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Physiochemical, morphological, pasting and softening kinetic properties of selected rice varieties from West-Africa

Nwankpa, Chijioke January 2014 (has links)
The physicochemical, morphological, pasting and softening kinetics of rice varieties selected from West-African countries were investigated. The studies conducted were aimed at enhancing the adoption and use of these local varieties in improving food security in Africa through the development of acceptable new rice-based products .The varietal, morphological and physiochemical impacts on appearance, pasting, textural properties and softening kinetics were also analyzed. To unravel structural properties of the respective isolated rice starch from the selected rice varieties, scanning electron microscopic analysis was also carried out. The varieties studied were Faro 61, Faro 60, Faro 44, Tox 3145 and Nerica 3. Microscopic studies carried out on the isolated starch indicated that the starch granules were 4.43 -5.62 µm. The structural variations observed did not clearly provide an explanation for the pasting and textural properties of the studied rice varieties. Morphological studies also revealed that the rice granules were polyhedral, irregular in shape and tightly packed. Proximate studies indicated that the rice varieties were composed of 0.35 - 0.52% fat, 0.32 - 0.57% ash , 8.97 - 10.35% protein, 88.63 - 90.08% carbohydrate and 22.4 - 28.50% amylose. The proximate results indicates that these varieties are high protein containing waxy rice varieties. Color parameters (L*and b*) studies of uncooked rice flour samples indicated high values of L* and low values of b* for all the rice varieties. The order of increasing whiteness was found to be Faro 61 > Faro 44 > Faro 60 > Nerica 3 > Tox 3145 while the b* values ranged from 5.09 - 7.26. The high degree of whiteness and low values of yellowness of these rice varieties indicate that their flours would be highly acceptable by most consumers. Results of the pasting properties studies indicated significant differences in the peak viscosity , trough viscosity, final viscosity and set back viscosity of the rice flours. Faro 44 showed a higher peak viscosity value (3984.5 cP) while Nerica 3 indicated the lowest peak viscosity value (2850.5 cP). Faro 44 and Tox 3145 had the highest and lowest trough viscosities, respectively. Break down viscosities were within the 546.5 and 1164 cP range for the rice varieties. Faro 44 had significantly higher breakdown viscosities than other varieties. The result indicated that Faro 44 flour is suitable for the production of value added products such as noodles, due to the ability of its paste to swell sufficiently while remaining intact and stable during sheering. Setback viscosity varied from 865.5 to 2138.5 cP. Faro 44 showed the highest setback viscosity (2138.5 cP) while Faro 61 showed the least (865.5 cP). The pasting temperature of Faro 44 was higher than the other rice varieties and found to be 85.50C. Textural studies indicated hardness decreased with increase in cooking time. When cooked from 5 minutes to 25 minutes, there was gross disintegration of the rice granular structure . These structural changes provide an explanation for the corresponding changes in the tissue strength and elasticity of the studied rice varieties. In addition, the rate of textural changes related with the cooking temperature utilized in this study was found to confirm with two pseudo first-order kinetic mechanisms. The kinetic model utilized indicated that the apparent rate constants K1 a varied from 0.03776 to 0.4468 min-1 while K1 b varied from 0.008475 to 0.013665 min-1 . Over all, variations were observed in the morphological, physicochemical, pasting and softening kinetic properties of all the studied rice varieties. These studies are vital in ensuring an improving quality of rice by thermal processing. / Les variétés de riz étudie étaient Faro 61, 60 Faro, Faro 44, Tox 3145 et Nerica 3. Les observations microscopiques réalisées sur l'amidon isolé ont indique que les granules d'amidon variaient eutre 4.43 et 5.62 µm. Ces variations structurelles n'expliquait pas clairement les propriétés texturales et collantes des variétés de riz étudie. Des études morphologiques ont aussi révélé que les granules d'amidon de riz étaient polyédriques, serre et de forme irrégulière. L'analyse immédiate des macronutriments a révélé que les variétés de riz sont composées de 0.35 à 0.52% de matières grasses, de 0.32 à 0.57% de cendres, 8.97 à 10.35% de protéines, de 88.63 à 90.08% de glucides et, enfin, 22.4 à 28.50% d'amylose. Ces résultats indiquent que ces variétés sont les variétés de riz sont riches en protéines.L'étude sur les paramètres de couleur (L* et b*) des échantillons de farine de riz non cuite indique de valeurs élevées de L* et de faibles valeurs de b* pour toutes les variétés de riz. L'ordre croissant de blancheur a été jugée être Faro 61> Faro 44> Faro 60> Nerica 3> Tox 3145, tandis que les valeurs de b* variaient entre 5,09 et 7,26. Un haut degré de blancheur combine a un faible de jaunissement de ces variétés de riz indiquent que ces farines seraient bien acceptées par la plupart des consommateurs. Les résultats des études des propriétés collantes ont dénoté des différences significatives pour la viscosité maximale, minimale, finale et la viscosité de rechute des farines de riz. Faro 44 a montré une valeur de viscosité maximale élevée (3984,5 cP), tandis que le Nerica 3 indique la valeur du sommet de la viscosité moins grande (2850,5 cP). Faro 44 et Tox 3145 avaient respectivement les plus hautes et les plus basses viscosités minimales. Les viscosités de dégradation se rangeaient entre 546,5 et 1164 cps pour toutes les variétés de riz. Faro 44 avait une viscosité de dégradation nettement plus élevés que les autres variétés. Ce résultat indique que la farine de riz Faro 44 est appropriée pour la production des produits à valeur enrichie, tels que les nouilles, en raison de la capacité de la pâte de gonfler suffisamment tout en restant intacte et stable pendant le cisaillage. La viscosité de rechute varie de 865,5 à 2138,5 cP. Faro 44 a montré la viscosité de rechute la plus élevé (2138,5 cP), alors que Faro 61 a montré la moindre (865,5 cP). La température de gélatinisation de Faro 44 était plus élevée que les autres variétés de riz et établie à 85.5°C. Le etudes texturales ont indiqué que la dureté diminue avec la hausse du temps de cuisson. À la fin du cuisson de 5 minutes à 25 minutes, il y a eu une désintégration brute de la structure granulaire de riz. Ces changements structurels fournissent une explication pour les changements correspondants dans la solidité du tissu et l'élasticité des variétés de riz étudiées. En outre, le taux de changements de texture en rapport avec la température de cuisson utilisée dans cette étude correspond à deux mécanismes cinétiques de pseudo premier ordre. Le modèle cinétique utilisé a indiqué que les constantes de vitesse apparentes K1 a ont varie de 0,03776 à 0,4468 min-1, tandis que K1 b se rangeaient entre 0,008475 et 0,013665 min-1. Ces études sont essentielles afin d'assurer et améliorer la qualité du riz par traitement thermique. Dans l'ensemble, les variations des variétés du riz étudiées ont été observées en tant que leur caractéristiques morphologiques, physico-chimiques, les propriétés de gélatinisation, ramollissement ainsi que les propriétés cinétiques.
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Enzymatic synthesis of phenolic lipids from krill oil in solvent-free media and their microencapsulation

Aziz, Sarya January 2014 (has links)
The optimization of the synthesis of phenolic lipids (PLs), obtained by the enzymatic transesterification of krill oil (KO) with selected phenolic acids (PAs) in solvent-free media (SFM), as well as their separation, characterization and encapsulation were investigated. Using high-performance liquid chromatography (HPLC), the evaporative light-scattering detector (ELSD) was shown to be a more appropriate tool of detection of PLs. The structural analyses of the synthesized PLs by HPLC/mass spectrometry (MS) suggested the formation of two phenolic monoacylglycerols. Using two immobilized commercial enzymes, Novozym 435 and Lipozyme TL IM, the enzymatic synthesis of PLs from KO with two phenolic acids (PAs), including 3,4-dihydroxyphenylacetic acid (DHPA) and dihydrocaffeic acid (DHCA), was investigated. The use of Novozym 435 and DHPA resulted in the highest bioconversion yield (BY). The central composite rotatable design (CCRD) was used to evaluate the effects of PA concentration (PAC) and lipase concentration (LC) as well as the agitation speed (AS) on the BY of PLs. For the models with PAC, fixed at 10 and 20 mM, the results revealed that LC had a significant quadratic effect (P <0.05) on the BY, whereas a significant linear effect was only obtained with PAC, fixed at 20 mM. The AS had a significant quadratic effect (P <0.05) on the BY, only for the model, with a PAC fixed at 10 mM. At fixed PAC of 20 mM, the response surface model predicted a BY of 75%, using a LC of 62 mg/mL and an AS of 154 rpm. The antioxidant capacity (AOC) and the oxidative stability of PLs, obtained by the enzymatic transesterification of PAs with the selected edible oils (EOs), including flaxseed (FSO), fish liver (FO) and krill (KO) oils, were determined. The statistical analyses of Tukey's test at P <0.05 revealed that the difference in AOC between that of the esterified oils of flaxseed (EFSO) and krill (EKO) and that of EOs was significant (P <0.05). The experimental findings showed that all esterified oils containing PLs had higher oxidative stability when they were subjected to light, oxygen and agitation at 50ºC as compared to that of the EOs; nevertheless, only the esterified fish oil (EFO) showed a significant difference in its peroxide value (PV), when it was placed in the dark at 25ºC. The development of a process to yield gelatin (GE)-gum arabic (GA) multinuclear microcapsules of KO, via complex coacervation, was investigated. A three-level-by-three factor Box-Behnken design (BBD) was used to evaluate the effects of the ratio of the core material to the wall (RCW), with x1 of 1.25:1 to 1.75:1, the stirring speed (SP) with x2 of 2 to 4, over a scale of 10 and the pH with x3 of 3.8 to 4.2, on the encapsulation efficiency (EE). The experimental findings indicated that x3 had the most significant linear and quadratic effects on the EE of KO and a bilinear one with x1; however, x2 did not have any effect. The optimal predicted conditions for a 92% of EE were 1.75:1 for RCW, 3.8 for pH and 3 for SP. The microcapsules, formed by complex coacervation and without any cross-linking agent, were multinucleated, circular in shape and had sufficient stability to maintain their structure. The microencapsulation of the esterified krill oil (EKO), obtained by complex coacervation, was carried out. The experimental findings showed that the presence of DHPA and PLs, in the EKO, affected the stability of GE-EKO emulsion. The ultrasonic liquid processor was found to be a more appropriate device for the emulsification of the EKO into GE, as compared to the high-shear homogenizer. In addition, the capsules prepared with a GE at pH 8.0 showed higher storage stability, with significantly (P <0.05) lower primary oxidative products, as compared to those prepared with a GE at pH 6.5. The microencapsulation of the EKO was effective in delaying the development of primary and secondary oxidation products during a period of 25 days of storage at room temperature. / L'optimisation de la synthèse de lipides phénoliques (PLs), obtenus par la transésterification enzymatique de l'huile de krill (KO) avec des acides phénoliques sélectionnés en milieu réactionnel sans solvant (SFM) ainsi que de leur séparation, caractérisation et encapsulation ont été étudiées. En utilisant la chromatographie en phase liquide (HPLC), le détecteur évaporatif à diffusion de lumière (ELSD) a été sélectionné pour les analyses des composants de KO et ses PLs estérifiés. Les analyses structurales des PLs synthétisés par HPLC/spectrométrie de masse (HPLC/MS) ont suggéré la formation de deux lipides phénoliques monoacylglycéroles. En utilisant deux enzymes commerciales immobilisées, Novozym 435 et Lipozyme TL IM et deux acides phénoliques (PA) modèles y compris l'acide 3,4-dihydroxyphénylacétique (DHPA) et l'acide dihydrocaffeique, la synthèse enzymatique des PLs à partir de KO, a été investiguée. Le meilleur rendement de bioconversion (BY) a été obtenu avec la Novozym 435 et le DHPA. Le plan composite central à caractère rotatif (CCRD) a été utilisé pour évaluer les effets de la concentration de l'acide phénolique (PAC) et de celle de la lipase (LC) ainsi que de la vitesse d'agitation (AS) sur le BY des PLs. Pour les modèles avec PAC, fixée à 10 et 20 mM, les résultats ont montré que la LC a un effet quadratique significatif (P <0,05) sur le BY, alors qu'un effet linéaire a été seulement obtenu avec PAC fixée à 20 mM. L'AS avait un effet quadratique significatif (P <0,05) sur le BY, seulement pour le modèle, avec une PAC fixée à 10 mM. Á PAC fixée à 20 mM, la surface de réponse du modèle a prédit un BY de 75%, en utilisant la LC de 62 mg/mL et la AS de 154 rpm. La capacité antioxydante (AOC) et la stabilité oxydative des PLs dans les huiles de lin (FSO), de poisson (FO) et de krill, ont été déterminées. Les analyses statistiques du test Tukey à P <0,05 ont révélé que la différence en AOC entre celle des huiles estérifiées de lin (EFSO) et de krill (EKO) et celle des blancs a été significative (P <0,05). Les résultats ont montré que tous les huiles estérifiées avec PLs avaient une stabilité oxydative plus élevée quant ils étaient exposés à la lumière et en présence de l'oxygène mais aussi soumis à l'agitation et à 50ºC comparée à celle des EOs. Le développement d'un processus pour produire des microcapsules multinucléaires, en utilisant l'association de gélatine (GE)-gomme arabique (GA) par la coacervation complexe a été investigué. Le plan Box-Behnken (BBD) à trois-niveaux-par-trois facteurs a été utilisé pour évaluer les effets du ratio huile/polymères (RCW) avec x1 de 1,25:1 à 1,75:1, la vitesse de la turbine (SP) avec x2 de 2 à 4, sur une échelle de 10 et un pH avec x3 de 3,8 à 4,2, sur l'efficience d'encapsulation (EE). Les résultats expérimentaux ont indiqué que x3 avait les effets linéaires et quadriques les plus significatifs sur la EE de KO et un effet bilinéaire avec x1; Par contre, x2 n'avait aucun effet. Les conditions optimales prédites pour une EE de 92% étaient 1,75:1 pour RCW, 3,8 pour pH et 3 pour SP. Les microcapsules, formées par la coacervation complexe et sans aucun agent d'articulation, étaient multinucléées, circulaires et assez stables pour maintenir leurs structures. La microencapsulation de l'huile de krill estérifiée par la coacervation complexe a été effectuée. Les résultats ont montré que la présence du DHPA et des PLs, dans l'EKO, avait un effet sur la stabilité de l'émulsion de GE-EKO. L'ultrason utilisé pour traitement liquide a été plus approprié pour l'émulsification de l'EKO dans GE, par rapport à l'homogénéisateur à haut débit. Les capsules préparées avec un GE à pH 8,0 ont montré une stabilité d'entreposage plus élevée avec une PV significativement (P <0,05) moins élevée que celles pour les capsules préparées avec un GE à pH 6,5. La microencapsulation de EKO a été effective pour retarder le développement de produits d'oxydation primaires et secondaires.
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Process evaluation and quality optimization of apple snack

Gill, Navpreet Kaur January 2014 (has links)
The decline of formal lunchtime eating is creating a new market segments and strong growth in the snack food market. Busy modern life with lunch at desks and night in front of computers is for snack food consumption. The unhealthy snacks are composed of sugars and fats and considered as "junk" increasing body weight whereas if these unhealthy snacks are supplemented or enriched with well-balanced nutrients, we can have healthy life with enhanced health benefits and consumer satisfaction. Such enrichments can be accomplished by naturally supplementing these foods with proteins, fiber and antioxidants. My thesis research aims to enhance the value of apple fruit snacks by adding soy protein, orange fiber and grape juice concentrate.The two methods were employed for preparing the fruit snack - direct sheet drying and extrusion-drying. Experimental procedure includes drying (fruit leather) and extrusion process (apple extrudates) of apple fruit to obtain apple fruit snack. This was further enhanced with (0-10%) fibre, (0-10%) antioxidant and (0-20%) protein. These three were varied within the range using a CCRD design and the balance was supplemented by applesauce to make it 100%. Nutritional assessment of snack bars was based on the total antioxidant, protein, water activity, Hunter L∗ a∗ b∗ colour, hardness, phenolic composition and sensory quality. The water activity values (<0.75) suggested that the resultant snack bars would possess a good shelf life. / Le déclin actuel du dîner formel est en train de créer des nouveaux secteurs de marché autant qu'une forte croissance dans le marché des collations. La vie modern occupée, avec ses dîners devant le bureau et ses nuits devant l'ordinateur, est devenue propice à la consommation des collations. Ces collations malsaines contiennent des sucres et du gras et sont considérées comme de la « malbouffe ». En revanche, si ces mêmes aliments étaient supplémentés ou enrichis avec des éléments nutritifs bien équilibrés, nous pourrions jouir d'une vie saine avec plus de bénéfices pour la santé et une meilleure satisfaction du consommateur. De tels enrichissements peuvent être obtenus en enrichissant ces aliments naturellement avec des protéines, de la fibre et des antioxydants. Ma recherche de thèse vise à améliorer la valeur des barres aux fruits aux pommes en y ajoutant des protéines de soya, de la fibre d'orange et du concentré de jus de raisin.Le processus expérimental inclut le séchage (pour produire une pâte de fruits) et l'extrusion du fruit pour obtenir une barre aux fruits aux pommes. Le produit est ensuite enrichi avec de la fibre (0 à 10 %), des antioxydants (0 à 10 %) et des protéines (0 à 20 %). L'analyse nutritionnelle des barres aux fruits est basée sur la teneur totale en antioxydants, en protéines et en humidité, autant que sur la couleur (Hunter L*a*b*), la dureté, la composition phénolique et la qualité sensorielle. L'activité de l'eau suggère que les barres aux fruits produites ainsi seront munies d'une durée de conservation adéquate. Les résultats de l'analyse spectrophotométrique donnèrent des résultats comparables et fortement corrélés (p < 0,05). Les barres aux fruits enrichies avec des éléments nutritifs peuvent donc être des aliments fonctionnels qui offrent une bonne source de protéines, d'antioxydants et de polyphénols.
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Characterization and properties of flaxseed protein fractions

Ayad, Anwer Ali January 2010 (has links)
The albumin, globulin and glutelin fractions were fractionated from defatted flaxseed meal by sequential solvent extraction. Albumin and glutelin fractions were the predominant protein fractions, accounting for 38.1 and 33.9% respectively while the globulin accounted for 27.9%. The protein content of albumin, glutelin and globulin fractions were 64.9, 22.4 and 18.1% of the total protein. Native-PAGE patterns of albumin, globulin and glutelin, exhibited that each fraction has two bands. SDS-PAGE profile of the protein fractions showed two intense bands corresponding to 22 and 24 kDa and two bands corresponding to 9 and 33 kDa were observed from albumin. Globulin showed one intense band at 23 kDa and three minor bands, with a molecular weight (MW) of 10, 24 and 33 kDa. Glutelin showed the presence of two intense bands with a MW 22 and 35 kDa and three minor bands with MW of 35, 45 and 55 kDa. ESI-MS results were as follows; two protein subunits with MW of 9 and 27 kDa were observed with albumin, globulin indicated the presence of two subunits with MW of 17 and 28 kDa and glutelin showed the presence of one subunit with MW of 14 kDa. FTIR analysis of protein fractions suggested that -helix is a common peak in all protein fractions. DSC showed that the albumin had the highest peak temperature (Td) of 122.3ºC, globulin with Td of 118.3ºC and glutelin with a peak temperature (Td) value of 106.8ºC. RP-HPLC analysis showed more than one major component for the globulin, glutelin and albumin fractions. The albumin fraction showed two peaks; a dominant peak at a retention time of 26.2 min and one minor peak at 25.1 min. The globulin fraction demonstrated one dominant peak at retention time of 24.9 min and one minor peak at 30.4 min. Glutelin exhibited a major peak at 25.0 min and two minor peaks at 18.0 and 26.2 min. / In-vitro tryptic digestion of albumin, globulin and glutelin protein fractions indicated that the degree of hydrolysis (DH) was for glutelin with 24.5% DH, albumin with 16.0% DH, and globulin with 9.4% DH: by comparison the DH of a commercial soybean protein isolate was 14.1%. Tandem mass spectrometric (LC-ESI-MS/MS) analysis of tryptic hydrolysates resulted in the identification of some peptides from the albumin, globulin and glutelin fractions which were found to be homologous with conlinin and chitinase IV. Investigation of selected biological properties of tryptic digests of flaxseed proteins showed that the highest antioxidant (90%) and effective fungal inhibition activity was obtained with glutelin hydrolysates, while the highest ACE inhibition (60%) activity was observed with glutelin protein. / Une extraction séquentielle par solvant de graines de lin a permis d'obtenir des fractions protéiques d'albumine, globuline and glutéline. Les principales fraction protéiques étaient celles d'albumine et de glutéline, représentant 38.1 et 33.9% respectivement, tandis que la globuline ne représenta que 27.9%. La teneur en protéine de la fraction d'albumine fut de 64.9%, tandis que celles des fractions de glutéline and globuline furent, respectivement, de 22.4 et 18.1% de la protéine totale. Une PAGE d'échantillons à l'état natif indiqua que chacune des fractions protéiques (albumine, globuline et glutéline) consistait de deux bandes. La PAGE des fractions d'albumine en présence de SDS montra deux bandes foncées (p.m. 22 et 24 kDa), ainsi que deux bandes plus faibles (p.m. 9 and 33 kDa); la fraction des globulines montra une bande foncée (p.m. 23 kDa) and trois bandes plus faibles (p.m. 10, 24 et 33 kDa); tandis que la fraction des glutélines montra deux bandes foncées (p.m. 22 and 35 kDa) et trois bandes plus faibles (p.m. 35, 45 and 55 kDa.). L'analyse ESI-MS indiqua que l'albumine comportait deux sous-unités protéiques (p.m. 9 et 27 kDa), la globuline deux sous-unités (p.m. 17 et 28 kDa); et la glutéline une sous-unité (p.m. 14 kDa). Une analyse des différentes fractions protéiques par spectromètre infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) indiqua qu'au moins une l'hélice  était présente dans chacune des fractions. Des thermogrammes de DSC indiquèrent que l'albumine avait la température de pointe (Td) la plus élevée à 122.3ºC, tandis que celles de la globuline et de la glutéline étaient de 118.3ºC et 106.8ºC, respectivement. L'analyse par RP-HPLC des fractions de globuline, gluténine et albumine indiquèrent qu'il existait plus d'un composant dans chaque fraction. La fraction d'albumine donna deux pics, un important pic à un temps de rétention de 26.2 min et un moindre à 25.1 min; la fraction de globuline d
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Lipase-catalyzed synthesis of phenolic lipids in solvent-free medium using selected edible oils and phenolic acids

Sorour, Noha January 2011 (has links)
The enzymatic synthesis of phenolic lipids (PLs) in solvent-free medium (SFM), by transesterification of flaxseed and fish liver oils with selected phenolic acids was investigated, using Candida antarctica lipase as the biocatalyst. The enzymatic synthesis of phenolic lipids from flaxseed oil was optimized in terms of water activity, agitation speed, enzyme and phenolic acid concentrations. Increasing the water activity of the flaxseed oil reaction mixture from 0.18 to 0.38 resulted in a significant increase in the bioconversion yield from 62 to 77%. The highest enzymatic activity (178 nmol of PLs/g solid enzyme/min) was obtained with the use of 40 mg of solid enzyme (400 PLU)/mL reaction volume at 150 rpm. Under the optimized conditions there was a significant increase in the proportion of linolenic acid (C18:3 n-3), which increased from 57% in the flaxseed oil to 75 and 64% in the produced phenolic mono- and diacylglycerols, respectively. The volumetric productivity (Pv) of the transesterification of flaxseed oil and 3,4-dihydroxyphenyl acetic acid (DHPA) in SFM was increased 11-fold as compared to that in organic solvent medium. On the other hand, a bioconversion yield of 61% was obtained for the transesterification of fish liver oil with dihydrocaffeic acid (DHCA). Optimization of the enzymatic synthesis of phenolic lipids in SFM from fish liver oil was carried out, using response surface methodology (RSM), based on a four-factor-five-level central composite rotatable design (CCRD). The optimal conditions for the enzymatic reaction were obtained at 50.0ºC, 20.9 mM phenolic acid, 51.2 mg of solid enzyme (512 PLU)/mL, 160 rpm agitation speed, water activity of 0.5 and 3.45 mg Silica gel/mL. The bioconversion yield obtained under these optimized conditions was 86.5%, which is very close to the predicted value of 84.5%. Hence, the predicted values showed good validation with the experimental ones. The overall results demonstrated that RSM can be applied effectively to optimize lipase-catalyzed synthesis of phenolic lipids in SFM, from fish liver oil and DHCA. Under the optimized conditions, there was a significant increase in the relative proportions of the two highly desirable essential fatty acids, where (EPA, C20:5 n-3) was increased from 11.5% in the unmodified fish liver oil to 21.2, 20.7, 20.8, 20.1 and 19.8% in dihydrocaffeoylated, 3,4-dihydroxyphenyl acetoylated, caffeoylated, feruloylated and sinapoylated lipids, respectively, whereas (DHA, C22:6 n-3) increased from 12.0% to 21.4, 19.4, 27.5, 22.1 and 22.0%, respectively. Atmospheric pressure chemical ionization-mass spectrophotometry (APCI-MS) analyses confirmed the formation of six 3,4-dihydroxyphenyl acetoylated and six dihydrocaffeoylated lipids from the transesterification of flaxseed and fish liver oils in SFM using DHPA and DHCA, respectively, as substrates. Although the synthesized phenolic lipids demonstrated radical scavenging activity, expressed as IC50 from 1.6 to 3.7-fold higher than that of its corresponding phenolic acid, it was compared to that of α-tocopherol. / La biosynthèse des lipides phénoliques sans solvent, par la transésterification de l'huile de graines de lin (HGL) et l'huile de foie de poisson (HFP) en utilisant comme substrats les acides phénoliques, a été étudiée en utilisant la lipase Candida antarctica comme biocatalyseur. L'optimisation de la biosynthèse des lipides phénoliques à partir de l'HGL a été investiguée en considérant l'activité thermodynamique de l'eau, la vitesse d'agitation, la concentration de l'enzyme et l'acide phénolique. Le rendement de la bioconversion a augmenté de 62 à 77% lorsque l'activité thermodynamique de l'eau du mélange réactionnel de l'HGL a augmenté de 0.18 à 0.38. L'activité enzymatique maximale (178 nmol de PLs/g solide enzyme/min) a été obtenue lors de l'utilisation de 40 mg d'enzyme solide (400 PLU/mL de volume réactionnel) à 150 rpm. En utilisant les conditions réactionnelles optimales, la proportion de l'acide linolénique (C18:3 n-3) a augmenté significativement de 57% dans l'HGL à 75 et 64% dans les produit mono- et diacylglycerols phénoliques, respectivement. La production volumétrique (Pv) de la transésterification de l'HGL et de l'acide dihydroxyphényl acétique (ADHP) en milieu non organique a été 11 fois supérieure à celle obtenue dans le milieu organique. Par ailleurs, le rendement de la bioconversion de 61% a été obtenu lors de la transésterification de l'HFP et de l'acide dihydrocafféique (ADHC). L'optimisation de la synthèse enzymatique des lipides phénoliques a été étudiée en utilisant la méthodologie des surfaces de réponse (MSR), basée sur le factorielle quatre à cinq niveaux sur un plan composite centrale rotatif. Les conditions optimales de la réaction enzymatique ont été déterminées comme suit: 50.0ºC, 20.9 mM d'acide phénolique, 51.2 mg d'enzyme solide (512 PLU)/mL, vitesse de l'agitation 160 rpm, 0.5 de l'activité thermodynamique de l'eau et 3.45 mg de gel Silicate/mL. Le rendement de bioconversion maximum obtenu expérimentalement de 86.5% est très proche de la valeur prédite de 84.5%. Ceci démontre une bonne validation du model. Les résultats, en général, démontrent que la MSR peut être appliquée effectivement pour l'optimisation de la biosynthèse des phénols lipidiques en l'absence de solvant à partir de l'HFP et l'ADHC en utilisant la lipase comme biocatalyseur. Dans les conditions optimales, il y a eu une augmentation significative des proportions relatives des deux acides gras essentiels désirés. L'EPA (C20:5 n-3) dans l'HFP modifié a augmenté de 11.5% à 21.2, 20.7, 20.8, 20.1 et 19.8% dans les lipides dihydrocaffeoylates, 3,4-dihydroxyphenyl acetoylates, caffeoylates, feruloylates et sinapoylates, respectivement, alors que (DHA, C22:6 n-3) a augmenté de 12.0% à 21.4, 19.4, 27.5, 22.1 et 22.0%, respectivement. Les analyses de l'ionisation chimique à pression atmosphérique-spectroscopie de masse (APCI-MS) confirment la formation de six 3,4-dihydroxyphényl acetoylates et de six lipides dihydrocaffeoylates, à partir de la transésterification de l'HGL et de l'HFP avec l'ADHP et l'ADHC, respectivement. Les lipides phenoliques synthetisés ont demontré un pouvoir radicalaire, exprimé par le IC50, de 1.6 à 3.7-fois supérieure à celui des acides phénoliques correspondants, mais il était comparable à celui de α-tocophérol.
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Development of a novel biocatalytic approach for the synthesis of feruloylated glycosides by feruloyl esterase in selected multi-enzymatic extracts

Couto, Jessica January 2011 (has links)
Methyl ferulate and isolated feruloylated non-digestible oligosaccharides (NDOs) from sugar-beet pulp and wheat bran were used as substrates to evaluate the levels of feruloyl esterase (FAE) activity and substrate specificity of twenty multi-enzymatic preparations. The synthesis of feruloylated monosaccharides by FAEs expressed in the six best multi-enzymatic preparations from Bacillus spp. (Ceremix), Humicola spp. (Depol 740L), Aspergillus oryzae (Flavourzyme), Bacillus amyloliquefaciens (Multifect P 3000), Bacillus subtilis (RP-1), and Trichoderma reesei (Depol 670L) was investigated using a surfactant-less organic microemulsion system as reaction medium. The highest bioconversion yield of feruloylated arabinose (37%) and galactose (61%) was obtained using Multifect P 3000 and Depol 670L as biocatalysts, respectively, in n-hexane, 1-butanol and 3-(N-morpholino)ethanesulfonic acid (MES)–NaOH buffer reaction mixture (51:46:3, v/v/v). Using n-hexane, 2-butanone and MES–NaOH (51:46:3, v/v/v), Depol 670L resulted in the highest bioconversion yield of feruloylated xylose (37%). Feruloylated arabinose, galactose and xylose demonstrated potential antioxidant properties and their chemical structures were confirmed by APCI-MS. Depol 740L from Humicola spp. was enriched on FAE activity (2.5-fold) by ammonium sulfate precipitation. The enriched FAE extract exhibited the highest esterifying activity for the feruloylation of sucrose (13%) in n-hexane, 2-butanone and MES-NaOH (51:46:3, v/v/v). As compared to their corresponding ferulic acid, the feruloylated di- and NDOs demonstrated similar or higher potential antioxidant properties. By varying the media composition, the highest bioconversion yields were obtained in n-hexane, 2-butanone and MES-NaOH (log P of 1.8) using arabinobiose (8%), xylobiose (9%) and raffinose (11%) as glycoside substrates. However, using galactobiose as substrate, the highest bioconversion yield (27%) was obtained in n-hexane, 1,4-dioxane and MES-NaOH (log P of 1.6). RSM, based on a five level, four-factor central composite rotatable design revealed that enzyme amount and substrate molar ratio were the most important variables for the bioconversion yield of feruloylated raffinose. The optimum synthesis conditions were as follows: temperature of 35°C; ferulic acid to raffinose molar ratio of 3:1; water content of 3% (v/v); and enzyme amount of 345 enzymatic FAE units. The predicted value was 12.0% (119.7 μM) and the actual experimental value was 11.9% (119.4 μM). / Férulate de méthyle et les oligosaccharides non digestibles (ONDs) féruliques isolés de la pulpe de betterave et du son de blé ont été utilisés comme substrats afin d'évaluer les niveaux d'activité féruloyl estérase (FAE) et sa spécificité dans 20 préparations multi-enzymatiques. La synthèse de monosaccharides féruliques par les FAEs exprimées dans les six meilleures préparations de Bacillus spp. (Ceremix), Humicola spp. (Depol 740L), Aspergillus oryzae (Flavourzyme), Bacillus amyloliquefaciens (Multifect P 3000), Bacillus subtilis (RP-1), et de Trichoderma reesei (Depol 670L) a été étudiée en utilisant un système de microémulsion sans surfactants comme milieu réactionnel. Les rendements les plus élevés d'arabinose (37%) et de galactose (61%) féruliques ont été obtenus en utilisant, respectivement, Multifect P 3000 et Depol 670L comme biocatalyseurs et le mélange n-hexane, 1-butanol et acide 3-(N-morpholino) éthane-sulfonique (MES)-NaOH (51:46:3, v/v/v) comme milieu réactionnel. En utilisant n-hexane, 2-butanone et MES-NaOH, Depol 670L démontrait le meilleur rendement de bioconversion de xylose férulique (37%). L'arabinose, galactose et xylose féruliques ont démontré des propriétés antioxydant potentielles et leurs structures chimiques ont été confirmées par APCI-MS. Depol 740L a été enrichie par l'activité FAE (2,5 fois) par précipitation au sulfate d'ammonium. L'extrait FAE enrichi a démontré une activité d'estérification élevée pour la féruloylation du saccharose (13%) dans le mélange n-hexane, 2-butanone et MES-NaOH. Par rapport à l'acide férulique, les di- et ONDs féruliques ont démontré des propriétés antioxydant similaires ou supérieures. En faisant varier la composition du milieu réactionnel, les rendements les plus élevés ont été obtenus dans n-hexane, 2-butanone et MES-NaOH (log P 1,8) en utilisant arabinobiose (8%), xylobiose (9%) et raffinose (11%) comme substrat glycosidique. Mais, en utilisant galactobiose, le meilleur rendement (27%) a été obtenu dans n-hexane, 1,4-dioxane et MES-NaOH (log P 1,6). RSM, basée sur un composite central rotatif de 5 niveaux et 4 facteurs a démontré que la quantité d'enzyme et le rapport molaire des substrats (acide férulique:raffinose) étaient les variables les plus importantes pour le rendement de raffinose férulique. Les conditions de synthèse optimales ont été déterminées comme suite: T 35°C; rapport molaire des substrats 3:1; teneur en eau 3% (v/v); et quantité d'enzyme 345 unités FAE. La valeur prédite a été 12% (119.7 μM) et la valeur réelle expérimentale a été 11.9% (119.4 μM).
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Casein-phenolic interactions in food

Zhou, Shuting January 2011 (has links)
Protein-phenolic interactions are common in foods with reported effects on nutritional and functional properties of foods. The objectives of this research were to investigate the casein-phenolic acid interactions in a model system and in chocolate as a processed food product. Casein-phenolic acid interactions were induced by heat incubation of casein with protocatechuic acid or p-coumaric acid at 55 ℃ (pH 7, 2 h); caseins were isolated from milk chocolate and white chocolate by precipitating caseins at its isoelectric point (pH 4.6). Casein-phenolic complexes were identified using polyacrylamide gel electrophoresis (Native- and SDS-PAGE) and reversed-phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC). Degree of hydrolysis of casein-phenolic complexes was investigated using tryptic hydrolysis; sodium dodecyl sulfate gel electrophoresis (SDS-PAGE) and reversed-phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC) were used to identify the hydrolysates of casein-phenolic complexes. Total phenolic contents of original and defatted milk chocolate and casein isolated from milk chocolate (1.905, 1.644 and 1.018 mg/g respectively) were higher than those of original and defatted white chocolate and casein isolated from white chocolate (1.678, 0.723 and 0.000 mg/g respectively) respectively. Native- and SDS-PAGE results revealed that casein-phenolic interactions were induced by heat incubation and occurred during the processing of milk chocolate; minor changes in the migration of casein fractions and aggregation of casein subunits were observed after heat incubation of casein with protocatechuic acid and in casein isolated from milk chocolate; there is no observed change with Native- and SDS-PAGE electropherograms after casein incubated with p-coumaric acid and in casein isolated from white chocolate. In vitro hydrolysis of casein control (C), casein-protocatechuic acid complex (CPA), casein-p-coumaric acid complex (CCA), casein isolated from milk chocolate (CMC) and casein isolated from white chocolate (CWC) by trypsin showed degree of hydrolysis of 19.3 %, 18.6 %, 17.7 %, 10.4 % and 17.8 % respectively; SDS-PAGE revealed that the three major casein fractions α-, β- and κ-caseins in casein control, casein-protocatechuic acid complex, casein-p-coumaric acid complex and casein isolated from milk chocolate and white chocolate were hydrolyzed. Both protocatechuic acid and p-coumaric acid affected the peptide profiles of casein hydrolysates; the peptide profile of casein isolated from milk chocolate was affected by phenolic compounds. / Les interactions protéine-phénols sont courantes dans les aliments. Les études rapportent que ces interactions affectent les propriétés nutritionnelles et fonctionnelles des aliments. Les objectifs de cette recherche étaient d'étudier les interactions caséine-acides phénols dans un système modèle et dans un produit transformé à base de chocolat. Les interactions caséine-acides phénols ont été induites par la chaleur suite à une incubation de la caséine avec de l'acide protocatéchique ou de l'acide p-coumarique à 55 ℃ (pH 7, 2 h); les caséines ont été isolés du chocolat au lait et chocolat blanc en précipitant les caséines à son point isoélectrique (pH 4,6). Les complexes à base de caséine-phénolique ont été identifiés par électrophorèse en gel de polyacrylamide (non dénaturante et SDS-PAGE) et par la chromatographie en phase liquide à haute performance en phase inversée (CLHP-PI). Le degré d'hydrolyse des complexes caséine-phénoliques a été étudié par hydrolyse tryptique; l'électrophorèse en gel de polyacrylamide contenant du laurylsulfate de sodium (SDS-PAGE) et la chromatographie en phase liquide à haute performance en phase inversée (CLHP-PI) ont servi à identifier les hydrolysats des complexes à base de caséine-phénolique. Le contenu en phénols totaux du chocolat au lait d'origine et sans gras et de la caséine isolée de chocolat au lait (1,905, 1,644 et 1,018 mg / g respectivement) était plus élevé que celui du chocolat blanc original et sans gras et de la caséine isolée de chocolat blanc (1.678, 0.723 et 0,000 mg / g respectivement), respectivement. Les résultats de la chromatographie non dénaturante et SDS-PAGE ont révélé que les interactions caséine-phénols ont été induites par une incubation à la chaleur et sont survenues pendant le procédé du chocolat au lait; des changements mineurs dans la migration des fractions de caséine et de l'agrégation de sous-unités de caséine ont été observés après une incubation à la chaleur de la caséine avec de l'acide protocatéchique et dans la caséine isolée de chocolat au lait; il n'y a pas de changement observé avec les électrophérogrammes non dénaturante et SDS-PAGE après que la caséine ait été incubée avec de l'acide p-coumarique ni avec la caséine isolée à partir de chocolat blanc. L'hydrolyse in vitro de la caséine de contrôle (C), du complexe caséine-acide protocatéchique (CPA), du complexe caséine-acide p-coumarique (CCA), de la caséine isolée du chocolat au lait (CMC) et de la caséine isolée du chocolat blanc (CWC) par la trypsine ont montré un degré d'hydrolyse de 19,3%, 18,6%, 17,7%, 10,4% et 17,8% respectivement; SDS-PAGE a révélé que les trois principales fractions de caséine α-, β- et κ-caséine dans la caséine contrôle, le complexe caséine-acide protocatéchique, le complexe caséine-acide p-coumarique et la caséine isolée du chocolat au lait et du chocolat blanc ont été hydrolysées. L'acide protocatéchique et l'acide p-coumarique ont affecté le profil en peptides de la caséine; le profil en peptides de la caséine isolée de chocolat au lait a été affecté par les composés phénoliques.
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Supplementation of beverage, yogurt and probiotic fermented milk with lentil flour and pea flour and study of the microbial, physical and sensory properties of supplemented products after production during storage

Zare, Fatemeh January 2011 (has links)
1-4% of pulse fractions including pea protein and fiber, chickpea and lentil flour as well as soy flour and protein concentrate were selected and characterized. As preliminary results the functional properties of pulse ingredients are varied upon their protein content and pH of the food carrier. Orange juice, apple juice, yogurt and two probiotic fermented milk were selected for supplementation. 1% and 2% pulse fractions gave comparable results in terms of turbidity, cloud and visual stability, color and sensory attributes for both orange and apple juices beverages. All supplements improved the acidification rate of yogurt and probiotic cultures, but the highest effects were obtained with probiotic supplementation with lentil and soy flour. As for the main study, skim milk (9.5 % w/v solid content) was supplemented with 1-3% (w/v) lentil flour, pea flour or skim milk powder and they were inoculated with yogurt starter cultures or probiotic (L. rhamnosus). Acid production during the fermentation, the pH, syneresis, color, rheological properties (dynamic oscillation temperature sweep test at 4-50 ˚C), and sensory properties (only for yogurt) were studied after production and 28 days of refrigerated storage.1-3% lentil and pea flour enhanced acid production during yogurt fermentation, but the microbial population (CFU) of both S. thermophilus and L. bulgaricus were in the same range in all lentil and pea flour and skim milk supplemented yogurts, after production. Pea flour supplementation enhanced survival of L. bulgaricus after storage. The pH decreased from 4.5 to 4.1 in lentil flour and from 4.5 to 3.75 in pea flour supplemented yogurts, after 28 days. Syneresis in 1-2% lentil and pea flour supplemented yogurts was higher than other samples. In lentil supplemented yogurts, "a" and "L" values did not significantly differ in all samples and remained constant after 28 days whereas, "b" value increased as a result of supplementation. Pea flour supplementation did not alter redness or greenness of yogurts, but the yellowness was significantly higher than other yogurts. Yogurt with 3% lentil and pea flour had higher storage (G΄) and loss (G˝) moduli in comparison with samples supplemented with 1-3% skim milk and the control yogurt. 1-2% lentil and pea flour supplemented yogurt showed comparable sensory properties in comparison with 1-2% skim milk supplemented and control samples.1-3% lentil and pea flour enhanced acid production during probiotic fermentation, and the CFU's of L. rhamnosus were comparable with non-supplemented control sample after production. After 28 days, the CFU`s of 2% and 3% lentil supplemented probiotic were as high as 1% skim milk supplemented sample and the CFU`s of 3% pea flour supplemented probiotic was the highest followed by 3-2% skim milk and 1-2% pea flour supplemented samples. The pH decreased from 4.50 to 3.90 for lentil flour supplemented probiotics and from 4.50 to 4.04 for pea flour supplemented probiotics, over 28 days. Syneresis in 1-3% lentil and pea flour supplemented probiotic was significantly lower than other samples. All lentil flour supplemented samples had significantly lower "L" values and higher "b" and "a" values in comparison with skim milk supplemented samples. Pea flour supplementation slightly changed the color which was not as light as skim milk supplemented samples and they showed more yellowness in final product after production and storage. Probiotic fermented milk with 1-3% lentil and pea flour showed higher G΄ and G˝ in comparison with other samples. / Des légumineuses tels que des protéines et fibres de pois, farine de pois chiche, de lentille et de soja ont été sélectionnées et caractérisés. Des résultats préliminaires ont montré que des propriétés fonctionnelles ont variés en fonction de la teneur en protéines et du pH des légumineuses employées. Du jus d'orange et de pomme, du yogourt et deux laits fermentés à l'aide de probiotiques ont été supplémentés avec les différentes légumineuses à des taux de 1 à 4%. Les supplémentations à 1 et 2% ont donné des résultats comparables en termes de turbidité, de stabilité, de couleur et d'attributs sensoriels pour les jus d'orange et de pomme. L'addition de légumineuse a permis d'avoir une acidification plus rapide dans les yaourts et les cultures probiotiques, mais le effet le plus important a été obtenu avec farine de lentilles et le soja dans les cultures probiotiques. Comme précédemment, des laits écrémés (9,5% p/v) ont été supplémentés avec 1-3% (p/v) de farine de lentilles, de pois ou de poudre de lait écrémé. Ils ont été inoculés avec des cultures de yogourt, des probiotiques (L.rhamnosus). La production d'acide lors de la fermentation, le pH, la synérèse, la couleur, les propriétés rhéologiques (essai dynamique balayer oscillation de température à 40-50˚C), et les propriétés sensorielles (uniquement pour les yogourts) ont été étudiés après la production et durant 28 jours d'entreposage frigorifique. 1-3% de farine de lentilles ou de pois ont amélioré la production d'acide pendant la fermentation du yogourt, mais les UFC ont les même compte pour les laits suppléments que pour les témoins (lait écrémé). Il est a noter que L. bulgaricus avaient un meilleur taux de survie au jour 28 avec une supplémentation en farine de pois. La diminution du pH dans les yogourts est de 4,5 à 4,1 avec la farine de lentille et de 4,5 à 3,75 avec farine de pois, après 28 jours. La synérèse pour les yogourts supplémentés à 1 et 2% avec de la farine de lentille ou de pois était supérieure d'autres échantillons. Lorsque le taux de supplémentation augmente en farine de lentille ou de pois, il n'y a pas de différence significative pour les valeurs de a alors que la valeur b a augmenté en fonction de la supplémentation.Les yogourts faits de 1 a 3 % farine de lentilles et de pois 1 3% avaient un module élastique (G') et un module visqueux (G˝) plus élevés que les échantillons supplémentés en lait écrémé et que les témoins. Les Yogourts avec 1 à 2% de farine de lentilles et de pois possèdent des propriétés sensorielles comparable a celles des yogourts faits avec 1 a 2% de lait écrémé et celles des témoins. 1-3% de farine de lentilles ou de pois dans des laits avec probiotiques ont amélioré la production d'acide pendant la fermentation, et les UFC de L rhamnosus étaient comparable a ceux des témoins (lait écrémé) après production. Après 28 jours, les UFC pour les échantillons supplémentés avec 2 et 3% de farine de lentille étaient aussi élevées que ceux supplémentés avec 1% de lait écrème et les UFC pour les échantillons supplémentés avec 3% de farine de pois étaient plus élevées que ceux de tous les autres échantillons. Durant les 28 jours de production le pH diminue dans les laits probiotiques contenant de la farine de lentille de 4,50 à 3,90 et pour ceux contenant de la farine de pois de 4,50 à 4,04. La synérèse dans laits probiotiques avec 1 à 3% de farine de lentilles ou de pois a été significativement plus faible que les autres échantillons. Tous les échantillons contenant de farine de lentilles avaient significativement une valeur de L plus bas et des valeurs de b et a plus élevés en comparaison aux échantillons supplémentés en lait écrémé. L'addition de farine de pois a entraîné une modification de couleur b.Les laits probiotiques supplémentés avec 1 a 3 % de farine de lentilles et de pois ont des valeurs de G' et G˝ supérieures aux autres échantillons.
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Modeling of grain dryers: thin layers to deep beds

Díaz Martinez, Jorge January 2012 (has links)
In order to store grain safely, it has to be dried; however, this process consumes large amounts of energy. Traditionally, grain is dried in small amounts using natural air, but now a days, agro industry requires to dry large amounts of grain in a short time. Burning the fossil fuels is the main energy source for drying grains, resulting in a polluting and expensive process. The use of alternative energy sources, biomass or sun, is not commonly used because they are neither reliable nor cheap. Heat pumps and microwaves are other ways to reduce the energy consumption in the drying process; however, the initial investment is higher. Moreover, they use electricity which is several times more expensive than thermal energy from fossil fuels depending on the location and the mode of energy conversion to electricity.The energy consumed for drying grains is mainly used in three process steps: warming up of the grain, evaporating water, and heating the humid air. In order to make the drying process really efficient, it is necessary to recover the energy from these three steps, or to extract the water in liquid form from the kernel. However, developing these alternatives has taken several decades. Meanwhile, it is important to improve the performance of the present dryers. In the present study, a predictive mathematical model, based on the process thermodynamics, was developed to simulate the drying kinetics of grains. The model describes how the grain and air conditions change during the drying process. It allowed to measure the impacts of process parameters such as: ambient air temperature and humidity, initial grain moisture, bed depth, and drying air flow and temperature on the performance of the drying process. The model permitted to develop control strategies to increase process performance, to reduce drying time and minimize energy consumption. / Afin d'assurer leur conservation, les grains fraîchement récoltés doivent être séchés avant l'entreposage. Autrefois, les grains étaient séchés en petites quantités en faisant circuler de l'air ambiant. De nos jours, les entreprises agricoles doivent sécher des quantités phénoménales de grains dans de très cours laps de temps et ce processus consomme de grandes quantités d'énergie. Dans les pays industrialisés, les combustibles fossiles sont la principale source d'énergie pour le séchage des grains. Malheureusement, c'est un processus polluant et coûteux. L'utilisation de sources d'énergie alternatives comme les biomasses ou l'énergie solaire ne sont que rarement utilisés parce qu'ils ne sont pas assez fiables ou plus coûteux. Des travaux de recherche ont démontré qu'il était possible de sécher les grains à l'aide de pompes à chaleur ou avec des micro-ondes. Toutefois, leur utilisation à l'échelle commerciale n'est pas présentement économique. De plus, ces technologies demandent de grandes quantités d'énergie électrique qui est plus souvent qu'autrement issue de l'énergie thermique produite à partir de combustibles fossiles.L'énergie utilisée pour le séchage des grains permet de les réchauffer et d'en extraire l'humidité sous forme de vapeur. L'énergie s'échappe du séchoir sous forme d'air chaud et humide. Il est possible d'accroître l'efficacité des séchoirs à grain en récupérant une partie de cette énergie et en développant des modèles mathématiques permettant de mieux comprendre et de mieux contrôler le processus de séchage.Dans la présente étude, un modèle mathématique pour simuler la cinétique de séchage de grains a été élaboré et validé. Le modèle prend en charge la température et la teneur en eau de l'air ambiant, la nature et le débit du grain, le taux initial d'humidité du grain, la profondeur de la couche, la température et le débit d'air de chauffage, et la source d'énergie. Le modèle a permis d'évaluer les effets des paramètres du procédé sur la cinétique de séchage des grains et sur la consommation d'énergie. Les résultats obtenus ont permis de développer de nouvelles stratégies de contrôle afin d'améliorer la performance du procédé, de réduire les temps de séchage et de minimiser la consommation d'énergie.
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Effect of composite edible coatings and abiotic stress on post harvest quality of fruits

Narayanapurapu, Phani Tej Raghav January 2012 (has links)
The post-harvest quality of perishable produce changes rapidly due to the accelerated rate of respiration, transpiration and ripening. The objective of this study was to determine the effect of pectin and alginate based composite coatings on the shelf life extension of cherry tomatoes and to study the effect of an abiotic stress on enhancing antioxidant properties of cranberries. Two composite coating formulations were evaluated, a pectin based formulation with 3% pectin, 1.35% sorbitol, 1.2% bees wax and 0.36% monoglycerides, and an alginate based formulation with 2% alginate, 1.35% sorbitol, 1.2% bees wax and 0.36% monoglycerides. Whole cherry tomatoes were coated with one of the composite coatings and air dried at room temperature for a period of 3 h, transferred to preformed plastic containers and stored at selected temperatures (4, 12 and 24°C) along with a control. Alginate coated cherry tomatoes were additionally dipped in 2% CaCl2 before drying to enhance film formation. Several quality parameters of the fruit - weight loss, respiration rate, color, texture, total soluble solids, titratable acidity, pH and total polyphenols were evaluated during selected time intervals. The control had a shelf life of 12, 15 and 18 days, at 24, 12 and 4°C, respectively, whereas both pectin and alginate coated samples had a respective shelf a life of 15, 18 and 21 days at 24, 12 and 4°C respectively demonstrating a 17-25% shelf-life enhancement. Overall, pectin coated cherry tomatoes had better quality in terms than alginate coated samples, both being better than control. Cranberry fruits were subjected to abiotic stress in hot water at 40, 50 and 60°C for 1-10 min and evaluated for enhanced anti-oxidant properties. Treated fruits were removed from the hot water, drained, air dried, packed in plastic containers and stored at 4°C for 24 h allowing the fruits to relax/repair the stress damage. Total polyphenols, color and texture changes were evaluated. The hot water hormesis treatment at 60°C for 1 min resulted in an increment of the total polyphenols from 120 mg (control) to 258 mg and also showed the maximum color difference (ΔE) of 12.8 likely because of the accumulation of polyphenols. Samples treated for 1 min at 40°C also improved the firmness of the fruit. Hence hot water hormesis shows the potential to enhance the nutritive values of the fruits which can be applied at commercial level to improve the marketability of the fresh produce. / La qualité des produits post-récoltes change rapidement due à la vitesse accélérée de la respiration, de la transpiration, et de la maturation. Le but de ce travail était de déterminer l'effet d un enrobage , formé de pectine et d'alginate, sur l'extension de la durée de conservation des tomates cerises et d'étudier l'effet d'un stress abiotique sur l'amélioration des propriétés antioxydantes des canneberges. Deux formulations d' enrobages ont été évaluées : une formulation à base de pectine avec 3% de pectine, 1,35% de sorbitol, 1,2% de cire d'abeille et 0,36% de monoglycérides, et une formulation à base d'alginate avec 2% d'alginate, 1,35% de sorbitol, 1,2% de cire d'abeille et 0,36% de monoglycérides. Des tomates cerises entières ont été enrobées avec une des enrobages composés et ont été séchées à l'aire à température ambiante pour un durée de 3 heures. Les tomates cerises enrobées d'alginate ont été trempées dans 2% CaCl2 avant l'étape du séchage pour améliorer la formation de la pellicule. Ensuite, elles ont été transférées dans des contenants en plastiques et ont été conservées à des températures sélectionnées (4, 12 et 24°C) accompagnées d'un échantillon témoin. Plusieurs paramètres démontrant la qualité du fruit – la perte de poids, le taux de respiration, la couleur, la texture, la quantité totale des solides solubles, l'acidité titratable, le pH et la quantité de polyphénols - ont été evalués durant les intervalles sélectionnés. L'échantillon témoin avait une durée de conservation de 12, 15 et 18 jours, à 24, 12, et 4°C, respectivement, tandis que les échantillons enrobés de pectine et d'alginate avait une durée de conservation de 15, 18, et 21 jours à 24, 12 et 4°C respectivement. Ce qui démontre une amélioration de 17-25% en durée de conservation. En général, les tomates cerises enrobées de pectine avaient une meilleur qualité que les échantillons enrobés d'alginate, et les deux formes d'enrobages ont donnés de meilleurs résultats que les échantillon témoins. Des canneberges fraiches ont été assujetties à un stress abiotique dans l'eau chaude à 40, 50 et 60 °C pour 1-10 minutes et ont été évaluées pour leurs propriétés antioxydantes. Les fruits qui ont été traités ont été enlevés du bain d'eau chaude, ont été séchés à l'air, ont été rangés dans des contenants plastiques et ont été conservés à 4°C pour une durée de 24 heures permettant aux fruits de relaxer/réparer les dommages dus au stresse. La quantité des polyphénols, et le changement de couleur et de texture ont été évalués. L'effet d'hormèse induit avec le traitement d'eau chaude à 60°C pour une minute a donné une augmentation de la quantité de polyphénols de 120 mg (le control) à 258 mg et a aussi démontré un changement de couleur maximal (ΔE) de 12.8 qui est probablement causé par l'accumulation de polyphénols. Les échantillons traités pour une minute à 40°C ont été aussi améliorés en termes de la fermeté du fruit. Par conséquent, l'effet d'hormèse induit avec le traitement d'eau chaude démontre son potentiel pour améliorer les valeurs nutritives des fruits pouvant s'appliquer au niveau commercial pour augmenter la commercialisation des fruits et légumes frais.

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