A produção brasileira de etanol na safra 2018/19 foi de aproximadamente 30,4 bilhões de litros. Na produção de etanol, realiza-se a extração do caldo de cana-de-açúcar, do qual se prepara o mosto que não é esterilizado. Os contaminantes presentes afetam negativamente a eficiência e produtividade, por isso, ao utilizar o mosto esterilizado é possível diminuir perdas do processo. Dentre os vários métodos que podem ser utilizados para a esterilização do mosto, destaca-se o feixe elétrons, porque permite tratar grande volume de mosto em pouco tempo, por esses motivos, os objetivos do trabalho foram: a) verificar os efeitos do tratamento com feixe de elétrons sobre mosto derivado da cana-de-açúcar; b) avaliar o potencial de esterilização e os efeitos físico-químico sobre açucares; c) avaliar o rendimento e a produtividade da fermentação alcoólica. Na primeira etapa do experimento, o mostro foi contaminado (107 UFC.mL-1), posteriormente foi submetido à diferentes tratamentos radioativos de 0, 10, 20, 40 e 80 kGy (respectivamente T0, T1, T2, T3 e T4). Após os tratamentos foram feitas as análises por contagem total de microrganismo e bactérias totais e caracterizado pelos teores de carboidratos, glicerol, 5-HMF, furfural, fenólicos totais e flavonoides totais. Na segunda etapa foram utilizados os mostos sujeitos aos seguintes tratamentos da primeira etapa T0, T1, T2 e T3. A fermentação alcoólica utilizou a levedura da espécie Saccharomyces cerevisiae, que foi monitorada através da análise do desprendimento de CO2. Também foram avaliados teores de carboidratos, glicerol, alcoólico, rendimento, produção, viabilidade celular e contaminação bacteriana e total. Após a primeira etapa foram observadores que os tratamentos apresentaram um redução das atividades dos microrganismos. Na análise de fenólicos totais houve um aumento, provavelmente pela degradação dos fenólicos complexos em mais simples, e, para as demais análises todos os tratamentos demonstraram resultados semelhantes entre si. Na etapa da fermentação, os resultados das análises demonstraram que ART foram consumidos 99,5%. O teor de manitol apresentou um aumento, justificado por ser um indicador de contaminação. O rendimento mostrou aumento de até 5% em relação T0 e T3 ou T4 e 4% entre T0 e T1. As análises de teor glicerol, e viabilidade celular não apresentaram diferença significativa entre os tratamentos. Conclui-se que, é possível utilizar a aplicação dos feixes de elétrons para esterilizar o mosto, visando a produção de etanol, na dose de 80 kGy, ocorreu a esterilização do mosto e não há necessidade de se utilizar agentes antimicrobianos para o controle de contaminantes na fermentação alcoólica. O tratamento do mosto com feixe de elétrons não promoveu a inversão de açúcar. Foi observado um aumento do rendimento fermentativo para os mostos tratados com feixe de elétrons. / Brazilian ethanol production in the 2018/19 harvest was approximately 30.4 billion liters. In the production of ethanol, the sugarcane juice is extracted from which the must is prepared which is not sterilized. Contaminants present negatively affect efficiency and productivity, so using sterile mash can reduce process losses. Among the various methods that can be used for the sterilization of the wort, the electron beam stands out, because it allows to treat large volume of wort in a short time, for these reasons, the objectives of the work were: a) to verify the effects of electron beam treatment on sugar cane must; b) to evaluate sterilization potential and physicochemical effects on sugars; c) evaluate the yield and productivity of alcoholic fermentation. In the first stage of the experiment, the specimen was contaminated (107 CFU.mL-1), subsequently submitted to different radioactive treatments of 0, 10, 20, 40 and 80 kGy (respectively T0, T1, T2, T3 and T4). After the treatments, total microorganism and total bacteria counts were analyzed and characterized by carbohydrate, glycerol, 5-HMF, furfural, total phenolics and total flavonoids. In the second stage were used musts subject to the following treatments of the first stage T0, T1, T2 and T3. The alcoholic fermentation used the yeast of Saccharomyces cerevisiae species, which was monitored by detachment analysis of CO2. Carbohydrate, glycerol, alcoholic content, yield, production, cell viability and bacterial and total contamination were also evaluated. After the first stage, it was observed that the treatments presented a reduction of the microorganisms activities. In the analysis of total phenolics there was an increase, probably due to the degradation of complex phenolics into simpler ones, and for the other analyzes all treatments showed similar results. In the fermentation stage, the results of the analyzes showed that ART was consumed 99.5%. The mannitol content showed an increase, justified by being an indicator of contamination. The yield showed an increase of up to 5% in relation to T0 and T3 or T4 and 4% between T0 and T1. Analysis of glycerol content and cell viability showed no significant difference between treatments. It can be concluded that it is possible to use the electron beams application to sterilize the must, aiming at the 80 kGy ethanol production, the sterilization of the must occurred and there is no need to use antimicrobial agents to control contaminants. in alcoholic fermentation. The treatment of wort with electron beam did not promote sugar inversion. An increase in fermentative yield was observed for electron beam treated musts.

O trabalho foi conduzido na região da Campanha Central, RS, objetivando estudar o efeito de épocas de desfolha e de colheita sobre a maturação e a qualidade da uva e do vinho 'Cabernet Sauvignon'. O estudo foi feito num fatorial incompleto, com quatro épocas de desfolha e três épocas de colheita, realizadas em função de uma data ideal de colheita (DIC). A evolução da maturação da uva, em função da época de desfolha, foi monitorada nos tratamentos com colheita na DIC. Analisou-se o mosto no momento das colheitas e deste material elaborou-se vinhos. Os resultados obtidos mostram que a desfolha ao longo da maturação não teve efeito significativo nos pesos fresco e seco e na umidade do fruto, no açúcar, pH e minerais; porém causou uma diminuição na acidez total e nos ácidos organ1cos, apesar disto não se confirmar na colheita. Houve redução da produtividade na colheita na DIC, mas as uvas tiveram os maiores valores de 0 Brix e pH, e menores de acidez total e ácidos orgânicos. No vinho, a época de desfolha teve efeito apenas sobre álcool, açúcares redutores, extrato seco e polifenóis totais; porém a época de colheita influiu na maioria das variáveis. A degustação não detectou melhorias na qualidade dos vinhos devido às épocas de desfolha, mas indicou diferenças entre épocas de colheita, sendo os da segunda os mais equilibrados. / This work was carried out in the Campanha Central, Rio Grande do Sul, Southern Brazil, with the objective of studing the effect of defoliation and harvesting times on the maturation and quality of 'Cabernet Sauvignon' grape and wine. The experimental design was in completely randomized blocks, arranged as an incomplete factorial with four defoliation times and three harvesting times, in relation to an ideal time of harvesting (DIC). Results showed that defoliation during the maturation period had no significant effect on the fresh and dry weights, nor on humidity, pH, sugar and mineral contents of fruits; nevertheless, it caused a decrease in the total acidity and organic acids, but this was not confirmed at the hfrrvesting time. There was a decrease of productivity at harvesting by DIC; however, the grapes had the highest oBrix and pH values, and the lowest contents of total acidity and organic acids. Corcerning the wine, time of defoliation had an effect only on alcohol, reducing sugars, dry extract and total polyphenols, but time of harvesting had an effect on most of the evaluated variables. The sensory evaluation did not show any improvement on wine quality due to time of defoliation, but showed differences be t ween time of harvesting, those of the second time being better balanced.

Viticulture in Rio Grande do Sul state occupies a prominent position in the national scenario, the sector accounts for about 60.2 % of the total cultivated area in the country. Vine cultivation has very important economic and social, as well as a production chain organized in the different producing regions. The aim of this study was to quantify the spatial variability of the chemical attributes of the grape must, chemical soil properties, vegetation indices and verify possible correlations between variables. The study area consisted of a vineyard with 3.09 ha of farming Bordô (Ives) grafted onto the rootstock Paulsen, located in the trough line, in the municipality of Sarandi - RS. In a mesh composed of 34 sampling points soil samples were collected in a depth range from 0 to 20 cm. Analyses were performed in the laboratory of soil analysis at the Federal University of Santa Maria (UFSM), the chemical attributes analyzed were: clay; pH in H2O; SMP, P; K; organic matter; al; Here; mg; H + Al; CTC effective; CTC pH7; Base saturation; relationship between Ca and Mg; Zn; Cu; S and B. The analysis of grape must was held in the chemistry laboratory of the Federal Institute Farroupilha campus Panambi studied enological parameters were: total soluble solids; titratable acidity and pH in organic acid. The determination of vegetation indices was carried out in situ in the 34 sampling points with use of spectroradiometer. The data were submitted to descriptive statistical analysis and Geostatistics, using the computer program for such Geoestatistics for the Environmental Sciences (GS +), Pearson correlation coefficients were determined with the aid of Excel. Analysis of the spatial variability of the data was based on the experimental semivariogram and from adjusted models interpolation was performed by ordinary Kriging, Stochastic Simulation and map algebra. Only the figures for the amount of total soluble solids showed low values other chemical attributes must show proper values. The results of soil analysis identified low concentrations of B and organic matter and high for the other attributes. From the overall analysis of the statistical dependence between variables, there was no significant correlations between the chemical properties of grape must and the other variables, unlike the segmented analysis according to the different harvest dates. The spatial dependence index of most chemical properties of soil studied was considered strong, only the attributes, Cu, Effective CTC CTC in pH7 and Clay did not present spatial dependence structure. Vegetation indices, except TVI2 showed strong spatial dependency ratio. Chemical attributes of the grape must, the concentration of soluble solids did not present spatial dependence structure, while others showed strong spatial dependence. In the result of map algebra the middle class of titratable acidity in organic acid added to middle class NDVI was representing the highest. / A viticultura no estado do Rio Grande do Sul ocupa uma posição de destaque no cenário nacional, o setor responde por aproximadamente 60,2% do total da área cultivada no país. O cultivo da videira tem grande importância econômica e social, além de uma cadeia produtiva organizada nas diversas regiões produtoras. O objetivo desse estudo foi realizar a quantificação da variabilidade espacial dos atributos químicos do mosto da uva, dos atributos químicos do solo, dos índices de vegetação e verificar as possíveis correlações entre as variáveis estudadas. A área de estudo foi composta por um vinhedo com 3,09 ha da cultivar Bordô (Ives) enxertada sobre o porta enxerto Paulsen, situado na linha Cocho, no município de Sarandi - RS. Em uma malha constituída por 34 pontos amostrais foram coletadas amostras de solo numa faixa de profundidade de 0 a 20 cm. As análises foram realizadas no laboratório de análises de solo da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), os atributos químicos analisados foram: argila; pH em H2O; Índice SMP; P; K; matéria orgânica; Al; Ca; Mg; H+Al; CTC efetiva; CTC em pH7; Saturação por bases; relação entre Ca e Mg; Zn; Cu; S e B. A análise do mosto da uva foi realizado no laboratório de química do Instituto Federal Farroupilha campus Panambi, os parâmetros enológicos estudados foram: sólidos solúveis totais; acidez total titulável em ácido orgânico e pH. A determinação dos índices de vegetação foi realizada in situ nos 34 pontos amostrais com uso de espectrorradiômetro. Os dados foram submetidos à análise estatística descritiva e Geostatística, utilizando-se para tal o programa computacional Geoestatistics for the Environmental Sciences (GS+), os coeficientes de correlação de Pearson foram determinados com auxílio do programa Excel. A análise da variabilidade espacial dos dados foi realizada com base nos semivariogramas experimentais e a partir dos modelos ajustados foi realizada interpolação por Krigagem ordinária, Simulação Estocástica e álgebra de mapas. Apenas os valores referentes a quantidade de sólidos solúveis totais apresentaram valores baixos os demais atributos químicos do mosto apresentaram valores adequados. Os resultados das análises de solo identificaram baixas concentrações para B e matéria orgânica e altas para os demais atributos. A partir da análise global da dependência estatística entre as variáveis estudadas, observou-se não haver correlações significativas entre os atributos químicos do mosto da uva e as demais variáveis, diferentemente da análise segmentada de acordo com as diferentes datas de colheita. O índice de dependência espacial da maioria dos atributos químicos de solo estudados foi considerado forte, apenas os atributos, Cu, CTC Efetiva, CTC em pH7 e Argila não apresentaram estrutura de dependência espacial. Os índices de vegetação, com exceção do TVI2, apresentaram índice de dependência espacial forte. Dos atributos químicos do mosto da uva, a concentração de sólidos solúveis totais não apresentou estrutura de dependência espacial, enquanto os demais apresentaram forte dependência espacial. No resultado da álgebra de mapas a classe média da acidez titulável em ácido orgânico, somada a classe média do NDVI foi a que representou o maior percentual da área.

Made available in DSpace on 2016-12-08T15:50:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGMS12DA010.pdf: 3217381 bytes, checksum: 345dcfe3caa8168fae0e2fe64e17df72 (MD5) Previous issue date: 2012-02-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The wine industry has been expanding its participation in the economy of the Planalto Sul Santa Catarina. The soil and climate are two important factors in defining the composition of grapes for winemaking. This study aimed to evaluate the spatial and temporal variability of the chemical, physical and soil water storage elevation and assess what are the conditions that foster productivity and composition of wine grapes. The experiment was conducted in a commercial vineyard, located in São Joaquim (SC), Cfb type climate, subtropical (mesothermal) in a Pachic Humudepts and a Typic Dystrudepts in yields between 2008 and 2011. The variety was Cabernet Sauvignon, established in 2003, grafted on Paulsen in 1103 and conducted cordon training system, shady. Each soil in a grid with 37 points, samples were collected for determination of physical and chemical properties of soil. Soil moisture was measured periodically in two seasons. At each point were collected bunches of grapes to determine their physical, physico-chemical and phenolic compounds. Data were submitted to exploratory analysis, geostatistics, analysis of variance (ANOVA) and Pearson linear correlation. Means were compared by "t" test. The soil type and its position in the landscape influence the spatial variability of physical and chemical properties of soils in the vineyards of altitude. There is spatial variability of chemical and physical attributes in the two Inceptisols, classified as medium to high for the physical attributes and high and very high for the chemical. In Pachic Humudepts variability water storage is less than the Typic Dystrudepts, and is more water available to the vines. The Typic Dystrudepts, with better drainage produces grapes with the most suitable composition to the making of fine wines, while the Pachic Humudepts in years with higher rainfall has negatively affected the composition of the grape. The physical and physico-chemical properties of the grape are dependent on soil and climate, with more pronounced effect of climate / A vitivinicultura vem expandindo a sua participação na economia da região do Planalto Sul Catarinense. O solo e o clima são dois fatores importantes na definição da composição da uva para vinificação. O presente trabalho objetivou avaliar a variabilidade espacial e temporal de atributos químicos, físicos e o armazenamento de água de solos de altitude e avaliar quais são as condições que favorecem a produtividade e a composição das uvas viniferas. O experimento foi realizado em um vinhedo comercial, localizado em São Joaquim (SC), com clima do tipo Cfb, subtropical (mesotérmico), em um Cambissolo Húmico e um Cambissolo Háplico, nas safras entre 2008 a 2011. A variedade foi a Cabernet Sauvignon, implantada em 2003, enxertada sobre Paulsen 1103 e conduzida no sistema de condução espaldeira, sob sombrite. Em cada solo, em uma malha com 37 pontos, amostras foram coletadas para a determinação dos atributos físicos e químicos do solo. A umidade do solo foi determinada periodicamente, em duas safras. Em cada ponto foram coletados cachos de uvas para a determinação de suas características físicas, físico-químicas e compostos fenólicos. Os dados foram submetidos à análise exploratória, geoestatística, análise de variância (ANOVA) e correlação linear de Pearson. As médias foram comparadas pelo teste t . O tipo de solo e sua posição na paisagem influenciam a variabilidade espacial dos atributos físicos e químicos dos solos nos vinhedos de altitude. Há variabilidade espacial dos atributos químicos e físicos nos dois Cambissolos, classificada em média a alta para os atributos físicos e alta e muito alta para os atributos químicos. No Cambissolo Húmico a variabilidade do armazenamento de água é menor do que no Cambissolo Háplico, e tem mais água disponível para as videiras. O Cambissolo Háplico, com melhor drenagem produz uva com composição mais adequada à elaboração de vinhos finos, enquanto o Cambissolo Húmico em anos de maior pluviosidade tem a composição da uva afetada negativamente. As características físicas e físico-químicas da uva são dependentes do solo e do clima, com efeito mais pronunciado do clima

O trabalho foi conduzido na região da Campanha Central, RS, objetivando estudar o efeito de épocas de desfolha e de colheita sobre a maturação e a qualidade da uva e do vinho 'Cabernet Sauvignon'. O estudo foi feito num fatorial incompleto, com quatro épocas de desfolha e três épocas de colheita, realizadas em função de uma data ideal de colheita (DIC). A evolução da maturação da uva, em função da época de desfolha, foi monitorada nos tratamentos com colheita na DIC. Analisou-se o mosto no momento das colheitas e deste material elaborou-se vinhos. Os resultados obtidos mostram que a desfolha ao longo da maturação não teve efeito significativo nos pesos fresco e seco e na umidade do fruto, no açúcar, pH e minerais; porém causou uma diminuição na acidez total e nos ácidos organ1cos, apesar disto não se confirmar na colheita. Houve redução da produtividade na colheita na DIC, mas as uvas tiveram os maiores valores de 0 Brix e pH, e menores de acidez total e ácidos orgânicos. No vinho, a época de desfolha teve efeito apenas sobre álcool, açúcares redutores, extrato seco e polifenóis totais; porém a época de colheita influiu na maioria das variáveis. A degustação não detectou melhorias na qualidade dos vinhos devido às épocas de desfolha, mas indicou diferenças entre épocas de colheita, sendo os da segunda os mais equilibrados. / This work was carried out in the Campanha Central, Rio Grande do Sul, Southern Brazil, with the objective of studing the effect of defoliation and harvesting times on the maturation and quality of 'Cabernet Sauvignon' grape and wine. The experimental design was in completely randomized blocks, arranged as an incomplete factorial with four defoliation times and three harvesting times, in relation to an ideal time of harvesting (DIC). Results showed that defoliation during the maturation period had no significant effect on the fresh and dry weights, nor on humidity, pH, sugar and mineral contents of fruits; nevertheless, it caused a decrease in the total acidity and organic acids, but this was not confirmed at the hfrrvesting time. There was a decrease of productivity at harvesting by DIC; however, the grapes had the highest oBrix and pH values, and the lowest contents of total acidity and organic acids. Corcerning the wine, time of defoliation had an effect only on alcohol, reducing sugars, dry extract and total polyphenols, but time of harvesting had an effect on most of the evaluated variables. The sensory evaluation did not show any improvement on wine quality due to time of defoliation, but showed differences be t ween time of harvesting, those of the second time being better balanced.

O trabalho foi conduzido na região da Campanha Central, RS, objetivando estudar o efeito de épocas de desfolha e de colheita sobre a maturação e a qualidade da uva e do vinho 'Cabernet Sauvignon'. O estudo foi feito num fatorial incompleto, com quatro épocas de desfolha e três épocas de colheita, realizadas em função de uma data ideal de colheita (DIC). A evolução da maturação da uva, em função da época de desfolha, foi monitorada nos tratamentos com colheita na DIC. Analisou-se o mosto no momento das colheitas e deste material elaborou-se vinhos. Os resultados obtidos mostram que a desfolha ao longo da maturação não teve efeito significativo nos pesos fresco e seco e na umidade do fruto, no açúcar, pH e minerais; porém causou uma diminuição na acidez total e nos ácidos organ1cos, apesar disto não se confirmar na colheita. Houve redução da produtividade na colheita na DIC, mas as uvas tiveram os maiores valores de 0 Brix e pH, e menores de acidez total e ácidos orgânicos. No vinho, a época de desfolha teve efeito apenas sobre álcool, açúcares redutores, extrato seco e polifenóis totais; porém a época de colheita influiu na maioria das variáveis. A degustação não detectou melhorias na qualidade dos vinhos devido às épocas de desfolha, mas indicou diferenças entre épocas de colheita, sendo os da segunda os mais equilibrados. / This work was carried out in the Campanha Central, Rio Grande do Sul, Southern Brazil, with the objective of studing the effect of defoliation and harvesting times on the maturation and quality of 'Cabernet Sauvignon' grape and wine. The experimental design was in completely randomized blocks, arranged as an incomplete factorial with four defoliation times and three harvesting times, in relation to an ideal time of harvesting (DIC). Results showed that defoliation during the maturation period had no significant effect on the fresh and dry weights, nor on humidity, pH, sugar and mineral contents of fruits; nevertheless, it caused a decrease in the total acidity and organic acids, but this was not confirmed at the hfrrvesting time. There was a decrease of productivity at harvesting by DIC; however, the grapes had the highest oBrix and pH values, and the lowest contents of total acidity and organic acids. Corcerning the wine, time of defoliation had an effect only on alcohol, reducing sugars, dry extract and total polyphenols, but time of harvesting had an effect on most of the evaluated variables. The sensory evaluation did not show any improvement on wine quality due to time of defoliation, but showed differences be t ween time of harvesting, those of the second time being better balanced.

Orientador: Pilar Rodriguez de Massaguer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:36:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NolascoJunior_Jonas_M.pdf: 917952 bytes, checksum: 1c082a25920f5c8390a73425551d86ef (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Nesta pesquisa é proposto um processo de tratamento térmico do mosto, com máxima preservação do conteúdo em açúcares fermentescíveis (sacarose, glicose e frutose), a fim de promover a inativação térmica de seus contaminantes bacterianos e por extensão os da fermentação alcoólica. Com esse objetivo foram examinadas as cinéticas de degradação térmica da sacarose, glicose, frutose e açúcares redutores totais (ART) (110 ¿ 140ºC) e também dos esporos de B. stearothermophilus (98 ¿ 130ºC), esporulado termo-resistente contaminante típico de mosto. Todos os fatores termodegradáveis estudados apresentaram cinéticas de destruição térmicas não-lineares de forma que o índice de redução decimal (D), obtido por regressão linear, não foi representativo da velocidade de inativação térmica, e assim as cinéticas foram analisadas mediante modelos não lineares que permitiram obter as constantes de velocidade de inativação (k). Seguidamente utilizando um gráfico tipo Arrhenius a energia de ativação Ea foi determinada e o valor de z foi obtido. As curvas de sacarose remanescentes obtidas durante estudo da sua hidrólise térmica, foram ajustadas por modelos logísticos que se mostraram apropriados para descrever ombros planos e caudas finais nas curvas cinéticas. A energia de ativação e valor z obtidos foram 112,32 kJ/mol e 26,99ºC, respectivamente. Essa reação se mostrou praticamente equimolecular quanto às hexoses produzidas. As curvas de concentração de ART vs tempo remanescentes foram ajustadas por modelos logísticos bipopulacionais, apropriados em casos em que o processo global é descrito por duas frações de compostos, as hexoses glicose e frutose, que se degradam em velocidades diferentes e apresentam ombros e caudas. Os valores de energia de ativação obtidos para a frutose e glicose foram bem próximas: 140,37 kJ/mol e 140,23 kJ/mol, respectivamente. Os valores z obtidos foram 21,59ºC e 21,61ºC. Quanto às velocidades de degradação a frutose apresentou velocidade 9 vezes maior do que a da glicose. A suspensão de esporos se mostrou heterogênea em resistência. A temperatura influenciou a forma das curvas de sobreviventes, para os esporos de B. stearothermophilus ATCC1518. Nas temperaturas mais baixas, as curvas de inativação térmica apresentaram ombro plano, passando por comportamento de modelos de frações lineares consecutivas, e finalmente na temperatura mais elevada apresentou modelo linear com eliminação da fração termo-sensível. Os valores de energia de ativação e z obtidos foram 249,52 kJ/mol e 11,48ºC, respectivamente. O processo térmico para inativação dos contaminantes do mosto foi definido após o decantador, onde foram quantificados grandes grupos microbianos em amostras coletadas de Usinas situadas em regiões de clima e umidade distintas. A concentração máxima de esporos termofílicos produtores de acidez plana foi de 9x101esporos/ml de mosto em Usina localizada em região quente e úmida enquanto um valor de 4 esporos/ml de mosto foi encontrado em Usina localizada em região de clima seco e com predominância de solo com baixa capacidade de retenção de água. Foi determinada a letalidade do processo de decantação para os contaminantes do caldo de cana e mosto através da determinação da história térmica mínima detectada no ponto mais frio de dois decantadores industriais. Baseado no tempo de residência médio e na temperatura mais fria detectada foi possível estimar que a decantação produz, em média, 4,0 x 106 reduções decimais da população de Lactobacillus fermentum e apenas 0,14 reduções decimais nos esporos de B. stearothermophilus. Baseado no conhecimento da cinética dos principais fatores termodegradáveis foi definida uma região de tratamento térmico que se extende dos 114 a 140ºC e de 3000 a 4 segundos. Graficamente essa região é um triangulo delimitado, abaixo pela reta correspondente a 5 reduções decimais dos esporos de B. stearothermophilus e acima pela reta correspondente à preservação de 98,7% dos ART do mosto. O nível de preservação de 98,7% dos ART foi escolhido pela precisão das análises usadas na determinação dos mesmos (1,3%). Qualquer processo térmico dentro dessa região será capaz de satisfazer o requisito de 5 reduções decimais dos esporos de B. stearothermophilus e preservação de 98,7% dos ART do mosto. A prática desse processo térmico implica na adoção de uma estratégia preventiva no controle da contaminação da fermentação em oposição às estratégias corretivas baseadas no uso de antibióticos que se pratica nas Usinas de Açúcar e Álcool Brasileiras / Abstract: In this research is proposed a thermal treatment process for sugar cane must with maximum retention of fermentable sugar (sucrose, glucose and fructose), to promote a thermal inactivation of its bacterial contaminants and therefore, those of alcoholic fermentation. With this objective were examined the thermo degradation kinetics of sucrose, glucose, fructose, total reducing sugars (TRS) (110 ¿ 140ºC) and also B. stearothermophilus spores (98 ¿ 130ºC), a typical thermo resistant sporulated contaminant of musts. All thermo degradable factors showed non-linear thermal destruction kinetics due to this the D value, obtained for linear regression, could not be used, thus the kinetics were reported by Arrhenius model, obtaining the reaction rates (k), Activation Energy (Ea) and the z value through out Ea values. Sucrose remaining curves obtained as a function of time during its thermal hydrolysis, were fitted by logistic models which are suitable to describe flat shoulders and ending tales in the kinetic curves. Activation Energy and z value were 112,32 kJ/mol and 26,99°C, respectively. This reaction showed to be equimolecular in regard to the produced hexoses. TRS remaining curves vs time were adjusted by logistic bipopulational models, suitable when the overall process presents two fractions, the hexoses glucose and fructose, with different degradation rates with shoulders and tales. Ea and z values for fructose and glucose were quite close: 140,37 kJ/mol, z of 21,59°C and 140,23 kJ/mol, z of 21,61°C, respectively. As far as degradation rates are concerned, fructose showed to degrade 9 times faster than glucose. Spores suspension showed heterogeneity in thermal resistance. Temperature affected the shape of survival curves for B. stearothermophilus ATCC1518 spores. At lower temperatures, it showed flat shoulder, passing through consecutive linear fraction models behaviors, and finally at higher temperatures followed linear model with elimination of the thermo-sensible fraction. Ea and z values were 249,52 kJ/mol and 11,48°C respectively. A thermal process for sugar cane must contaminant inactivation was defined after the decanter, where microbiological quantification of various microbial groups was carried out on samples from sugar cane mills located in region with different climate and humidity conditions. The maximum thermophilic flat-sour spores count was of 9 x 101 spores/ml of must and was originated from a sugar cane mill located at the warmest and most humid region, while a count of 4 spores/ml of must was found in a plant with dry climate and with soil of low capability for water retention. Decanters lethality of must contaminant was determined based on the minimum detected thermal history in two industrial equipments. Applying the average residence time with this thermal history, it was estimated that the decantation results, on average, 4,02*106 log reductions of Lactobacillus fermentum and only 0,13 log reductions in the counting of B. stearothermophilus spores. Based on the kinetic knowledge of the thermo degradable major factors it was established a thermal process region from 114 to 140C and 3000 to 4 seconds. Graphically, this region is a triangle delimited by the line for 5 log reductions of B. stearothermophilus (lower limit), and the line for 98,7% retention of the must TRS. This preservation level was adopted considering the accuracy of the sugar analysis methodology (1,3%). Any thermal process within this region will be able to satisfy the requirement of 5 log reductions for B. stearothermophilus and 98,7% retention of must TRS. The implementation of this thermal process implies in the adoption of a preventive strategy in the contamination control of the fermenting process, opposite to the corrective strategies currently applied based on antibiotics, which is common practice in Brazilian Sugar Canes mills / Mestrado / Ciência de Alimentos / Mestre em Ciência de Alimentos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The rate of nitrogen (N) in grapevines in the Rio Grande do Sul (RS) State, Southern Brazil, is established considering N content in leaves or leaves petioles and yield expectation limits. Once N fertilization needs have been diagnosed, the N is applied in indefinite times. However, N fertilization recommendations don t consider the impact of N fertilization in the yield, the consequences on grape composition and the contribution of N of crop residues to mineral nutrition of grapevines. The objective of this work was to estimate the recovery and accumulation of N in grapevines and the effect in the yield and grape composition. Three studies were carried on. Study 1, recovery, distribution and accumulation of N fertilizer was studied, in Cabernet Sauvignon grapevines, located at Bento Gonçalves city, area of the Serra Gaúcha (experiment 1), and Santana do Livramento city, area of the Campanha (experiment 2), in RS, Southern Brazil. In the experiment 1 and 2 the plants were fertilized with 15N in four forms and, when grapes were mature, plants were fractionated, oven-dried, weighted and analysed for total N and 15N enrichment. Study 2, grape yield and composition of grapevines treated with different amounts of N were studied, in the vineyards of the Study 1. Grapes were collected when ripe and yield was evaluated. Must soluble solids, pH, total acidity, tartaric acid, malic acid, total phenols, anthocyanins and N ammonia were evaluated in part of the berries. The remaining berries were triturated and total N, P, K, Ca and Mg were evaluated. Study 3, decomposition and nutrient release by aerial organs of Lolium perenne (LP) and Trifolium repens (TR) (experiment 1), and grapevines uptake of the N derived from decomposing material (experiment 2) were studied in Chardonnay grapevines located at the experimental Station of the University of Bologna, Italy. In experiment 1, 2 g (DW) of 15N-labelled litter of LP and TR were placed into litter bags which were placed on the vineyard soil surface. Collection of bags LP and TR was performed 8 (June) and 16 (August) weeks from the deposition. Remaining biomass, 15N, N, C, P, K, Ca, Mg and S concentrations were determined. In experiment 2, 30 g plant-1 of dry litter of LP and TR were placed on the herbicided soil under the grape plants. Grapevine leaves were collected 8 and 16 weeks from litter deposition; after 16 weeks, one year (including bunches) and two years shoots were collected, oven-dried, weighted and analysed for total N and 15N enrichement. Results showed that the absorbed N is distributed and accumulated especially in leaves and that most of the N found in the plant was not derived from the fertilizers but from the organic matter already present in the soil. However, N fertilization increased grape yield in the Serra Gaúcha grapevines. The rate can be split 25% at the beginning of bud burst + 25% at bud burst + 25% at flowering + 25% at growth berries; 50% at the beginning of bud burst + 50% at bud burst and 50% at flowering + 50% at growth berries. Moreover, N fertilization altered the grape composition, especially decrease the amount of anthocyanins. LP and TR residues decomposed at the same rate, but nutrient release was different between the two species and varied according with mineral element. The amount of N that grapevines recovered from the decomposing litter was low and similar for LP and TR residues. / No Rio Grande do Sul (RS), a dose de nitrogênio (N) para a videira é definida a partir do seu teor total na folha inteira ou no pecíolo, e na expectativa de produção. Quando diagnosticada a necessidade de aplicação, recomenda-se o seu parcelamento em épocas incertas. Entretanto, essa recomendação não infere informações sobre o impacto do N aplicado na produção e na composição da uva. Também não se considera a contribuição do N dos resíduos de plantas de cobertura depositados na superfície do solo. O presente trabalho teve como objetivo estudar a recuperação e acumulação de N em videiras e seu efeito na produtividade e na composição da uva e do mosto. Foram conduzidos três estudos: Estudo 1, realizado para estimar a recuperação, distribuição e a acumulação de N aplicado ao solo pela videira. Esse foi composto por dois experimentos: Experimento 1, implantado em um vinhedo de Cabernet Sauvignon na Embrapa Uva e Vinho, Bento Gonçalves (RS), e o experimento 2, instalado na Empresa Pernod Ricard Brasil/Almadén, Santana do Livramento (RS). Nos experimentos 1 e 2 as videiras foram submetidas à aplicação de uma dose de N com 3% de átomos de 15N, em quatro modos de parcelamento. Na maturação da uva, as plantas foram colhidas, fracionadas, secas, determinada a matéria seca (MS) e analisado os totais de N e 15N. O Estudo 2 foi realizado para avaliar a produtividade e a composição da uva e do mosto, em videiras submetidas à aplicação de N. O Estudo 2 foi formado por dois experimentos: Experimento 1, implantado no vinhedo do experimento 1 do Estudo 1, as videiras receberam cinco doses de N e o experimento 2, instalado no vinhedo do experimento 2 do Estudo 1, as videiras foram submetidas à aplicação de seis doses de N. Nos experimentos 1 e 2 a uva foi colhida, determinada a produção e no seu suco avaliado os sólidos solúveis totais, o pH, a acidez total, o ácido tartárico e málico, os polifenóis totais, as antocianinas e o N amoniacal. Além disso, na baga foram analisados os totais de N, P, K, Ca e Mg. O Estudo 3 foi realizado para determinar a contribuição de N derivado da decomposição de resíduos de azevém (Lolium perenne) e trevo branco (Trifolium repens) para a videira. Esse compreendeu dois experimentos instalados em vinhedo de Chardonnay, em Bologna, Itália. No experimento 1, os resíduos de azevém perene e de trevo branco foram colocados no interior de bolsas teladas e depositados no solo. Ao longo do ciclo das videiras as bolsas teladas foram coletadas, determinada a MS remanescente e analisado os totais de 15N, N, C, P, K, Ca, Mg e S. No experimento 2, os resíduos das espécies foram colocados na superfície do solo e na maturação da uva as videiras foram colhidas, fracionadas, secas, determinado a MS e analisado os totais N e 15N. Os resultados obtidos mostram que o N adicionado e absorvido no ano é distribuído e acumulado, preferencialmente, nas folhas, mas a maior parte do N presente na videira é derivada de outras formas, que não a do fertilizante. Entretanto, existe aumento na produção quando da aplicação de N na Serra Gaúcha, podendo a dose ser parcelada 25% no início da brotação+25% na brotação+25% na floração+25% no crescimento das bagas; 50% no início da brotação+50% na brotação e 50% na floração+50% no crescimento das bagas. A aplicação de N altera a composição da uva, especialmente, diminui a quantidade de antocianinas no mosto. Os resíduos de azevém perene e trevo branco depositados na superfície do solo são decompostos com a mesma taxa no ciclo vegetativo e produtivo da videira, porém liberam nutrientes em taxas diferentes. No entanto, isso tem pouca importância, pois as plantas recuperam porcentagens pequenas e iguais de N derivado dos resíduos das duas espécies.

Made available in DSpace on 2017-07-21T18:53:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aline Alberti.pdf: 1827845 bytes, checksum: 8ee3e0ad879835006b462340157e2ddc (MD5) Previous issue date: 2011-03-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In yeast growth during the alcoholic fermentation, the nitrogen compounds and the oxygen content are the main limiting elements. Nitrogen and oxygen absence can lead to sluggish or stuck fermentations. In order to prevent these technological problems, in the Brazilian apple wine processing the nitrogen compounds addition is common practice, without knowing its content in the apple must. In this operation, occurs must agitation with two purposes, homogenization and oxygen dissolution. The objective of this work was to evaluate the effect of nitrogen and oxygen in the elaboration of apple wine in Brazilian processing conditions. The nitrogen content and dissolved oxygen in apple must of different varieties, harvests and regions were analyzed. The effect of the unit operations and enzymatic browning inhibitors in the oxygen dissolution in apple must was evaluated. The total nitrogen content was determined by method of Kjedahl and oxygen by dissolved oxygen meter. The total nitrogen content of 51 apple must samples was analyzed, and 98 % had values above 75 mg/L, which are enough for a complete fermentation. The maximum yeast population, as well as the fermentation rate, is proportional to nitrogen content in apple musts. In the apple must processing, the highest dissolution occurs during the pressing, around of 7.3 ± 0.5 mgO2/L. But the phenolic oxidation reaction is responsible for oxygen consumption (above 90 %). The unit operations of depectinization, racking and filtration increase the oxygen content in the apple must, around of 3.0 ± 0.8 mgO2/L. The addition of sulphur dioxide, in the milled apple, inhibits the oxidation and apple must keep higher oxygen content after filtration. The maceration possibility a smaller reduction (57 %, on average) in dissolved oxygen uptake in the must by the enzymatic browning reaction due to the previous oxidation of phenolic substrate. The final oxygen content of the normal apple must processing, without addition of sulphur dioxide or maceration, was 3.0 mg/L, enough for the yeast development. The forced oxygen addition in apple must can be harmful for the fermentative activity of the yeast, possibly due to the nutrients oxidation. Therefore, nitrogen compounds and oxygen additions before the fermentation are not necessary in used conditions. / No crescimento de leveduras durante a fermentação alcoólica os compostos nitrogenados e o oxigênio são os principais elementos limitantes, ou seja, sua ausência pode levar a fermentações lentas, ou paradas de fermentação. A fim de evitar estes problemas tecnológicos, no processamento brasileiro de fermentado de maçã é comum a adição de compostos nitrogenados, mesmo sem conhecer seu teor no mosto. Nesta operação, ocorre agitação do mosto para promover sua homogeneização e incorporação de oxigênio. Sendo assim, o objetivo do trabalho foi avaliar o efeito do nitrogênio e do oxigênio na elaboração de fermentados de maçã nas condições de processamento brasileiras. Os teores de nitrogênio e oxigênio dissolvido de mostos de maçã de diferentes cultivares, regiões e safras, foram analisados. Foi avaliado o efeito das operações unitárias e de inibidores de escurecimento enzimático na dissolução de oxigênio no mosto. O nitrogênio total foi determinado pelo método de Kjedahl e o oxigênio dissolvido por oxímetro. O teor de nitrogênio de 51 amostras de mosto de maçã foram analisados, e destes, 98 % apresentaram valores acima de 75 mg/L, concentração suficiente para que a fermentação transcorra sem interrupções. A população máxima de levedura, bem como a velocidade de fermentação, são proporcionais aos teores de nitrogênio presentes nos mostos. No processamento, a maior dissolução de oxigênio no mosto de maçã ocorre durante a prensagem, 7,3 ± 0,5 mgO2/L, em média. Mas a reação de oxidação dos compostos fenólicos é responsável por um consumo de mais de 90 % deste oxigênio. As operações seguintes de despectinização, trasfega e filtração aumentam o teor de oxigênio no mosto, que fica com média de 3,0 ± 0,8 mgO2/L. A adição de dióxido de enxofre à maçã triturada, inibe a oxidação e consequentemente o mosto apresenta maior teor ao final do processo. A operação de maceração possibilitou uma menor redução (57 %, em média) do consumo de oxigênio dissolvido no mosto pela reação de escurecimento enzimático, possivelmente devido a oxidação prévia dos substratos fenólicos. O teor final de oxigênio resultante do processamento normal do mosto, sem adição de dióxido de enxofre ou maceração, 3,0 mg/L, foi suficiente para o desenvolvimento das leveduras. A adição forçada de oxigênio no mosto pode ser prejudicial para a atividade fermentativa das leveduras, possivelmente devido a oxidação de nutrientes. Desta forma, a adição de compostos nitrogenados e oxigênio, antes da fermentação, não é necessária nas condições de processamento utilizadas.

The sugarcane is a raw material which after industrialization originates derivatives, like sugar and alcohol, extremely important for the country economical income. The process of fermentation of the broth and posterior distillation originate alcohol and vinasse. The last was earlier considered as a pollutant, however, nowadays it is carefully used for the improvement of biological, physical and chemical properties of the soil. The present work aims to evaluating, in laboratory, the modifications and displacements of some physical and chemical attributes in two clayish soils that had received vinasse for more than 25 years, in the factories Marituba (UMA) and Sto Antonio (USA), in the sugar cane region of Alagoas state, Brazil. The soil samples were collected in five layers (0-10, 10-20, 20-40, 40-70 and 70-100 cm) of depth, using the factorial [(2) plant (2) +vinasse (+v)/ -vinasse (-v) - (5) layers], 22x5 totalizing twenty treatments with four repetitions. From the results, it was noticed that vinasse promoted significant alterations in the soil, in accordance with the variance analysis (ANAVA), for with 0,01 of probability for test F, the attributes: pH, P, K+, Ca2++Mg2+, Total Organic Matter in Soil (OMS), Water Soluble Carbon (WSC), Potassium Saturation in the Cation Exchange Capacity (CEC) and porosity, The variables Soil Density (SD) and clay had presented significant differences, 0,05 level of probability and sands had been non-significant (NS). For the changeable layers in the profile of the ground, the parameters that had significance in 1% were; pH, P, K+, Ca2++Mg2+, OMS, WSC, CEC, sands and porosity, while the variable CEC and SD had been non-significant (NS). In the interaction of vinasse with layers the parameters that had significant differences for F test 0,01 were P, K+, Ca2++Mg2+, MOS, CTC, DS, % K+ CTC and sands, with significant difference of 0,05 for pH, CSA and clay. In the interaction of vinasse with layers, the differences 0,01 had been for P, Ca2++Mg2+, OMS, WCS, and % K+ CTC, of 0,05 of probability, the variables CTC and DS presented significant differences, already pH, K+, CEC, sands, clay and porosity had been NS. Comparing the averages among areas with and without vinasse, for the test of Tukey 0,05, have average higher for layers of the area that received vinasse: pH, P, K+, Ca2++Mg2+, WCS, SD and % K+ CTC. They had been similar for CEC and sands, however, in the area that did not receive vinasse, OMS, clay and porosity had presented higher values. The data obtained in this study indicate that the addition of vinasse was beneficial to the soil and therefore it is recommended to maintain its use, on the comparison between the benefit and the damage it can cause stillage. / A cana-de-açúcar é a matéria prima que depois de industrializada origina vários derivados, tendo como principais o açúcar e o álcool. Após o processo de fermentação do caldo e posterior destilação, originam-se o álcool e a vinhaça. Essa, que antes era considerada poluente, atualmente é utilizada, com zelo, para a melhoria das propriedades biológicas, físicas e químicas do solo. O presente trabalho visou avaliar, em laboratório, as modificações e deslocamentos de alguns atributos físicos e químicos em dois Argissolos que recebem vinhaça há mais de 25 anos, nas usinas Marituba (UMA) e Sto Antonio (USA), localizadas na região canavieira de Alagoas, Brasil. Foram utilizadas amostras de solos coletadas em cinco camadas (0-10, 10-20, 20-40, 40-70 e 70-100 cm) do perfil do solo, em que se aplicou o fatorial 22x5 [(2)usinas-(2) com vinhaça (CV) e sem vinhaça (SV)-(5)camadas], totalizando vinte tratamentos com quatro repetições. Pelos resultados, se observou que a vinhaça promoveu alterações significativas no solo. Os atributos: pH, P, K+, Ca2++Mg2+, Matéria Orgânica do Solo (MOS), Carbono Solúvel em Água (CSA), percentagem de potássio trocável na capacidade de troca de cátions em (%KCTC) e porosidade apresentaram diferenças significativas a 0,01 de probabilidade pelo teste F. As variáveis, densidade do solo (DS) e argila, apresentaram diferenças significativas a 0,05 de probabilidade e capacidade de troca de cátions (CTC) e areias foram não significativas (NS). Para as variáveis do solo houve significância a 0,01 para: pH, P, K+, Ca2++Mg2+, MOS, CSA, CTC, areias e porosidade, enquanto as variáveis % K+ CTC e DS foram NS. Na interação de vinhaça com camadas, houve diferenças significativas pelo teste F a 0,01 para P, K+, Ca2++Mg2+, MOS, CTC, DS, % K+ CTC e areias. Houve diferença significativa a 0,05 para pH, CSA e argila. Na interação de vinhaça com camadas, as diferenças a 0,01 foram para P, Ca2++Mg2+, MOS, CSA, e % K+ CTC, com 0,05 de probabilidade, as variáveis CTC e DS apresentaram diferenças significativas, já pH, K+, CTC, areia, argila e porosidade foram NS. Comparando as médias entre as áreas com e sem vinhaça, pelo teste de Tukey a 0,05, tem-se médias maiores para camadas da área que receberam vinhaça, para pH, P, K+, Ca2++Mg2+, CSA, DS e % K+ CTC. Foram semelhantes para CTC e areias, porém, na área que não recebeu vinhaça apresentaram superioridade: MOS, argila e porosidade. Os dados obtidos no presente trabalho indicam que a adição de vinhaça ao solo foi benéfica e por isso se recomenda a manutenção de seu uso, diante da comparação entre o benefício e o prejuízo que a vinhaça poderá causar.