da enzima fitase com os níveis de suplementação: 750, 1.500, 2.250, 3.000 UFA/kg (unidades de fitase ativa por quilo de ração) e dieta sem suplementação, sobre a digestibilidade dos nutrientes e disponibilidade aparente dos minerais do farelo de algodão. Para isso cem juvenis de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus; PV 100.0 ± 5.0 g) foram distribuídos em dez tanques-rede. Determinou-se os coeficientes de digestibilidade aparente (CDA) da matéria seca (MS), proteína bruta (PB), energia bruta (EB) e matéria mineral (MM), assim como a disponibilidade aparente do cálcio (Ca), fósforo (P), magnésio (Mg), zinco (Zn), cobre (Cu), ferro (Fe) e manganês (Mn), de seis rações, marcadas com 1,00 g/kg de óxido de crômio-III – uma referência (ração purificada) e cinco contendo farelo de algodão (400 g/kg) e os diferentes níveis de suplementação da enzima fitase. O CDA dos nutrientes foi calculado com base no teor de crômio da ração e das fezes. A enzima fitase eleva a disponibilidade da MM e dos minerais P, Zn, Cu e Mn, no farelo de algodão, até o limite próximo de 2080 UFA/kg / The aim of this study was to evaluate the effects of phytase supplementation (0, 750, 1.500, 2.250 e 3.000 FTU/kg) on calcium (Ca), phosphorus (P), magnesium (Mg), zinc (Zn), copper (Cu), iron (Fe) and manganese (Mn) availability and apparent digestibility coefficient (ADC) of dry matter (DM), crude protein (CP), gross energy (GE) and mineral matter (MM) were determinate of cottonseed meal. For this one hundred Nile tilapia juveniles (Oreochromis niloticus; BW= 100.0 ± 5.0 g) were assigned to 10 experimental cages. As reference, an albumin and gelatin-based diet [with 0.10 % chromic oxide (III) as external marker] was fed to the juveniles. Six diets (one reference and five based on cottonseed meal and increasing levels of phytase) were formulated to determine the coefficients of apparent availability of minerals (Ca, P, Mg, Cu, Zn and Mn) and digestibility coefficient of nutrients and energy. The enzyme increases the availability MM and minerals P, ZN, Cu and Mn in cottonseed meal, up to around 2080 FTU/kg

Orientador: Jaime Amaya-Farfan / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-21T04:07:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Domene_SemiramisMartinsAlvares_D.pdf: 7533755 bytes, checksum: 895c454ff0d098a77c9c6deec3928a6a (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: O Brasil produz mais de 700.000 toneladas de farelo de arroz por ano, cujo destino principal é a alimentação animal. Considerando o ainda limitado acesso à alimentação adequada para grande parcela da população, com taxas de desnutrição próximas a 31% em crianças brasileiras de até 5 anos de idade, a utilização deste subproduto como alimento de baixo custo foi proposta, com base em seu teor elevado de nutrientes, principalmente minerais. Os conteúdos de zinco, ferro, cobre, magnésio e manganês ultrapassam várias vezes as necessidades nutricionais do rato, enquanto o teor de cálcio situa-se abaixo do nível desejado. Contudo, o valor nutritivo potencial deste subproduto pode estar afetado pela presença de ácido fítico, um forte agente quelante de cátions mono e divalentes, com comprometimento da absorção dos minerais da dieta. A fim de identificar os minerais mais relevantemente responsáveis pelo reduzido valor nutritivo da fração mineral do farelo de arroz através da influência dos fitatos também presentes no farelo, estudou-se o efeito da suplementação do mesmo com os minerais zinco, ferro, cobre e cálcio, em dois níveis (50 e 100% do valor de requerimento), sobre os indicadores de crescimento (ganho de peso e eficiência alimentar) e deposição hepática de zinco em ratos. O efeito de interações foi avaliado com suplementações combinadas dos minerais. Os resultados mostraram que, apesar do conteúdo original de zinco e ferro no farelo de arroz corresponder a pelo menos 4 vezes o requerimento do animal, a suplementação com estes minerais resultou em valores de ganho de peso, eficiência alimentar e deposição hepática superiores aos obtidos com a dieta basal; a adição de cálcio, de forma isolada ou em combinação com zinco, ferro ou cobre, resultou em baixos valores para os indicadores estudados. Outras combinações, como zinco e ferro, foram mais benéficas para o animal. Conclui-se que os minerais zinco e ferro, contidos no farelo de arroz apresentam-se, nessa ordem, com biodisponibilidade comprometida, e que, melhoramento do desempenho pode ser obtido suplementando-se com zinco a 50% do requerimento ou, alternativamente, com acréscimo da mistura mineral completa. Tentativas de melhorar o balanço de cálcio suplementando-se a dieta a base de farelo de arroz com o mineral não resultam em melhoria dos indicadores e sim em uma redução maior da qualidade da dieta. A concentração de ácido fítico encontrada no farelo de arroz utilizado neste estudo, próxima a 6%, está entre as mais elevadas para alimentos. A presença deste conposto, de reconhecida ação como agente quelante, é apontada como principal interferente na utilização destes minerais, por promover a formação de complexos insolúveis, o que determina diminuição da fração disponível para absorção. Outro aspecto importante da composição do farelo de arroz com possível interferência sobre a biodisponibilidade de minerais é a alta concentração de fibra alimentar, o que merece investigação. / Abstract: Brazil produces over 700,000 tons of rice bran per year, which is mainly utilized as animal feed ingredient. Considering the limited access that the low income population has to an adequate food intake, the utilization of rice bran as a low cost food has been proposed, mostly based on this by-product's high content of nutrients, principally minerals. The levels of zinc, iron, copper, magnesium and manganese surpass by a several-fold factor the nutritional requirements of the rat. Calcium, on the other hand is in short supply. In spite of the above, it is likely that the potential nutritive value of bran is impaired by the presence of phytic acid, a strong chelating agent of both mono and divalent cations, which should interfere with the normal absorption process of many minerals. The present was a study of the effect of supplementing a bran diet with zinc, iron, copper and calcium at two levels (50 and 100% of the requirement for the rat) in an attempt to identify those minerals whose apparent deficiencies are most relevantly associated with the diminished nutritive value of rice bran and its natural phytate content. Growth (weight gain and feed efficiency) and hepatic zinc deposition were used as indicators. The effects of interactions among the various minerals were evaluated by means of multiple combinations of the supplements. Results showed that in spite of the original content of zinc, iron and copper being sufficient to cover the animal's requirement, in excess by a factor of at least four, supplementation with each was capable of improving the bran diet's performance. Single addition of calcium, or calcium in combination with either zinc, iron or copper, resulted in lower values for the indices under study. Other combinations, such as zinc and iron, showed to be more beneficial to the animal. It is concluded that the availabilities of the zinc and iron are significantly, and in that order, impaired in the rice bran, and that attempts can be made to improve the overall performance by either adding zinc to supply 50% of the nutritional requirement or replenishing the complete mineral mixture. Attempts to improve the calcium balance alone, however, can result in further depression of the diet quality. Such effects appear to be caused by the action of naturally occurring phytates which promote the formation of insoluble, unavailable complexes. Phytic acid content in the rice bran was near 6%, as determined in this study, high among foods. The fiber content is another important fact about rice bran composition with possible effect on mineral bioavailability, and this matter needs further investigation. / Doutorado / Doutor em Ciência da Nutrição

As fibras de coprodutos da produção de sucos, néctar e refrescos possuem propriedade funcional, envolvidas no metabolismo fermentativo da microbiota intestinal, com benefícios potenciais á saúde dos cães. O emprego de coprodutos alimentícios humano no desenvolvimento de petfood apresentam vantagens de sustentabilidade ambiental e econômica. O estudo objetivou avaliar os efeitos de dietas extrusadas com inclusão fixa de 3,5% de celulose (CEL), farelo de arroz desengordurado (FAR), polpa cítrica (PCT) e polpa de maçã (PMA) como fontes de fibras dietéticas solúveis e insolúveis nos coeficientes de digestibilidade aparente dos nutrientes (CDA), respostas glicêmicas e insulinêmicas pós- prandiais e produtos de fermentação nas fezes. O experimento foi realizado com oito cães adultos hígidos, peso médio de 15,0&#177;5,0kg e idade média de 5,0&#177;2,0 anos, distribuídos em delineamento em dois quadrados latino 4x4. Após 7 dias de adaptação dos animais, realizou-se coleta de fezes nos dias 5&ordm;-10&ordm; para determinar CDA das dietas, entre 12&ordm; ao 15&ordm; dia mensurados pH, produção de ácido lático, AGCC, AGCR e aminas biogênicas (AB) das fezes, seguidos pelas coletas de sangue para determinação das respostas glicêmicas e insulinêmicas pós-prandiais nos 16&ordm; e 17&ordm; dias. Não houve efeito dos tratamentos (p>0,05) no CDA da matéria orgânica (MO) e matéria mineral (MM), entretanto, houve efeito (p<0,05) nos CDAs da proteína bruta (PB), extrato etéreo em hidrólise ácida (EEHA), fibra bruta (FB) e extrativos não nitrogenados (ENN). O tratamento CEL apresentou maior CDA da PB e menor CDA da FB. O CDA dos ENN não apresentou diferença entre PMA e CEL. Em relação às características fecais, observou-se maior MS no tratamento CEL. Os tratamentos PCT e PMA resultaram em pH das fezes inferior aos tratamentos CEL e FAR e sem diferenças entre si. O tratamento PMA resultou em maior escore fecal e menor produção de fezes por cão/dia na MS, contrário ao tratamento PCT, que resultou em maior produção de fezes cão/dia, na MO e MS. Não foi observado efeito dos tratamentos (p>0,05) nas concentrações fecais de lactato e AB. O tratamento PCT resultou em maior produção de acetato, propionato e butirato que o tratamento CEL (p<0,05), enquanto que os tratamentos PCT e PMA resultaram em produção de AGCR mais elevados que FAR (p<0,05). Não houve efeito das fontes de fibras estudadas nas respostas glicêmicas e insulinêmicas pós- prandiais (p<0,05). / The coproducts of fiber production of juice, nectar and soft drinks have functional property, involved in fermentative metabolism of intestinal microbiota, with potential benefits to health of dogs. The use of co-products of human food industry in the development of petfood has advantages of environmental and economic sustainability. The study aimed to evaluate the effects of extruded diets with fixed inclusion of 3.5% cellulose (CEL), defatted rice bran (FAR), citrus pulp (PCT) and apple pulp (PMA) as sources of soluble and insoluble dietary fibers on dog total tract apparent digestibility coefficient of nutrients (ADC), glycemic and insulin postprandial responses, and fermentation products in the stool. The experiment was carried out on eight healthy adult dogs of mean weight of 15.0 &#177; 5,0kg and a mean age of 5,0 &#177; 2,0 years allotted to a 4 x 4 Latin square two. After 7 days of adjustment of the animals to the diets, there was feces collection in the days 5th-10th to determine CDA diets, between 12th to 15th measured pH, lactic acid production, AGCC, AGCR and biogenic amines (BA) of the stool, followed by blood samples for determination of glucose and insulin responses postprandial in 16 and 17 days. There was no effect of the treatments (p> 0.05) in the ADC of organic matter (OM) and mineral matter (MM), however, was no effect (p <0.05) in CDAs of dry matter (DM), crude protein (CP), ether extract acid hydrolysis (EEHA), crude fiber (CF) and nitrogen free extract (NFE). The CEL treatment obtained higher ADC of CP and lower ADC of FB. The ACD of NFE no difference between PMA and CEL. For fecal characteristics, there was a higher DM in CEL treatment. PCT treatments and PMA resulted in fecal pH lower than the CEL and FAR treatments and without differences. The PMA treatment resulted in greater fecal score and lower production of faeces per dog / day in DM, contrary to the PCT treatment, which resulted in increased production of dog feces / day in MO and DM. There was no effect of the treatments (p> 0.05) in fecal concentrations of lactate and AB. The PCT treatment resulted in increased production of acetate, propionate and butyrate that CEL treatment (p <0.05), while the PCT and PMA treatments resulted in higher production AGCR that FAR (p <0.05). There was no effect (p <0.05) of sources of fiber studied for glycemic and insulin curves, area under the curve (AUC) of glucose and insulin, increasing blood glucose and insulin.

Orientador: Ranulfo Monte-Alegre / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-20T07:41:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_MeiriBrum_M.pdf: 1014074 bytes, checksum: ae7eb9b355f6f79d9790f0d168228185 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Processos biotecnológicos para produção de enzimas apresentam acentuado crescimento devido à necessidade de maximização dos processos biológicos industriais e à contribuição para reduzir impactos ambientais. Entretanto, a utilização e purificação das enzimas envolve inúmeras variáveis e custo de produção relativamente alto. A fitase hidrolisa o ácido fítico, ácido orgânico componente natural das sementes e oleaginosas, em inositol e fosfato inorgânico disponibilizando o fósforo antes não disponível e resultando melhor aproveitamento destes alimentos. O uso da fitase como aditivo em rações animais é obrigatório na Europa, Sudoeste Asiático, Coréia do Sul, Japão e Taiwan para reduzir o efeito ambiental provocado pelo excesso de fósforo excretado pelos animais. Nos útimos anos, além da adição em rações animais, a aplicação da fitase na dieta humana surgiu como alternativa potencial, pois estudos demonstram seus benefícios à saúde. O potencial de mercado mundial para fitase é de U$ 500 milhões, onde a China se destaca como o maior produtor chegando a U$ 200 milhões de acordo com estudo da Indústria de Rações da China (2008). Entretanto, essa enzima ainda não é produzida no Brasil. Este estudo tem por objetivo estudar o processo fermentativo para produção de fitase determinando parâmetros que auxiliarão na identificação da melhor condição de cultivo para sua produção. Propôs-se ainda a utilização de farelo de arroz como substrato a fim de agregar valor a esse subproduto da indústria de beneficiamento do arroz. Foram realizados ensaios de produção por Aspergillus niger e Aspergillus oryzae em frascos Erlenmeyer e usando de planejamento experimental para verificar a influência da adição de fontes de nitrogênio e sais minerais na fermentação. Foi feita a caracterização da atividade enzimática em função do pH e da temperatura, bem como a escolha da melhor cepa para produção de fitase / Abstract: Biotechnological processes for production of enzymes show strong growth due to the need for maximization of industrial and biological processes contributing to reducing environmental impacts. However, the use of enzymes and purification involves many variables and relatively hight cost of production. Phytase hydrolyzes phytic acid, an organic acid component of natural seeds and oilseeds, in inositol and inorganic phosphate available, resulting best use of foods. The use of phytase as an additive in animal feed is mandatory in Europe, Southeast Asia, South Korea, Japan and Taiwan to reduce the environmental effect caused by excess phosphorus excreted by animals. In recent years, plus the addition of animal feed, the application of phytase in the human diet has emerged as a potential alternative, because studies showed the heath benefits. The potential worldwide market for phytase is U$ 500 milion, where China stands as the largest producer coming to U$ 200 milion according to a study of China¿s Feed Industry (2008). However, this enzyme is not produced in Brazil. This study aimed to study the fermentation process for production of phytase determining parameters that will assist in indentifying the Best culture condition for their prodution. It was also proposed the use of Rice bran as substrate in order to add value to the industry by-product of rice processing. Were done tests of production by Aspergillus niger and Aspergillus oryzae in Erlenmeyer flasks and experimental design was used to verify the influence of the addition of nitrogen sources and mineral salts in fermentation. The characterization of the enzyme activity in function of pH na temperature and the choice of the best strain for the production of phytase was also done / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Antonio Jose de Almeida Meirelles / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:53:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_ChristianneElisabetedaCosta_D.pdf: 3767410 bytes, checksum: e8a09b3f4bc3b7dd2c7291b0ab0f134e (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado

A utilização de resíduos da agroindústria na produção de biomoléculas de interesse industrial agrega valor ao produto, por não utilizar meios sintéticos, reduzindo custos totais de produção e promovendo o desenvolvimento de tecnologias mais limpas e sustentáveis. Os exopolissacarídeos, ou simplesmente EPS são polímeros naturais, excretados por algumas espécies de bactérias e fungos. Possuem grande interesse no setor industrial, dado a versatilidade da biomolécula na utilização nas áreas médica, farmacêutica e química apresentando potencial de geração de diversos produtos. O presente trabalho teve como objetivo estudar a obtenção do exopolissacarídeo lasiodiplodana utilizando hidrolisados obtidos a partir de subprodutos agrícolas pelo fungo Lasiodiplodia theobromae. Foram realizados Delineamentos Compostos Centrais Rotacionais (DCCR) 22 com três repetições nos pontos centrais para avaliação de condições ótimas de produção de hidrolisados de farelos de arroz e milho com concentrações estimáveis de açúcares totais, açúcares redutores e proteínas totais. Os hidrolisados obtidos foram utilizados em ensaios fermentativos para obtenção da lasiodiplodana em meio de cultivo (LAS-M) e aderida à biomassa celular (LASC), bem como produção de células. Para elaboração dos ensaios foram utilizados DCCR 23 e 22 em hidrolisados de farelos de arroz e milho, respectivamente. As variáveis escolhidas para o DCCR 23 foram pH, volume de meio em frasco e adição de sais suplementares, enquanto o DCCR 22 apresentaram como variáveis o estudo da agitação e temperatura. Os delineamentos estudados geraram diversos modelos significativos para a produção de hidrolisados e obtenção de frações de lasiodiplodana. As frações de LAS-M e LAS-C obtidas foram caracterizadas parcialmente quanto a seus conteúdos de carboidratos e proteínas, sendo também analisadas por espectroscopia de infravermelho (FTIR) e análises cristalográficas de Raios-X. Os hidrolisados de farelo de arroz apresentaram concentrações aproximadas para açúcares totais (40 g/L), açúcares redutores (10 g/L) e proteínas (14 g/L) enquanto o hidrolisado de farelo de milho apresentou 170, 70 e 14 g/L dos respectivos componentes. Os hidrolisados foram tratados e utilizados em ensaios fermentativos apresentando concentrações de LAS-M de 7,8 e 5,73 g/L, LAS-C 4,93 e 3,0 g/L e biomassa celular de 10,68 e 4,47 g/L respectivamente para hidrolisados de farelos de arroz e milho, apresentando consumo dos açúcares totais de 94 e 84%. As frações de lasiodiplodana LAS-M apresentaram em sua composição concentrações de açúcares redutores correspondentes a 83,62 e 92,16%, enquanto as frações LAS-C apresentaram 82,19 e 88,42% para os respectivos hidrolisados. As análises de FTIR e Raios-X demonstraram que os biopolímeros obtidos neste trabalho apresentaram estruturas semelhantes aos citados na literatura. Evidenciou-se que os hidrolisados utilizados nas condições estudadas proporcionaram condições adequadas para o fungo L. theobromae sintetizar o exopolissacarídeo lasiodiplodana. / The utilization of agro-industrial wastes for industrial-interest biomolecules production generates add-value products, reducing total production costs and promoting the development of cleaner and more sustainable technologies. Exopolysaccharides, or simply EPS are natural polymers, excreted by some species of bacteria and fungi. They present a great interest from industrial sector, given the versatility of the biomolecule and its use in medical, pharmaceutical and chemical sectors, generating a diversity of products. The present work had as objective to study the exopolysaccharide lasiodiplodan by fermentation of hydrolysates obtained from agricultural by-products from filamentous fungi Lasiodiplodia theobromae. Rotational Central Compound Designs (DCCR) 22 were performed for the evaluation of optimum conditions for the production of hydrolysates from rice and corn brans with estimated concentrations of total sugars, reducing sugars and total proteins. The optimized hydrolysates were used in fermentative assays for obtaining lasiodiplodan from culture medium (LAS-M) and cell biomass (LAS-C), as well as cell production. For the elaboration of the tests, DCCR 23 and 22 were performed using rice bran and corn bran hydrolysates, respectively. The chosen variables for the DCCR 23 were pH, medium volume in flask and addition of supplemental salts, while the DCCR 22 presented agitation and temperature as variables. The studied designs presented several significant models for the hydrolysates production and its lasiodiplodan fractions. Obtained fractions of LAS-M and LAS-C were partially characterized due to carbohydrate and protein contents, as well as X-ray crystallographic analysis and Fourier-Transform Infrared Spectroscopy - FTIR. Rice bran hydrolysates presented estimated concentrations for total sugars (40 g / L), reducing sugars (10 g / L) and proteins (14 g / L) while corn bran hydrolysates showed 170, 70 and 14 g / L respectively. Treated rice and corn bran hydrolysates used for fermentative assays presented respective concentrations for LAS-M (7.8 and 5.73 g/L), LAS-C (4.93 and 3.0 g/L) and cellular biomass (10.68 and 4.47 g/L) and total sugar consumption of 94 and 84%, respectively. The lasiodiplodan fractions LAS-M presented reducing sugars compositions of 83.62 and 92.16%, while LAS-C fractions presented 82.19 and 88.42% for rice and corn bran hydrolysates. FTIR and X-ray anlysis showed that the present obtained biopolymers presented similar structures to those mentioned in the literature. It was evidenced that the hydrolysates used under the studied conditions provided adequate conditions for L. theobromae to synthesize the exopolysaccharide lasiodiplodan.