O contestável uso de corantes sintéticos pelas indústrias, aliado ao aumento na exigência dos consumidores modernos quanto à ingestão de alimentos coloridos artificialmente, tem despertado a atenção de pesquisadores pela busca de corantes de fontes naturais alternativas. Neste sentido, os micro-organismos se apresentam como uma valiosa fonte de corantes naturais, permitindo sua fácil obtenção alcançando altos rendimentos em processos fermentativos. O principal objetivo deste trabalho foi o estudo da potencialidade de aplicação de micro-organismos como produtores de corantes naturais. Inicialmente, foi realizado o screening visual com mais de 1.000 micro-organismos, resultando na seleção de dois micro-organismos do gênero Streptomyces. Um produtor de coloração roxa e outro produtor de coloração vermelha. Foram avaliados os efeitos do meio de cultura (fonte de carbono e nitrogênio, adição de aminoácido e ferro) e condições de cultivo (agitação, luminosidade) na produção dos corantes. Para os dois micro-organismos os extratos brutos foram submetidos a análises espectrofotométricas e espectrométricas. Para Streptomyces violaceolatus, o qual produz coloração roxa em meio de cultura Amido-Caseína, os resultados mostraram que as fontes de carbono e nitrogênio mais promissoras foram glicerol e extrato de levedura, respectivamente. Para o corante obtido, foram realizadas análises toxicológicas e mutagênica. Os resultados sugerem que o corante roxo apresenta um grande potencial de aplicação em alimentos ou cosméticos, pois nenhuma atividade tóxica ou mutagênica foi observada. Com relação ao Streptomyces sp., o qual produz coloração vermelha em meio de cultura Batata-Dextrose, os resultados mostraram que em meio de cultura sódio-caseinato também houve a produção desta coloração. O extrato bruto foi submetido a sucessivos processos cromatográficos, no qual foi possível o isolamento do composto Balmoralmicina, responsável pela coloração vermelha do meio de cultivo. Com base nos resultados obtidos neste trabalho, podemos concluir que os micro-organismos são promissores produtores de corantes naturais com potencial aplicação industrial podendo ser produzidos em larga escala. / The questionable use of synthetic colorants by food industry followed by an increasing consumer exigency concerning the ingestion of such artificial colorants, has attracted great attention of researches that are looking for healthier alternatives, for instance, the natural colorants. In this sense, the microorganisms present a powerful source of natural colorants, which are easily obtained in high yields by fermentative process. The main goal of this work is to study the potentiality of applying microorganisms as successful natural colorants producers. Initially, a visual screening was conducted using more than 1,000 microorganisms. As a result, two microorganisms of Streptomyces genus were selected, which were produced purple and red colored. Firstly, medium composition like nitrogen and carbon sources, as well as amino acid and iron additions were assayed. Secondly, agitation and luminosity where also evaluated. The crude extract obtained from the two selected microorganisms were then analyzed by employing spectrophotometric and spectrometric techniques. Results for Streptomyces violaceolatus, which produces a purple coloration in Starch-Casein medium, indicated that glycerol and yeast extract are the most promising carbon and nitrogen sources for colorant production. Additionally, this extract shows a great potential for further application in foods and cosmetics, once neither toxicological nor mutagenical activity were observed. In relation to Streptomyces sp., the red coloration observed in Potato-Dextrose medium, were also observed in sodium-caseinate culture medium .The crude extract was submitted to successive chromatographic processes, which allowed the isolation of Balmoralmicin, the compound that was responsible for the red coloration of the culture media. Based on these results, we can conclude that microorganisms are promising natural colorant producers, and for these reasons are likely to be applied in industry and to be produced in higher amounts.

O contestável uso de corantes sintéticos pelas indústrias, aliado ao aumento na exigência dos consumidores modernos quanto à ingestão de alimentos coloridos artificialmente, tem despertado a atenção de pesquisadores pela busca de corantes de fontes naturais alternativas. Neste sentido, os micro-organismos se apresentam como uma valiosa fonte de corantes naturais, permitindo sua fácil obtenção alcançando altos rendimentos em processos fermentativos. O principal objetivo deste trabalho foi o estudo da potencialidade de aplicação de micro-organismos como produtores de corantes naturais. Inicialmente, foi realizado o screening visual com mais de 1.000 micro-organismos, resultando na seleção de dois micro-organismos do gênero Streptomyces. Um produtor de coloração roxa e outro produtor de coloração vermelha. Foram avaliados os efeitos do meio de cultura (fonte de carbono e nitrogênio, adição de aminoácido e ferro) e condições de cultivo (agitação, luminosidade) na produção dos corantes. Para os dois micro-organismos os extratos brutos foram submetidos a análises espectrofotométricas e espectrométricas. Para Streptomyces violaceolatus, o qual produz coloração roxa em meio de cultura Amido-Caseína, os resultados mostraram que as fontes de carbono e nitrogênio mais promissoras foram glicerol e extrato de levedura, respectivamente. Para o corante obtido, foram realizadas análises toxicológicas e mutagênica. Os resultados sugerem que o corante roxo apresenta um grande potencial de aplicação em alimentos ou cosméticos, pois nenhuma atividade tóxica ou mutagênica foi observada. Com relação ao Streptomyces sp., o qual produz coloração vermelha em meio de cultura Batata-Dextrose, os resultados mostraram que em meio de cultura sódio-caseinato também houve a produção desta coloração. O extrato bruto foi submetido a sucessivos processos cromatográficos, no qual foi possível o isolamento do composto Balmoralmicina, responsável pela coloração vermelha do meio de cultivo. Com base nos resultados obtidos neste trabalho, podemos concluir que os micro-organismos são promissores produtores de corantes naturais com potencial aplicação industrial podendo ser produzidos em larga escala. / The questionable use of synthetic colorants by food industry followed by an increasing consumer exigency concerning the ingestion of such artificial colorants, has attracted great attention of researches that are looking for healthier alternatives, for instance, the natural colorants. In this sense, the microorganisms present a powerful source of natural colorants, which are easily obtained in high yields by fermentative process. The main goal of this work is to study the potentiality of applying microorganisms as successful natural colorants producers. Initially, a visual screening was conducted using more than 1,000 microorganisms. As a result, two microorganisms of Streptomyces genus were selected, which were produced purple and red colored. Firstly, medium composition like nitrogen and carbon sources, as well as amino acid and iron additions were assayed. Secondly, agitation and luminosity where also evaluated. The crude extract obtained from the two selected microorganisms were then analyzed by employing spectrophotometric and spectrometric techniques. Results for Streptomyces violaceolatus, which produces a purple coloration in Starch-Casein medium, indicated that glycerol and yeast extract are the most promising carbon and nitrogen sources for colorant production. Additionally, this extract shows a great potential for further application in foods and cosmetics, once neither toxicological nor mutagenical activity were observed. In relation to Streptomyces sp., the red coloration observed in Potato-Dextrose medium, were also observed in sodium-caseinate culture medium .The crude extract was submitted to successive chromatographic processes, which allowed the isolation of Balmoralmicin, the compound that was responsible for the red coloration of the culture media. Based on these results, we can conclude that microorganisms are promising natural colorant producers, and for these reasons are likely to be applied in industry and to be produced in higher amounts.

Orientador: Lucia Regina Durrant / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-11T12:02:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcolino_VanessaAparecida_D.pdf: 1303131 bytes, checksum: bb5fa5ac901737dfdb200522823c6649 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A indústria de alimentos está crescendo muito nos últimos anos, e durante a observação de um alimento qualquer fica claro que o impacto visual causado pela cor sobrepõe-se aos demais. Este atributo é um dos mais importantes na comercialização dos alimentos e constitui critério de aceitação ou não do produto. A rejeição aos corantes sintéticos por motivos de saúde faz crescer a busca por corantes naturais que possam substituí-los adequadamente. Desta maneira o presente trabalho objetivou a formação de complexos entre corante e ciclodextrinas (CD) com o intuito de melhorar a solubilidade e a estabilidade de três corantes de interesse, a saber, curcumina, bixina e betanina, responsáveis por fornecer as colorações mais empregadas na indústria. Durante as análises ficou evidente que o método de co-precipitação, dentre os realizados, apresentou maiores indícios de formação de complexo, para os corantes curcumina e bixina sendo inviável para a betanina. Desta maneira estabeleceu-se um índice estequiométrico corante-ß-CD de 1:2 no caso da curcumina e de 1:1 para a bixina . A constante de formação aparente foi calculada e forneceu valores de 4x104 mol2.L2 para curcumina e de 3,34x102 mol2.L2 para bixina com valores de R2 iguais a 0,9982 e 0,9981 e possibilidade de complexação de 86,31 e de 78,4%, respectivamente. As análises térmicas de caracterização dos complexos, ou seja, termogravimetria e calorimetria diferencial de varredura, também comprovaram uma maior estabilidade para os complexos feitos pelo método de co-precipitação, já o método de RMN não foi conclusivo para nenhum dos corantes. Os testes de estabilidade demonstraram uma interferência bastante forte da luz na decomposição da bixina e sua complexação promoveu uma melhora significativa na manutenção da intensidade da cor. Para a curcumina percebeu-se que a luz não é o único fator que influencia no processo de descoloração do produto. Os testes instrumentais de cor comprovaram a maior capacidade colorante dos complexos frente ao corante puro. Os testes de análise instrumental de textura demonstraram que a inclusão do complexo na formulação do produto não altera suas características iniciais. Com relação à aplicação dos corantes em alimento, os estudos de análise sensorial demonstraram uma ótima aceitação para o queijo tipo minas frescal equivalente a uma nota média 6,7 numa escala hedônica de 7 pontos. Para o requeijão a aceitação também foi relevante apresentando uma nota média de 5,6. Foi possível observar que a aplicação em alimentos dos três corantes estudados levou a um incremento da coloração ao se usar um complexo na mesma concentração. Apesar disto o corante de beterraba foi o único que não apresentou dados satisfatórios quanto à possível formação do complexo, o que se deve em grande parte ao seu forte caráter hidrofílico / Abstract: The food industry has grown significantly in recent years, and when observing any type of food, it is clear that the visual impact caused by its color is more important than that caused by other factors. This attribute is one of the most important in the commercialization of foods and constitutes a criterion for the acceptance or non-acceptance of the product. The rejection of synthetic food colorants for health reasons has led to the search for natural food colorants that can adequately substitute them. In the light of this problem, the objective of the present study was to form complexes from colorants and cyclodextrins (CDs) with the aim of improving the solubility and stability of three particular colorants, namely: curcumin, bixin and betanin, which are the most frequently used colorants in the food industry. During the analyses it was found that, of the methods used, the coprecipitation method showed the best indications of complex formation for the curcumin and bixin colorants, although it was not viable for betanin. ß-CD-colorant stoichiometric ratios of 1:2 and 1:1 were established for curcumin and bixin, respectively. Apparent rate of formation was calculated, resulting in values of 4x104 mol2.L2 for curcumin and 3.34x102 mol2.L2 for bixin, with R2 values of 0.9982 and 0.9981, and chances of forming complexes of 86.31 and 78.4%, respectively. Thermic characterization analyses of the complexes, that is, differential scanning thermogravimetry and calorimetry, also showed greater stability for the complexes produced by the co-precipitation method. However, the NMR method was not conclusive for any of the colorants. Stability tests demonstrated that light influenced very strongly in the decomposition of bixin and that there was a significant improvement in the maintenance of its color intensity in its complex form. For curcumin, it was observed that light was not the only factor that affected the process of product discoloration. The instrumental color tests showed the complexes had a greater coloring capacity compared to the pure colorant. The instrumental texture tests demonstrated that the inclusion of the complex in the manufacture of products did not alter their initial characteristics. With regard to the application of the colorants in food, sensory analysis studies demonstrated excellent acceptance in a type of natural white cheese called Minas Frescal, achieving a mean score 6.7 on a hedonic scale of seven points. For cream cheese, acceptance was also good, receiving a mean score of 5.6. Increases in color were observed for all three complexes of the colorants when they were added to food in the same concentrations as the natural colorants. However, betanin (a pigment from beetroot) did not show satisfactory complex formation data, which was largely due to its strongly hydrophilic character / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2017-10-18T18:56:07Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Bruna Ferreira Dias - 2017.pdf: 3820959 bytes, checksum: a0b526b8b0825bf77eb84152baf4d952 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-10-19T10:35:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Bruna Ferreira Dias - 2017.pdf: 3820959 bytes, checksum: a0b526b8b0825bf77eb84152baf4d952 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-19T10:35:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Bruna Ferreira Dias - 2017.pdf: 3820959 bytes, checksum: a0b526b8b0825bf77eb84152baf4d952 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-05-31 / The raw materials used in this work are known to be natural sources of antioxidants, among which are phenolic compounds and anthocyanins, responsible for the prevention of various diseases when consumed by man. But the two raw materials are little explored, so little use. The objective of this work was to characterize jambolan fruits (Syzygium cumini) and purple maize straw (Zea mayz L.), to produce flours of these raw materials, to artisanly extract their dyes and to develop instant desserts formulations with the application of Obtained. Samples of jambolão were collected in the city of Goiânia-GO. And the straw of purple maize purchased, at Nossa Senhora Aparecida farm in the municipality of Hidrolandia-GO. After acquisition, they were washed, sanitized and dried. The jambols were pulped and lyophilized. The straw was then dried and crushed for analysis. Then the pulp and jambolan flour, as well as the straw and the flour of straw of purple corn were characterized as to the proximal composition, physical and physicochemical characteristics. Soon after the flour was used in the preparation of instant dessert with different proportions of pregelatinized rice flour, milk powder and jambolan flour or purple corn flour. After selecting the best formulation, considering the chemical and physical characteristics of the different formulations tested, the chemical, physical, microbiological and sensorial quality of the selected dessert was evaluated. The selected dessert formulation of jambolão was with 35.99 g of pregelatinized rice flour, 12.6 g of powdered milk and 14.41 g of lyophilized jambolan flour for the dessert of corn flour to The formulation chosen was with 38.68 g of pregelatinized rice flour, 15.75 g of powdered milk and 8.56 g of purple corn flour. According to the sensorial analyzes performed in the desserts, both selected formulations were accepted by the tasters obtaining desired characteristics. For the production of natural dyes, extraction was first carried out using water / ethanol solvents (ratio of 50:50), and the fixation using rice flour as the carrier, and drying at 30 ° C. The results obtained for the dyes of both raw materials corroborated with reports that the process of dye extraction interferes negatively in the characteristics of the final product with the decrease of the bioactive compounds. It is concluded that it is possible to produce a jambolan flour and purple corn straw with technological potential for the elaboration of instant anthocyanins rich desserts. Also that the two raw materials can be used for natural dye extraction, having this potential to be used in the processing of food products. / As matérias-primas utilizadas nesse trabalho são conhecidas por serem fontes naturais de antioxidantes, dentre os quais estão os compostos fenólicos e as antocianinas, responsáveis pela prevenção de várias doenças quando consumidas pelo homem. Porém as duas matérias-prima são pouco exploradas, portanto pouco aproveitadas. O objetivo desse trabalho foi caracterizar frutos de jambolão (Syzygium cumini) e palha de milho roxo (Zea mayz L.), produzir farinhas destas matérias-primas, extrair, de forma artesanal, seus corantes e desenvolver formulações de sobremesas instantâneas com a aplicação das farinhas obtidas. As amostras de jambolão foram colhidas na cidade de Goiânia-GO. E a palha de milho roxo adquirida, na fazenda Nossa Senhora Aparecida no município de Hidrolandia-GO. Após aquisição as mesmas foram lavadas, sanitizadas e secas. Os jambolões foram despolpados e liofilizados. E as palhas foram secas e trituradas, para posteriormente serem analisadas. Em seguida a polpa e farinha de jambolão, assim como a palha e a farinha de palha de milho roxo foram caracterizadas quanto à composição proximal, características físicas e físico-químicas. Logo após a farinha foi empregada na elaboração da sobremesa instantâneas com diferentes proporções de farinha pré gelatinizada de arroz, leite em pó e farinha de jambolão ou farinha de milho roxo. Em seguida selecionou a melhor formulação, considerando as características químicas e físicas das diferentes formulações testadas e se avaliou a qualidade química, física, microbiológica e sensorial da sobremesa selecionada. A formulação de sobremesa selecionada de jambolão foi a com 35,99 g de farinha pré gelatinizada de arroz, 12,6 g de leite em pó e 14,41 g de farinha de jambolão liofilizada, para a sobremesa de farinha de palha de milho a formulação escolhida foi com 38,68g de farinha de arroz pré gelatinizada, 15,75 g de leite em pó e 8,56 g de farinha de palha de milho roxo. De acordo com as análises sensoriais realizadas nas sobremesas, ambas formulações selecionadas foram aceitas pelos provadores obtendo características desejadas. Para produção de corantes naturais, primeiramente procedeu-se a extração utilizando como solventes água /etanol (proporção de 50:50), e a fixação utilizando como veículo farinha de arroz, e a secagem a 30°C. Os resultados obtidos para os corantes de ambas as matérias-primas corroboraram com relatos que afirmam que o processo de extração de corante intervém negativamente nas características do produto final com a diminuição dos compostos bioativos. Conclui-se que é possível a produção de uma farinha de jambolão e de palha de milho roxo com potencial tecnológico para elaboração das sobremesas instantâneas ricas em antocianinas. Também que as duas matérias-primas podem ser utilizadas para extração de corante natural, tendo esse potencial para ser empregado no processamento de produtos alimentícios.

Orientador: Helena Teixeira Godoy / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-14T14:32:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cerro-Quintana_RominaSofia_M.pdf: 1888892 bytes, checksum: a00d1cae4aa4bb2ed11521b4f17bba31 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O milho roxo (Zea mays L.) é uma variedade diferenciada de milho que cresce naturalmente no Peru e tem sido tradicionalmente usado para o preparo de sobremesas e sucos, devido à intensa coloração presente no sabugo e no pericarpo dos grãos. Além disso, publicações científicas recentes têm avaliado e demonstrado a presença de antocianinas e outros compostos fenólicos em grande quantidade tanto nos grãos quanto no sabugo, os quais apresentam propriedades que podem melhorar algumas funções físicas do organismo, e até ajudar na prevenção e combate de doenças degenerativas. Neste trabalho, se otimizou um método de extração do pigmento do sabugo do milho roxo, por meio de planejamentos experimentais e análise de superfícies de resposta, nos quais foram estudados os efeitos de variáveis como, tipo de solvente, composição do solvente, pH, tempo e temperatura de extração, número de extrações e massa de amostra, sobre o teor de antocianinas monoméricas totais, fenólicos totais, índice de atividade antioxidante e rendimento total do extrato. As superfícies de resposta obtidas indicaram a água como melhor solvente extrator nas condições de pH 4, 60 minutos de extração a 50°C, 3 extrações subseqüe ntes e 1 g de amostra. Uma vez validadas as condições de extração dos pigmentos, os mesmos foram analisados por meio da técnica de espectrometria de massas, com a finalidade de identificar as antocianinas presentes neles, por serem estas os compostos de destaque na amostra. Foram identificadas 9 antocianinas: cianidina-3-o-glicosídio, pelargonidina-3-o-glicosídio, peonidina-3-o-glicosídio, cianidina-3(6¿malonilglicosídio), pelargonidina-3(6¿malonilglicosídio), peonidina-3(6¿malonilglicosídio), cianidina-3(3¿,6¿dimalonilglicosídio), peonidina-3(3¿,6¿dimalonilglicosídio) e pelargonidina-dimalonilglicosídio, sendo que a presença desta última antocianina não foi relatada anteriormente em pesquisas realizadas nesta matriz. Por último, aplicou-se o extrato liofilizado obtido nas condições otimizadas em três sistemas alimentares (gelatina, suco instantâneo e bebida isotônica) em diferentes concentrações, com a finalidade de verificar a estabilidade e vida de prateleira do pigmento como corante natural, assim como, o poder tintorial ao ser comparado com amostras comerciais contendo corantes sintéticos. A cor foi avaliada pelo sistema CIEL*a*b* através dos parâmetros L*, h, C* e _E. Os resultados mostraram que o pigmento extraído foi estável por 7 dias nas amostras de gelatina e suco instantâneo, conservadas a temperaturas de refrigeração e com incidência ocasional de luz, enquanto à bebida isotônica, o extrato mostrou diferenças significativas na coloração final observada depois de 16 dias de estocagem a temperatura ambiente e sob intensa iluminação. Ao serem avaliadas as concentrações do pigmento e comparadas com os produtos comercias com corantes sintéticos, observou-se que nenhuma das concentrações aplicadas na gelatina foram o suficiente intensas para alcançar a coloração padrão, também foi observado que as concentrações 0,5 e 0,8 mg/mL testadas na bebida isotônica se mostraram diferentes, mas, muito próximas da cor apresentada pelo padrão, enquanto que, para o suco instantâneo a concentração de 0,8 mg/mL foi suficiente para se aproximar e reproduzir a tonalidade apresentada pela amostra padrão, demonstrando que para esta matriz a substituição do corante sintético pelo natural é uma opção viável / Abstract: Purple corn (Zea mays L.) is a peculiar variety of corn that normally grows in Peru and has been traditionally used for desserts and drinks, due to the intense color presented on the cob and grains¿ pericarp. Recent scientific publications have evaluated and demonstrated the presence of anthocyanins and other phenolic compounds in large quantities in grains and cobs of purple corn, which have properties that might improve some physical functions of the body, and help to prevent and fight degenerative diseases. On this job was optimized a extraction method of purple corncob pigment using design of experiments and surface response analysis, where were studied some variable¿s effects as, kind of solvent, solvent¿s composition, pH, extraction¿s time and temperature, number of extractions, sample mass, over total monomeric anthocyanin content, total phenolics content, antioxidant activity index and total extract yield. Response surfaces showed water as the best extraction solvent on the next conditions: pH 4, 60 minutes of extraction, 50 °C, 3 extractions and 1 gram of sample. Once that the best condition was validated, the pigment was analyzed with mass spectrometry technique with the aim of identify the presents anthocyanins at the sample, due they are the most important compounds in this matrix. Were identified 9 anthocyanins, cyanidin-3-o-glucoside, pelargonidin-3-o-glucoside, peonidin-3-oglucoside, cyanidin-3(6¿malonylglucoside), pelargonidin-3(6¿malonylglucoside), peonidin-3(6¿malonylglucoside), cyanidin-3(3¿6¿dimalonylglucoside), peonidin-3(3¿6¿dimalonylglucoside) and pelargonidin-dimalonylglucoside, since this last anthocyanin has not been mentioned in previous papers about this matrix. Finally, the pigment obtained with the optimized conditions of extraction was applied in three food systems (gelatin, instant juice and an isotonic soft drink) in different concentrations, with the objective of verify the pigment stability and shelf-life time once that is applied as a natural pigment, as well as, the evaluation of the tintorial strength when compared with synthetics samples. Visual color was evaluated with CIEL*a*b* system through L*, h, C* and _E parameters. The results showed the purple corncob pigment is stable for 7 days of evaluation on gelatin and instant juice samples, when conserved at refrigerated temperatures and occasional illumination. When pigment concentrations were evaluated and compared with synthetics products, was observed that no one of the concentrations applied on gelatin were enough intense to reach the standard color. Was observed as well that, concentrations of 0,5 and 0,8 mg/mL tested on isotonic soft drink showed significant difference on color parameters, but pretty close to the standard¿s ones, in addition, 0,8 mg/mL concentration of instant juice color parameters matched with the standard ones, demonstrating that, for this matrix, purple corncob pigment is a great and stable substituent for artificial color additives in dairy products / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

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

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

Background: As a company it is more important than ever to consider the environmental sustainability aspect within the whole supply chain and all the stakeholders. Studies show that people's concerns about environmental sustainability increases and will continue to grow in the future. The wet dyeing process is the part of the textile production that consists of liquor and contains three main steps which are pretreatment, coloration and finishing. This process is presented as the most water, energy and chemicals consuming process within the textile industry and because of that, it is important to investigate it to be able to improve the environmental sustainability.  Purpose: The purpose of the thesis is to increase the understanding of IKEA’s suppliers' current usage of water, energy and chemicals within the wet dyeing process. Followed by an identification of opportunities for improvements in the wet dyeing process, aiming to become more environmentally sustainable.  Method: Through interviews with two suppliers, information regarding IKEA’s current wet dyeing processes will be collected. After that, data from relevant theoretical sources will be collected to analyze possible improvements of methods and colorants that can be relevant for IKEA as well as other companies within the textile industry to implement.  Conclusion: For research question 1, the researchers reach the conclusion that IKEA’s supplier number one has a more environmentally sustainable wet dyeing process compared to the second supplier.. A conclusion is nevertheless drawn that improvements within both suppliers wet dyeing processes should be considered to become more environmentally sustainable. For research question 2, the researchers come to the conclusion that Spray dyeing is the best alternative method to implement for improving environmental sustainability within the wet dyeing process. The researchers also recommend companies to actively become a part of the development of bacterial colorants, the future of coloration.