Submitted by Morgana Andrade (morgana.andrade@ufes.br) on 2016-04-08T19:43:32Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) tese_8940_Lorena Coelho Benevides verso final.pdf: 1351644 bytes, checksum: 36811571a6fc31c4766e3cc2e0db0ce7 (MD5) / Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-05-13T13:34:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) tese_8940_Lorena Coelho Benevides verso final.pdf: 1351644 bytes, checksum: 36811571a6fc31c4766e3cc2e0db0ce7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-13T13:34:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) tese_8940_Lorena Coelho Benevides verso final.pdf: 1351644 bytes, checksum: 36811571a6fc31c4766e3cc2e0db0ce7 (MD5) / CAPES / O Brasil produz 1,4 milhões de toneladas de suco de laranja, sendo responsável por 50% da produção mundial. Estima-se que 40-60% do volume processado seja considerado rejeito. Uma alternativa de aproveitamento da biomassa residual é a sua utilização para a obtenção de energia a partir do processo de pirólise. A compreensão desse processo envolve o estudo da cinética de degradação da biomassa residual, dos fenômenos de transporte, bem como do tipo, configuração e condições ótimas de operação do reator. O objetivo principal deste trabalho é o estudo cinético da pirólise de bagaço de laranja. Com relação à análise termogravimétrica, esta foi avaliada em dois estágios: o primeiro referente à perda de água livre até 373 K (secagem) e o segundo referente às reações de pirólise (devolatilização). Para a fase de secagem, modelos semi-empíricos de secagem foram usados em suas formas não isotérmicas. Já para a fase de devolatilização, utilizaram-se os modelos isoconversionais e o das reações paralelas independentes (RPI) reparametrizado. Para o primeiro estágio, o modelo que melhor descreveu a etapa de secagem dinâmica foi o de Overhutz, obtendo-se energia de ativação média de 11,24 kJ/mol. Já para o segundo estágio, os modelos isoconversionais apresentaram energia de ativação entre 104,94 e 417,27 kJ/mol. O modelo de Reações Paralelas Independentes Reparametrizado apresentou energia de ativação entre 130,32 e 153,62 kJ/mol, 144,00 e 194,65 kJ/mol, 59,23 e 85,41 kJ/mol, 74,16 e 148,89 kJ/mol, e 163,95 e 184,23 k/mol para hemicelulose, celulose, lignina, pectina e componente não conhecido, respectivamente. As frações dos subcomponentes do bagaço de laranja também foram estimados e obtiveram-se valores aproximados de 21, 31, 17, 25 e 6% de hemicelulose, celulose, lignina, pectina e componente x, respectivamente. Além disso, avaliou-se a cinética de secagem convectiva do bagaço, visto que o mesmo possui uma alta umidade inicial, empregando-se as equações semi-empíricas de cinética de secagem. A energia de ativação para a cinética convectiva do bagaço de laranja foi de 20,99 kJ/mol e o modelo de Overhultz foi o que melhor se adequou aos dados experimentais. / Brazil produces 1.4 million tons of orange juice, accounting for 50% of world production. It is estimated that 40-60% of the volume processed is considered tailings. An alternative use of residual biomass is their use for obtaining energy from the pyrolysis process. Understanding this process involves the study of the residual biomass degradation kinetics, transport phenomena, and the type, configuration, and optimal conditions of reactor operation. The aim of this work is the kinetic study of orange bagasse pyrolysis. With respect to thermogravimetric analysis, this was assessed in two stages: the first refers to the free water loss to 373 K (drying) and the second referring to the pyrolysis reactions (devolatilization). For the drying step, the semi-empirical models of drying were used in their non-isothermal forms. As for the devolatilization phase, they used the isoconversionais models and independent parallel reactions (RPI) reparametrized. For the first stage, the model that best describes the dynamic drying step was to Overhutz, obtaining average activation energy of 11,24 kJ/mol. As for the second stage, isoconversionais models showed activation energy between 104,94 and 417,27 kJ/mol. The reparametrized Independent Parallel Reactions model presented activation energy between 130,32 and 153,62 kJ/mol, 144,00 and 194,65 kJ/mol, 59,23 and 85,41 kJ/mol, 74,16 and 148,89 kJ/mol, and 163,95 and 184,23 kJ/mol for hemicellulose, cellulose, lignin, pectin, and component not known respectively. Fractions of subcomponents of orange bagasse were also estimated and is obtained approximate values of 21, 31, 17, 25 and 6% hemicellulose, cellulose, lignin, pectin and component x, respectively. In addition, it evaluated the convective drying kinetics bagasse, since it has a high initial moisture content, using the semi-empirical equations drying kinetics. The activation energy for convective kinetics of orange bagasse was 20,99 kJ/mol and the Overhultz model was the one best suited to the experimental data.

Pectin is a soluble dietary fiber that in addition to its role in the food industry as a thickener and emulsifier, provides metabolic effects related to weight control, lipids and glucose levels. It is found in significant amounts in agro-industrial residues such as bark and fruit cake. Soybean hulls, a product derived from the bran extraction and legume oil, also has a large amount of pectin in its composition. However, sources of different characteristics tend to provide pectins with monomeric organization and differentiated properties, which determine its technological application and metabolic role. Moreover, studies have indicated that the products of its hydrolysis, in particular pectic oligosaccharides have bifidogenic characteristics are considered as a new class of prebiotics. However, changes in physical and chemical properties caused by hydrolysis and its metabolic effects are not well studied. The optimal amounts of pectic prebiotics consumption also require further evidence to be established. Therefore, the aim of this study was to select promising raw material for efficient extraction and hydrolysis of pectin, evaluating the resulting product (partially hydrolyzed pectin) and the physical and chemical properties and prebiotic potential in vivo. The agro-industrial waste used were soybean hulls, passion fruit peel and orange peel. The passion fruit peel was the raw material with the greatest potential for pectin extraction by presenting yield ( 15.71 %) and galacturonic acid content ( 51.3 % ) , similar to orange peel ( 17.96 % yield and 60.45 % of galacturonic acid) in pectic concentrate, but with residual levels of protein and lipids reduced. Although high pectin content in its composition , the yield of extraction of the polysaccharide was only 5.66 % for soybean hulls . Therefore, passion fruit peel was chosen for pectit prebiotics production. Acid hydrolysis was efficient for two hours to produce changes in molecular weight distribution profile of passion fruit peel pectin, increasing the amount of low molecular weight compounds. The physico-chemical properties form also altered by hydrolysis, with decreased water holding capacity and the copper connection, and increased capacity for absorbing fat. The addition of 0.25% of partially hydrolyzed passion fruit peel pectin provided prebiotic effect, resulting in increased production of short chain fatty acids in growth in rat cecum. / A pectina é uma fibra alimentar solúvel que, além de seu papel na indústria de alimentos como espessante e emulsificante, proporciona efeitos metabólicos relacionados ao controle do peso, perfil lipídico e glicêmico. É encontrada em quantidades significativas em resíduos da agroindústria, como cascas e bagaços de frutas. A casca de soja, um produto resultante da extração do farelo e do óleo da leguminosa, também possui grande quantidade de pectina em sua composição. Todavia, fontes de características diferentes tendem a fornecer pectinas com organização monomérica e propriedades diferenciadas, as quais determinam sua aplicação tecnológica e papel metabólico. Além disso, estudos têm apontado que os produtos da sua hidrólise, em especial os oligossacarídeos pécticos, apresentam características bifidogênicas, sendo considerados uma nova classe de prebióticos. No entanto, as alterações nas propriedades físico-químicas causadas pela hidrólise e seus efeitos metabólicos são pouco estudadas. As quantidades ideais de consumo de prebióticos pécticos também carecem de maiores evidências para serem estabelecidas. Portanto, o objetivo deste estudo foi selecionar matéria-prima promissora para eficiente extração e hidrólise de pectinas, avaliando o produto resultante (pectina parcialmente hidrolisada) quanto às propriedades físico-químicas e potencial prebiótico in vivo. Os resíduos agroindustriais utilizados foram casca de soja, casca de maracujá e bagaço de laranja. A casca de maracujá foi a matéria-prima de maior potencial para extração de pectinas por apresentar rendimento (15,71%) e teor de ácido galacturônico (51,3%), semelhante ao bagaço de laranja (17,96% de rendimento e 60,45% de ácido galacturônico) no concentrado péctico, porém com teores residuais de proteína e lipídeos reduzidos. Embora com elevado teor de pectina em sua composição, o rendimento de extração deste polissacarídeo foi de apenas 5,66% para a casca de soja. Portanto, a casca de maracujá foi escolhida para a produção dos prebióticos pécticos. A hidrólise ácida por duas horas foi eficiente para produzir alterações no perfil de distribuição de massa molar da pectina de casca de maracujá, aumentando a quantidade de compostos de baixa massa molar. As propriedades físico-químicas também foram alteradas pela hidrólise, com diminuição da capacidade de retenção de água e de ligação a cobre, e aumento da capacidade de absorção de gordura. A adição de 0,25% de pectina de casca de maracujá parcialmente hidrolisada proporcionou efeito prebiótico, confirmado pela maior produção de ácidos graxos de cadeia curta no ceco de ratos em crescimento.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The passion fruit peel (CM), apple pomace (BM) and orange bagasse (BL) are by-products generated in large quantities and usually wasted by brazilian industries of juices processing. However have nutritional qualities important for health, as relevant levels of dietary fiber. In this context, the study aimed to characterize the flour of these by-products, study potential nutritional as alternative sources of fiber in diets drawn up for rats, and test the nutritional and sensory quality of honey breads enriched with these flours. In step characterization, it was verified a high content of dietary fiber, which varied 54.82 to 76.84% in dry matter (DM), highlighting the soluble fraction (18.97% to 25.17% in DM), mainly composed of pectin (49.19% to 91.25% of the soluble fiber). Phenolic compounds were also elevated in the samples analyzed (479.71 to 862.11 mg% in DM). The BM stood out for higher fiber content, pectin, condensed tannins and greatest copper binding capacity. The CM presented a high mineral content, very small percentage of fat, high hydration capacity and greater fat binding capacity. The BL was the by-product with higher levels of soluble fiber and phenolic content. In biological assay, conducted for 40 days, it was used 32 male Wistar rats, with 21 days old, randomly distributed (eight animals / treatment) between the following experimental treatments: TC, control treatment with cellulose as a fiber source; TBM; treatment with apple pomace as fiber source; TBL, treatment with orange bagasse as a source of fiber; TCM; treatment with passion fruit peel as a source of fiber.The different sources of fiber did not affect the average consumption, weight gain, feed conversion, gastrointestinal transit time, and neither exerted influence on the weight of the intestine empty, kidney, liver and epididymal fat of animals. There was also not significant difference in the levels of total cholesterol, HDL cholesterol, albumin, total protein and lipids in the liver. However, it was found that the addition of these by-products has enabled significant reductions in serum triglycerides and hepatic cholesterol, and also promote changes in important parameters for gut health (pH, nitrogen and fecal moisture) and play important roles in the control of postprandial glycemia. The fiber derived from BM showed greater potential to reduce the absorption and metabolization of fat for its increased excretion in feces, but it was the only one that did not exercise significant influence on fasting glucose. The fiber from the CM had higher apparent digestibility and the animals fed with BL showed the better postprandial glycemic response. The replacement of 15% of wheat flour standard formulation of honey bread by flours fruit by-products of allowed the reduction of caloric value and the increase in dietary fiber content (from 6.62 to 9.61% in DM to the formulations added BL and BM, respectively) and your soluble fraction. Sensory evaluation of honey breads enriched with flour by-products indicated good acceptability average for all parameters evaluated (color, aroma, flavor, texture, overall acceptability) and favorable purchase intent of these products. Is founded, thus, the rational utilization of these by-products of processing fruits as alternative sources of fiber with potential nutritional and technological to be used in human food. / A casca de maracujá (CM), o bagaço de maçã (BM) e o bagaço de laranja (BL) são subprodutos gerados em grande quantidade e geralmente desperdiçados pelas indústrias brasileiras de processamento de sucos. Contudo possuem qualidades nutricionais importantes, como teores relevantes de fibra alimentar. Nesse contexto, este trabalho objetivou caracterizar as farinhas desses subprodutos, estudar o potencial nutricional como fontes alternativas de fibra em dietas elaboradas para ratos e testar a qualidade nutricional e sensorial de pães de mel enriquecidos com essas farinhas. Na etapa de caracterização, constatou-se alto teor de fibra alimentar, que variou de 54,82 a 76,84% na matéria seca (MS), destacando-se a fração solúvel (18,97% a 25,17% na MS), composta principalmente por pectina. Os compostos fenólicos também foram elevados nas amostras analisadas (479,71 a 862,11 mg % na MS). O BM destacou-se pelo maior teor de fibra, pectina, taninos condensados e superior capacidade de ligação ao cobre. A CM apresentou alto teor de minerais, baixo percentual de gordura, elevada capacidade de hidratação e maior capacidade de ligação à gordura. O BL foi o subproduto com maior teor de fibra solúvel e conteúdo de fenóis. No ensaio biológico, conduzido por 40 dias, utilizou-se 32 ratos Wistar machos, com 21 dias de idade e distribuídos aleatoriamente (oito animais/tratamento) entre os seguintes tratamentos experimentais: TC, tratamento controle com celulose como fonte de fibra; TBM; tratamento com bagaço de maçã como fonte de fibra; TBL, tratamento com bagaço de laranja como fonte de fibra; TCM; tratamento com casca de maracujá como fonte de fibra. As diferentes fontes de fibras não afetaram o consumo médio, ganho de peso, conversão alimentar, tempo de trânsito gastrointestinal e nem exerceram influência no peso do intestino vazio, do rim, do fígado e da gordura epididimal dos animais. Também não foi observada diferença significativa nos níveis de colesterol total, colesterol HDL, albumina, proteínas totais e lipídeos no fígado. Contudo, constatou-se que adição desses subprodutos possibilitou reduções significativas nos níveis de triglicerídeos séricos e de colesterol hepático, além de promover modificações em parâmetros importantes para a saúde do intestino (pH, nitrogênio e umidade fecal) e desempenhar importante ação no controle da glicemia pós-prandial. A fibra oriunda do BM mostrou maior potencial em reduzir a absorção e a metabolização da gordura pela sua excreção aumentada nas fezes, mas foi a única que não exerceu influência significativa na glicemia de jejum. A fibra advinda da CM apresentou maior digestibilidade aparente e os animais alimentados com BL mostraram a melhor resposta glicêmica pós-prandial. A substituição de 15% da farinha de trigo da formulação padrão de pão de mel pelas farinhas dos subprodutos de frutas possibilitou a redução do valor calórico e o incremento no teor de fibra alimentar (6,62 a 9,61% na MS para as formulações adicionadas de BL e BM, respectivamente) e de sua fração solúvel. A avaliação sensorial dos pães de mel enriquecidos com as farinhas dos subprodutos indicou boa média de aceitabilidade para todos os parâmetros avaliados (cor, aroma, sabor, textura, aceitação global) e favorável intenção de compra desses produtos. Fundamenta-se, assim, a utilização racional desses subprodutos do processamento de frutas como fontes alternativas de fibras, que têm potencial nutricional e tecnológico para serem utilizadas na alimentação humana.