Orientador: Daniel Barrera Arellano / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-09T03:51:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cruz_CarlaLeadeCamargoVianna_D.pdf: 616206 bytes, checksum: 98da89ebbff6356a40ef492ce249aa2f (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Os monoacilgliceróis acetilados (MGA) são produtos de alto valor agregado utilizados em coberturas ou filmes comestíveis, gomas de mascar e produtos farmacêuticos entre outros. Esses são usualmente produzidos através de interesterificação química na presença de catalisadores ácidos ou básicos sob alta temperatura, acima de 200°C, consumindo grande quantidade de energia e produzindo compostos indesejáveis no produto. Além disso, há necessidade de se realizar uma destilação molecular para purificar o produto. A interesterificação enzimática ocorre em condições mais suaves eliminando tais problemas e o processo de purificação pode ser uma destilação simples. Este estudo apresenta um processo de obtenção de MGA via enzimática através de reação de interesterificação, e subseqüente destilação. Foram realizados testes para selecionar os substratos e via de processo com ácido oléico, óleo de soja e gordura parcialmente hidrogenada de soja esterificados com triacetina em diferentes proporções. Foram testadas quatro enzimas diferentes Lipozyme TL 100L, Lipozyme IM, Lipozyme RM IM e Lipozyme TL IM. Após seleção da enzima (Lipozyme TL IM) e substrato (gordura parcialmente hidrogenada) foi realizada a otimização utilizando um desenho experimental fatorial completo 23, totalizando 17 ensaios, sendo 3 pontos centrais e 6 axiais. As variáveis independentes foram: tempo (h), temperatura (°C) e quantidade da enzima (% em relação ao total dos substratos). As variáveis dependentes: rendimento de MGA (%) e relação diacilglicerol/monoacilglicerol, foram determinadas por HPSEC (High Performance Size Exclusion Chromatography). A faixa ótima encontrada foi: 6 horas, 65°C e 4% de enzima em relação ao total de substratos. Nestas condições foi possível produzir MGA em concentrações até 85% após destilação. Testes de reutilização da enzima, com 0,4% de enzima nova adicionados em cada ciclo indicam que após 6 ciclos essa mantém alta atividade. O produto purificado apresentou características similares ao produto comercial / Abstract: Acetylated monoacylglycerols (AMG) are high added value products used in coatings or edible films, bubble gums, pharmaceutical products and others. They are usually produced through chemical interesterification, in the presence of acid or basic catalysts at high temperatures (above 200°C), causing high energy demands, producing undesirable by-products and requiring molecular distillation to purify the product. Enzymatic interesterification occurs in mild conditions, eliminating such problems, and the purification process can be a simple distillation. This study presents an enzymatic process to obtain AMG through the interesterification reaction and subsequent distillation. Trials were carried out to select the substrates and process path using oleic acid, soy oil and partially hydrogenated soy fat, esterified with triacetin in different proportions (1:1.5 and 1:3). Four different enzymes were tested: Lipozyme TL 100L, Lipozyme IM, Lipozyme RM and Lipozyme TL IM. After the selection of the enzyme (Lipozyme TL IM) and the substrate (partially hydrogenated fat), the optimization of the reaction was studied using a 23 complete factorial experimental design, totalizing 17 assays, including 3 central and 6 axial points. The independent variables were: time (h), temperature (°C) and quantity of enzyme (% of total substrates). The dependent variables were: AMG yield (%) and diacylglycerol/monoacylglycerol ratio, analyzed through HPSEC (High Performance Size Exclusion Chromatography). The optimal condition found was 6 hours, 65°C and 4% enzyme with respect to total substrates. Under these conditions, it was possible to produce AMG in concentrations of up to 85% after distillation. Enzyme reutilization trials, adding 0.4% new enzyme to each cycle, indicate that, after 6 cycles, high enzyme activity is maintained. The purified product presented characteristics similar to the commercial product / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientadores: Gabriela Alves Macedo, Ana Paula Badan Ribeiro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-25T18:56:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Speranza_Paula_D.pdf: 7220198 bytes, checksum: 8b6f66b900cc6f1b3afb59b799b23584 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Este trabalho teve como objetivos produzir, caracterizar e avaliar as propriedades antimicrobianas de bases lipídicas interesterificadas produzidas com óleos e gorduras da Amazônia utilizando diferentes lipases. No trabalho foram utilizadas duas misturas de óleo e gordura da Amazônia para a produção das bases lipídicas, sendo a primeira delas composta pelo óleo de buriti e a gordura de murumuru e a segunda composta pelo óleo de patauá e a estearina de palma. As reações de interesterificação foram catalizadas por duas lipases em três sistemas enzimáticos diferentes: lipase comercial Lipozyme TL-IM (Novozymes), lipase do micro-organismo Rhizopus sp. e a mistura de ambas as enzimas (comercial + Rhizopus sp.). Em ambas as misturas, os lipídios produzidos apresentaram diferentes características dependendo da enzima utilizada. Na mistura buriti: murumuru, a lipase de Rhizopus sp., além de ser específica pelas posições sn-1,3 do triacilglicerol, foi específica para o tipo de ácido graxo (insaturado). A lipase comercial foi específica apenas pelo tipo de ácido graxo (insaturado), enquanto que a utilização de ambas as enzimas não apresentou efeito sinérgico nesta mistura, os resultados obtidos foram intermediários aos obtidos com as enzimas individualmente. Na mistura patauá: estearina de palma, a lipase de Rhizopus sp. foi específica para o tipo de ácido graxo (insaturados), enquanto que a lipase comercial não demonstrou específicidade para esta mistura. No sistema catalisado por ambas as enzimas também não foi observado efeito sinérgico; os resultdos obtidos foram similiares aos obtidos com a enzima de Rhizopus sp. Para ambas as misturas, com os três sistemas enzimáticos, houve redução nos triacilglceróis trisaturados e tri-insaturados após as reações, com a formação de bases lipídicas predominantemente mono e di-insaturados. Estes lipídios formados mantiveram a concentração elevada de tocoferóis, carotenos e fenóis, indicando que a reação não influenciou na concentração dos compostos minoritários. Na avaliação antimicrobiana, as misturas antes e após a interesterificação foram emulsificadas, produzindo diferentes respostas. Emulsões produzidas com os lipídios interesterificados apresentaram menor tamanho de partícula e maior potencial antimicrobiano, exibindo efeito bactericida; emulsões produzidas com as misturas não-interesterificadas, apresentaram maior tamanho de partícula e menor potencial antimicrobiano, exibindo efeito bacteriostático. Portanto, as lipases foram capazes de catalisar as reações de interesterificação entre os óleos da Amazônia, indicando o potencial destes catalisadores nestas reações. As frações lipídicas obtidas apresentaram atividade antimicrobiana, o que abre precedentes para que estudos biológicos mais aprofundados sejam realizados / Abstract: This study aimed to produce, characterize and evaluate the antimicrobial properties of interesterified Amazonian oils produced by different lipases. Two blends of Amazonian oils were subjected to enzymatic interesterification: the first one was composed by buriti oil and murumuru fat and the second one was composed by patauá oil and palm stearin. The interesterification reactions were catalyzed by two microbial lipases in three different enzymatic systems: one with a commercial lipase Lipozyme-TL-IM (Novozymes); a second with a lipase from the microorganism Rhizopus sp.; and the third with a mixture of both lipases (commercial and Rhizopus sp.). In both blends, depending on the enzyme used, the lipids produced presented different characteristics. In the buriti: murumuru blend, the lipase from Rhizopus sp. besides being specific for the sn-1,3 positions of triacylglycerol was specific for the type of fatty acids (unsaturated). The commercial lipase was specific only for the type of fatty acids (unsaturated), while the use of both enzymes showed no synergistic effect in this blend; the results were intermediate to those obtained with the individual enzymes. In the patauá: palm stearin blend, the lipase from Rhizopus sp. is specific for the type of fatty acid (unsaturated), while commercial lipase showed no specificity to this blend. In the system with both enzymes no synergistic effect was also observed; the results obtained were similiar to those obtained using only the enzyme from Rhizopus sp. In both blends, with the three enzymatic systems, there was a reduction in the proportions of triacylglycerols of the types trisaturated and tri-unsaturated after the reactions, with the formation of predominantly mono -and di- unsaturated lipids. These lipids produced maintained the high concentration of tocopherols, carotenoids and phenolics, indicating that the reaction did not influence the concentration of minor compounds. In the antimicrobial evaluation, the blends before and after interesterification were emulsified, producing different responses. Emulsions produced with interesterified lipids showed lower droplet size and higher antimicrobial activity (bactericidal effect); emulsions produced with non-interesterified blends showed larger droplet size and lower antimicrobial activity (bacteriostatic effect). Therefore, lipases were able to catalyze the interesterification reactions between Amazonian oils, indicating the potential of these catalysts in these reactions. Lipids obtained showed antimicrobial activity, which encourages more detailed biological studies / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutora em Ciência de Alimentos

Orientador: Juliana Alves Macedo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-27T14:49:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Falcao_AndreadeOliveira_M.pdf: 1463035 bytes, checksum: 9854047b99b1a1d8ed36dc6246a189d5 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: No Brasil, especialmente na Amazônia, a variedade de óleos vegetais pouco explorados, com excelentes propriedades nutricionais, vem atraindo o interesse de pesquisadores para o potencial biológico destes óleos. Somado a isto, há o crescente interesse da indústria alimentícia na obtenção de lipídios estruturados, com melhores propriedades fisíco-químicas e nutricionais. A interesterificação enzimática é usada na reestruturação dos triacilgliceróis, induzindo a troca dos ácidos graxos na estrutura do glicerol. O uso de lipases, em reações de interesterificação tem apresentado resultados positivos na síntese de gorduras zero-trans e também de produtos de alto valor agregado, como substitutos de gordura de leite materno e manteiga de cacau. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial biológico, através da determinação dos compostos minoritários e da capacidade antioxidante, dos óleos amazônicos de buriti e murumuru, da mistura destes e dos novos lipídios estruturados, gerados pelo processo de interesterificação em três sistemas enzimáticos diferentes: com lipase não comercial, produzida por fermentação em estado sólifo do microorganismo Rhizopus sp.; com lipase comercial Lipozyme TL-IM (NOVOZYME®); com a adição das duas lipases concomitantemente. Os resultados mostraram o óleo de buriti como fonte de carotenos e tocoferóis, sem efeitos citotóxicos e de boa capacidade antioxidante, sendo superior à gordura de murumuru em todos estes quesitos. A reação de interesterificação enzimática originou lipídios estruturados ricos em carotenos e tocoferóis, mantendo as caracteristicas do óleo original. A capacidade antioxidante dos lipídios estruturados, em relação à simples mistura foi preservada ou melhorada de acordo com a lipase utilizada. As análises in vitro mostram os lipídios estruturados como substâncias capazes de modular a atividade das enzimas antioxidantes, podendo atuar no combate ao estresse oxidativo / Abstract: In Brazil, especially in the Amazon, the variety of underexploited vegetable oils with excellent nutritional properties, have attracted interest in the study of the biological potential of these oils. Added to this, there is growing interest in the food industry in obtaining structured lipids, with better physical chemical and nutritional properties. Enzymatic interesterification is used in restructuring triglycerides, inducing exchange of fatty acid in the glycerol structure. The use of lipases in interesterification reactions, has shown positive results in the synthesis of zero-trans fats as well as high value-added products, as a substitute for breast milk fat and cocoa butter. The objective of this study was to assess the biological potential, by determining the minor compounds and antioxidant capacity of the Amazonian oils buriti and murumuru, and new structured lipids, generated from the interesterified blends in three different enzyme systems: for non-commercial lipase produced through fermentation by Rhizopus sp in solid form, with commercial lipase (NOVOZYME®), with the concomitant addition of the two lipases. And, to the simple mixture of oil and fat. The mixtures were composed by Buriti oil combined with murumuru fat. The results show the Buriti oil as a source of carotenes and tocopherols without cytotoxic effects and good antioxidant capacity, is better than the fat murumuru on all these points. The reaction of enzymatic interesterification originated structured lipids rich in carotenes and tocopherols, keeping the characteristics of the original oil. The antioxidant activity of structured lipids has been preserved or enhanced according to the lipase used. The in vitro assays show the structured lipids as substances capable of modulating the activity of antioxidant enzymes and may act to combat oxidative stress / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestra em Alimentos e Nutrição

Orientador: Lireny Aparecida Guaraldo Gonçalves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-05T16:44:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moura_JulianaMariaLeiteNobregade_D.pdf: 12204260 bytes, checksum: 81d1e3e2a50ff11707866a644a4ad381 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Lipídios estruturados específicos (LE) constituem uma fonte lipídica de elevado valor nutricional em função das modificações ocorridas em sua composição e distribuição específica de ácidos graxos na molécula do glicerol, visando aplicações médicas, nutricionais e alimentícias. Este trabalho teve como objetivo a obtenção enzimática de LE a partir da interesterificação entre triacilgliceróis de cadeia média (TCM) e ésteres etílicos de ácidos graxos de cadeia longa (EEAGCL), aplicando a tecnologia de membranas, associada ou não à tecnologia de fluido supercrítico, durante a síntese e/ou purificação dos LE. As condições de obtenção dos EEAGCL, utilizados como substratos na obtenção dos LE, foram otimizadas através de planejamento experimental 23. Obteve-se taxa de conversão máxima de 95%, a 40°C, 1% de NaOH, 36% de etanol anidro, tempo de reação de 5 minutos e agitação de 600 rpm. Parâmetros reacionais como, diferentes valores de atividade de água (aw), uso de peneira molecular (10%p/p), razão molar de substratos de 1:2 e 1:4 (TCM/EEAGCL) e diferentes enzimas (Lipozyme TL 1Me RM 1M)foram avaliados na cinética de interesterificação do LE em reator por batelada, a 60°C. Verificou-se maior cinética para a enzima Lipozyme TL 1M,para aw entre 0,30 - 0,43 e razão molar de 1:4. O uso de peneira molecular (10% p/p) conferiu discreto aumento na incorporação de EEAGCL nos TCM. No sistema de reator de interesterificação piloto foram avaliados o efeito do condicionamento da enzima na mistura reacional (TCM + EEAGCL) e a influência da razão molar de substratos. A enzima agindo com aw original (0,33) conferiu maior incorporação quando comparada com a enzima previamente condicionada na mistura reacional, para 30 horas de reação, 67 e 48%, respectivamente. Quando se passou a razão molar dos substratos de 1:3 para 1:4 houve aumento no percentual de incorporação e o tempo necessário para a incorporação máxima no TCM (-66,6%) foi reduzido de 30 para 10 horas. A aplicação da tecnologia de membranas no sistema de obtenção enzimático de LE foi avaliada em reator de membrana plana (poliméricas) a 60°C, com agitação de 600 rpm, utilização da enzima Lipozyme TL 1M (5% peso/substrato) e razão molar de 1:3 - TCM/EEAGCLo. uso de membranas favoreceu a incorporação de EEAGCL nos TCM a partir de 54 horas de reação e ao final de 102 horas foi de 70 e 57%, com e sem membrana, respectivamente. Os teores de AGE w-6 e w-3 observados foram de 23,5 e 11,7%, respectivamente. No entanto, a razão entre os AGE ro-6/ro-3 não apresentou variação significativa. A associação do processo de membrana enzimática e fluidificação por dióxido de carbono supercrítico (C02SC) também foi avaliada. A enzima Candida antartica foi imobilizada por ligação covalente a uma camada de biopolímero (Gelatina/PEI), adsorvida na membrana tubular (aalumina). Os experimentos foram conduzidos a 60°C e pressão transmembrana de 0,05MPa. Pressões de C02 (PC02) de 6, 12 e 18MPa foram avaliadas. Verificou-se uma grande influência da PC02 sobre a cinética de interesterificação, tendo a PC02 de 18MPa permitido incorporação máxima de 34,5% de EEAGCL no TCM; dentre os quais 24,7% de ácidos graxos essenciais. Experimentos foram conduzidos com o objetivo de purificar o LE através da extração por C02SC dos subprodutos do meio reacional e retenção seletiva do LE através de membrana de osmose reversa. Foram avaliadas diferentes pressões de CO2 (9, 11 e 13MPa) e pressões transmembranas (1, 2, 3 e 4MPa), a 40°C. A membrana de osmose reversa BW-30 apresentou boa resistência às pressões utilizadas e maior retenção de triacilgliceróis nos testes seletivos. Incrementos na PC02 de 9 a 13MPa ocasionaram decréscimos no fator de retenção de triacilgliceróis devido ao aumento na solubilização dos solutos e consequente redução na seletividade da extração. O fator máximo de retenção de triacilgliceróis foi obtido com baixa PCO2 (9MPa) e baixa pressão transmembrana (0,7MPa). A membrana apresentou, no período de estabilização, um fator de retenção de triacilgliceróis médio de 95% e máximo a partir de 3 horas de filtração. A utilização de baixa temperatura (40°C) na extração e purificação do LE confere boa proteção aos ácidos graxos poliinsaturados contra a oxidação e migração acila / Abstract: Specific-structured lipids (SL) are a lipid source with high nutritional value due to changes in its glycerol backbone's fatty acid composition and specific distribution aiming medical, nutritional and food applications. This study had as objective the production of SL through enzymatic interesterification between medium chain triacylglycerol (MCT) and long chain fatty acid ethyl esters (LCFAEt) applying membrane technology, with or without supercritical fluid technology for synthesis and/or SL purification. The production conditions of LCFAEt, used to obtain SL, were optimized according to an experimental planning (23). Ethyl esters' conversion rate was 95%, at 40°C, 1% NaOH, 36% ethanol, running 5 minutes under 600rpm stirring speed. Reaction parameters like water activity (aw), moisture absorbent (10%w/w), molar ratio between substrates of 1:2 e 1:4 (MCT/LCFAEt) and types of enzymes (Lipozyme TL 1Mand RM 1M)were evaluated according to their influences on the SL interesterification in the batch reactor, at 60°C. The best incorporation results were obtained using Lipozyme TL 1Mwith aw between 0,30- 0,43.and molar ratio of 1:4. 10% (p/p) of moisture absorbent the interesterification kinetic presented a discreet increase. The impact of the enzyme conditioning process in the blend and the influence of the molar ratio of substrates were evaluated in the pilot reactor system. The usage of the enzyme with original water activity (0,33) provided higher kinetic incorporation in comparison with the conditioned enzyme, for a reaction time of 30 hours, 67 and 48%, respectively. The increase in the molar ratio of substrates from 1:3 to 1:4 improved the kinetic incorporation and reduced the maximum incorporation reaction time (66,6%) from 30 to 10 hours. The usage of membrane technology in the enzymatic system to obtain SL was evaluated in a plain membrane reactor (polymeric) under 60°C temperature; 600rpm stirring speed; Lipozyme TL 1M enzyme (5% based on substrates' weight) and molar ratio of substrates of 1:3(MCT/LCFAEt). The application of membranes increased the kinetic incorporation of LCFAEt in the MCT afier 54 hours of reaction. In the end of 102 hours incorporation was 70 and 57%, with and without membrane in the reactor, respectively. The final SL, obtained with and without membrane, showed fatty essential acids composition of 23,5 and 11,7%, respectively. However, the ratio between the essential fatty acids 00-6/00-3was not significantly different. The coupling of the membrane filtration process and fluidification by supercritical carbon dioxide (SCCO2) was also evaluated. The enzyme (Candida antartica) was immobilized on the membrane support (a-alumina) by covalent attachment to a gelatin/PEI layer previously adsorbed. Tests were performed at 60°C and O,O5MPa of transmembrane pressure. CO2 pressures (PCO2) of 6, 12 and 18MPa were evaluated. This parameter showed a high influence in the kinetic interesterification, with highest incorporation value of LCFAEt in the MCT (34,5%) at 18MPa, being 24,7% of essential fatty acids. Tests to purify the SL by SCCO2extraction of the undesired solutes and triacylglycerol retention by reverse osmosis and nanofiltration membrane were also performed. PCO2 of 9, 11 and 13MPa and transmembrane pressure of 1, 2, 3 and 4MPa were evaluated at temperature of 40°C. Reverse osmosis membrane (BW-30) demonstrated good resistance to the pressure conditions and higher triacylglycerol retention. The increment in the PCO2 from 9 to 13MPa reduced the triacylglycerol retention factor by increasing solute's solubilization. The highest triacilglicerol retention factor was obtained at the lowest PCO2 (9MPa) and at low transmembrane pressure (O,7MPa). The membrane showed, in the initial time, triacylglycerol retention factor of 95% and the maximum value with 3 hours of filtration. The low temperature (40°C) usage in SL extraction and purification reactions provided good protection to the polyunsaturated fatty acids against the oxidation and acyl migration / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos