Kidney bean proteins and peptides can be developed to serve as an important ingredient for the formulation of high quality foods or therapeutic products that may positively impact on body function and human health. The main goal of this thesis was to determine the in vitro structural and functional characteristics of major proteins and enzymatic protein hydrolysate of red kidney bean (Phaseolus vulgaris). Selective aammonium sulfate precipitation of the kidney bean proteins yielded 88% globulin and 7% albumin.The globulin and albumin are glycoproteins that contained ~4% and 45% carbohydrate contents, respectively. Physicochemical and functional characteristics of the globulin fraction, such as, gelation concentration, foam stability, emulsion capacity, and emulsion stability were superior to those of albumin. Reducing SDS-PAGE revealed vicilin with molecular weight of ~45 kDa as the major globulin in kidney beans. Circular dichroism spectroscopy of the purified vicilin showed reductions in α-helix, and β-pleated sheet conformations upon addition of NaCl or changes in pH. Likewise, the tertiary structures as observed from the near-UV CD spectra were also changed by shifts in pH conditions and NaCl addition. Far UV-CD showed increased β-sheet content up till 60oC from room temperature, but a steady loss in the tertiary structure as temperature was further increased; however, β-sheet structure was still detectable at 80oC. Differential scanning calorimetry thermograms showed a prominent endothermic peak with denaturation temperature at around 90oC, attributed to thermal denaturation of vicilin. Alcalase hydrolysis of kidney bean globulin produced multifunctional peptides that showed potential antihypertensive properties because of the in vitro inhibition of activities of renin and angiotensin I converting enzyme as well as the antioxidant properties. The <1 and 5-10 kDa peptide fractions exhibited highest (p<0.05) renin inhibition and the ability to scavenge 2, 2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl free radical, inhibit peroxidation of linoleic acid and reduce Fe3+ to Fe2+. Based on this study, incorporation of kidney bean globulin as an ingredient may be useful for the manufacture of high quality food products. Likewise, the kidney bean protein hydrolysates, especially the <1 kDa fraction represent a potential source of bioactive peptides for the formulation of functional foods and nutraceuticals.

[pt] Resultados de testes preliminares para a reação de obtenção de formaldeído a partir de metóxi metano (DME) utilizando um catalisador Mo/SnO2 indicaram a necessidade de sistemas altamente ativos. Considerando-se que espécies dispersas de Mo parecem ser as mais efetivas para essa reação, e que a obtenção dessas espécies deve ser favorecida com o uso de um suporte de elevada área específica, estudou-se, neste trabalho, a influência dos parâmetros de síntese nas propriedades fisico-químicas do SnO2 preparado a partir de três diferentes métodos: a partir do ataque de Sn0 com HNO3, a partir da reação entre Sn+4 e NH4OH, e a partir da reação entre Sn+4 e dodecilamina. Foram realizadas alterações na forma de mistura das soluções, no tempo e na temperatura de reação, e na razão de aquecimento durante a calcinação. As amostras obtidas foram caracterizadas por adsorção de N2 para medições de área específica e distribuição de tamanho de poros, difração de raios-X e espectroscopia de reflectância difusa na região do UV-visível. Os resultados mostraram que todas as amostras obtidas são mesoporosas, embora apresentem diferentes valores de área específica, de tamanho de cristal, e de diferença de energia entre os orbitais HOMO-LUMO. Dentre os métodos estudados, o que partiu da reação entre Sn+4 e NH4OH apresentou maior sensibilidade às alterações realizadas, e as amostras assim obtidas apresentaram maiores valores de área específica; por outro lado, as amostras obtidas a partir do ataque de Sn0 com HNO3 não apresentaram variações texturais e estruturais significativas. Os resultados indicam ainda que, dentre os parâmetros alterados, a temperatura e o tempo da reação parecem ser os mais importantes. / [en] Preliminary tests on the reaction for formaldehyde production from metoxi methane (DME) using a Mo/SnO2 catalyst have indicated the necessity of highly active systems. Dispersed species of Mo seem to be the most effective for this reaction which may be favored by the use of a support of high specific area. Therefore the influence of the synthesis parameters on the physicochemical properties of the SnO2 has been studied in this work. This oxide has been prepared by three different methods: by the oxidation of Sn0 using HNO3, by the reaction of Sn+4 with NH4OH, and by the reaction of Sn+4 with dodecylamine. Variations on the way of mixing the solutions, on the time and the temperature of the reaction, and on the heating rate of the calcinations step have been carried out. These samples have been characterized by N2 adsorption for measurements of specific area and pore size distributions, X-ray diffraction and UV-visible diffuse reflectance spectroscopy. The results have shown that all samples are mesoporous even though they have exhibited distinct values of specific area, crystal size and HOMO-LUMO gap energy. The reaction of Sn+4 with NH4OH has presented the greatest sensitivity to the synthesis parameters, and it has provided samples with the highest specific area values. However the samples prepared by the oxidation of Sn0 using HNO3 have not been influenced. The results have also indicated that the temperature and the reaction time seem to be the most important parameters.

A utilização de polímeros naturais na produção de materiais biodegradáveis tem sido uma alternativa, uma vez que as embalagens produzidas com plásticos sintéticos se tornaram um problema ambiental por serem não-biodegradáveis. Neste trabalho, foi avaliada a capacidade filmogênica da farinha de chia (FC) e da sua mucilagem (MC), através de análises físico-químicas, mecânicas e estruturais. Os filmes comestíveis de FC foram incorporados de amido de milho (AM) em algumas formulações, sendo os mesmos elaborados na seguinte proporção de FC:AM, 1:0, 1:1 e 1:2 p/p, com 6 % p/v de sólidos totais, e com a mesma concentração de glicerol para todas as formulações testadas, 1 % p/v. Ao passo que os filmes de MC foram elaborados com 1 % p/v de MC, variando-se o nível de glicerol em 25, 50 e 75 % p/p (baseado no peso da MC). Ambos filmes biodegradáveis e comestíveis foram elaborados pela técnica de casting. Os filmes de FC apresentaram, nas diferentes formulações 1:0, 1:1 e 1:2 (FC:AM, p/p), as variações na espessura (de 0,247 a 0,194 mm), no conteúdo de umidade (de 12,23 a 7,27 %), na solubilidade (de 25,57 a 25,34 %), na permeabilidade ao vapor de água (de 0,567 a 0,293 g mm/kPa g m2), na resistência à tração (de 0,77 a 6,26 MPa), no alongamento (de 5,16 a 1,05 %), no módulo de Young (de 25,64 a 681,39 MPa), na força de perfuração (de 1,38 a 7,02 N) e na deformação na perfuração (de 1,03 a 1,42 %). Estes resultados demonstram que os filmes de FC obtiveram baixa solubilidade, baixa permeabilidade ao vapor da água, intermediária resistência à tração e baixo alongamento. Já os filmes de MC apresentaram, nas seguintes formulações CM25, CM50 e CM75, as variações na espessura (de 0,054 a 0,060 mm), no conteúdo de umidade (de 18,18 a 41,88 %), na solubilidade (de 52.74 a 84.50 %), na permeabilidade ao vapor de água (de 0,131 a 0,442 g mm/kPa g m2), na resistência à tração (de 17,75 a 9,44 MPa), no alongamento (de 1,93 a 15,89 %) e no módulo de Young (de 778,40 a 105,15 MPa). Estes resultados demonstram que a quantidade de glicerol nos filmes de MC interferiu significativamente em todos os atributos avaliados (p < 0,05). A medida que a concentração de glicerol aumentou, a permeabilidade ao vapor da água, o alongamento e a solubilidade do filme aumentaram, em contrapartida, a resistência à tração e o módulo de Young diminuíram. Além disso, os filmes de MC apresentaram baixa permeabilidade ao vapor da água, alta a intermediária resistência à tração e intermediário alongamento. Em relação à cor, os filmes de FC apresentaram coloração escura, a qual ficou mais clara à medida que se adicionou mais AM, além disso, apresentaram baixa a intermediária transparência. Já os filmes de MC, apresentaram cor levemente amarela-avermelhada, mas ainda transparente na aparência. Ambos filmes apresentaram excelente absorção da radiação ultravioleta, o que indica que os mesmos podem ter a capacidade de proteger os alimentos que sejam futuramente embalados pelos mesmos. Diante do exposto, o estudo demonstrou que, em geral, os filmes elaborados com a matéria-prima semente de chia (farinha e mucilagem) são promissores para serem utilizadas na produção de filmes comestíveis com especificações interessantes. / The use of natural polymers for the production of biodegradable materials has been an alternative, since packaging made with synthetic plastics have become an environmental problem due to they are non-biodegradable. In this study, it was evaluated the filmogenic capacity of chia flour (CF) and its mucilage (CM), through physicochemical, mechanical, and structural analysis. Corn starch (CS) was incorporated to some CF edible films, and were prepared in the following proportion of CF:CS, 1:0, 1:1 and 1:2 w/w, 6 % w/v of total solids, and the same glycerol concentration for all tested formulations, 1 % w/v. Whereas the CM films were prepared using 1 % w/v of CM, varying the level of glycerol in 25, 50 and 75 % w/w (based on CM weight). Both edible films were prepared by casting technique. The CF films presented, in the different formulations 1:0, 1:1 and 1:2 (CF: C:S, w/w), the variations in thickness (from 0.247 to 0.194 mm), in moisture content (from 12.23 to 7.27 %), in solubility (from 25.57 to 25.43 %), in water vapor permeability (from 0.567 to 0.293 g mm/kPa g m2), in tensile strength (from 0.77 to 6.26 MPa), in elongation at break (5.16 to 1.05 %), in Young's modulus (from 25.64 to 681.39 MPa), in puncture strength (from 1.38 to 7.02 N), and in puncture deformation (from 1.03 to 1.42 %). These results demonstrate that CF films showed low solubility, low water vapor permeability, intermediate tensile strength and low elongation at break. While the CM films presented, in the following formulations CM25, CM50 and CM75, variations in thickness (from 0.054 to 0.060 mm), in moisture content (18.18 to 41.88 %), in solubility (from 52.74 to 84.50 %), in water vapor permeability (0.131 to 0.442 g mm/kPa g m2), in tensile strength (17.75 to 9.44 MPa), in elongation at break (from 1.93 to 15.89 %) and in Young’s modulus (from 778.40 to 105.15 MPa). These results demonstrate that the amount of glycerol in the CM films caused significant differences in all tested attributes (p < 0.05). As glycerol concentration increased, water vapor permeability, elongation at break and solubility of CM films increased, whilst, tensile strength and Young's modulus decreased. Moreover, the CM films showed low water vapor permeability, high to intermediate tensile strength and intermediate elongation. Regarding the color, the CF films presented dark coloration, which became clearer as more CS was added, in addition, had low to intermediate transparency. While CM films presented slightly yellow-reddish color, but still transparent in appearance. Both films had excellent absorption of ultraviolet radiation, indicating that these films may have the ability to protect the foods that will be packed by them hereafter. This study revealed that, in general, the films produced with chia seed raw material (flour and mucilage) are promising for use in the production of edible films with interesting specifications.

O Brasil é o maior produtor mundial de suco de laranja e os resíduos gerados deste processamento representam sérios problemas ao meio ambiente. No entanto, estes resíduos podem ser considerados como subprodutos da indústria por possuírem elevado teor de fibras, possibilitando sua utilização como ingrediente em alimentos. As fibras podem ser adicionadas como substituto de gordura, resultando em produtos mais saudáveis. Neste sentido, este trabalho visa estudar a possibilidade e viabilidade do aproveitamento dos subprodutos da indústria de sucos de laranja para aplicação em alimentos. As fibras obtidas a partir dos subprodutos de laranja foram adicionadas como substituto de gordura em sorvetes e bolos. Foi realizada a caracterização físico-química e funcional das fibras, sendo também avaliados os compostos fenólicos e carotenoides presentes. As fibras foram submetidas a tratamentos como a hidrodestilação com o objetivo de reduzir o sabor amargo. Análises físico-químicas e sensoriais foram realizadas nos sorvetes e nos bolos. Duas amostras diferentes de fibra de laranja: F1 (casca, bagaço e sementes) e F2 (casca) foram analisadas sendo que ambas apresentaram alto teor de fibra dietética total e uma relação ideal entre fibra solúvel e insolúvel. A F2 apresentou os maiores teores de compostos fenólicos (125 mg/g) e carotenoides (1,21 mg/100 g) quando comparada a fibra F1. Essas fibras quando adicionadas ao sorvete de chocolate reduziram em média 70 % o teor de gordura, sem modificar propriedades sensoriais de cor, odor e textura, porém provocou efeitos negativos sobre o sabor e o sabor residual dos sorvetes. A adição de 1,0 % de fibra da casca de laranja, submetida à hidrodestilação, em sorvete de limão reduziu aproximadamente 50 % o teor de lipídeos das amostras e não modificou o conteúdo de proteína, as propriedades de cor, os valores de pH, os parâmetros de textura e não provocaram mudanças na aceitação dos atributos sensoriais do produto original. A fibra bruta da casca de laranja também pode ser considerada uma boa alternativa como substituto de gordura em bolos. Já que foram obtidas reduções de até 90 % no teor de lipídeos e até 27 % no valor calórico do produto. A adição de 3 % de fibra de laranja, não alterou a formulação do bolo de forma a modificar sua preferência perante os julgadores, mostrando resultados semelhantes em todos os parâmetros sensoriais comparativos ao bolo padrão. / Brazil is the world's largest orange juice producer and the wastes generated by this process represent serious environmental problem, however these residues may be regarded as byproducts of industry because their high fiber content allowing its use as ingredient in foods. Fibers can be added as fat replacer, resulting in healthier products. Thus, this work aimed to study the possibility and viability of orange juice industry byproducts utilization for application in foods. The fibers obtained from the orange juice byproducts were added as fat replacer in ice creams and cakes. The physicochemical and functional characterization of the fibers were performed, and carotenoids and phenolic compounds content were evaluated. The fibers were submitted to treatments such as hydro-distillation aiming to reduce the bitter taste. Chemical, physical and sensory analyses were performed in ice creams and cakes. Two different samples of orange fiber were analyzed: F1 (peel, pulp and seeds) and F2 (peel). Both samples showed high levels of total dietary fiber and an ideal ratio between soluble and insoluble fiber. The F2 showed higher levels of phenolic compounds (125 mg/g) and carotenoids (1.21 mg/100 g) when compared to fiber F1. The use of orange fiber as a fat replacer in ice cream led to a 70 % reduction of fat without causing significant changes on product attributes such as color, odor and texture, however caused negative effects on the taste and aftertaste of ice cream. The addition of 1 % of peel orange fiber, submitted to treatment by hydro-distillation, in lemon ice cream resulted in a mean reduction of approximately 50 % of the samples fat content and did not significantly modified properties as protein content, color properties, pH values, melt rate and texture parameters, and caused no changes in the acceptance attributes of original product. The crude peel orange fiber can be considered a good choice as a fat replacement in cakes, since the results showed 90 % reduction in lipid levels and 27 % in the caloric value of the product. The addition of 3 % orange fiber did not change the cake formulation in order to modify their preference before the judges, showing similar results in all sensory parameters comparable to standard cake.

Les performances des dispositifs photovoltaïques organiques (OPV) se sont considérablement améliorées au cours de la dernière décennie. Compte tenu de ces avancées, il est envisageable de transférer cette technologie développée au laboratoire à l’échelle industrielle. Le dépôt de la structure multicouche par le procédé d’impression jet d’encre est le moyen idéal de produire des dispositifs sur mesure, flexibles et potentiellement à faible coût. L’objectif de cette thèse a ainsi été de comprendre et de maitriser l’influence de la formulation des encres sur le procédé d’impression, en allant de l’éjection jusqu’aux performances photovoltaïques des couches imprimées. Les paramètres améliorant la qualité d’éjection ont tout d’abord été déterminés, puis ceux favorisant la mouillabilité. A partir de ces données, les encres ont été formulées pour que leurs propriétés physico-chimiques répondent à ces exigences. Ces nouvelles formulations ont ainsi permis d’optimiser la qualité d’éjection et d’assurer l’obtention d’une couche imprimée uniforme et compatible pour leur intégration en dispositifs OPV. Les couches obtenues après optimisation de la stratégie d’impression se sont avérées aussi performantes que celles réalisées par spin coating, procédé laboratoire de référence. Les avancées mises au point dans ces travaux, en termes de maitrise de la formulation et du procédé jet d’encre, ont contribué à l’amélioration de chacune des couches imprimées du dispositif. D’autre part, la méthodologie mise au point au cours de ce travail pourra s’appliquer à d’autres technologies photovoltaïques, ainsi qu’au domaine de l’électronique organique imprimée / The performances of organic photovoltaic devices (OPV) have been considerably improved over the last decade. These developments allow to scale up the technologies developed at the laboratory scale to the industrial one. For the elaboration of multilayered architectures, inkjet printing method is the ideal way to produce custom-made devices which could be also flexible and potentially low cost. The purpose of this PhD was to understand and to master the influence of ink formulation on the printing process, from the ejection step to the photovoltaic performance characterization of the printed layers. Parameters improving the ejection quality were first determined followed by those making the wettability easier. The inks have been then formulated to ensure that their physicochemical properties meet the aforementioned requirements. These new formulations enabled to optimize the quality of the ejection quality and to ensure uniform printed layers compatible with their integration in OPV devices. After optimization of the printing strategies, the obtained layers proved to be as efficient as those made by spin coating process (reference process at laboratory scale). The advances reached within in this work, in terms of formulations and processes, contributed to the improvement of each inkjet printed layers of the device. Furthermore, the methodology developed here could be applied in the near future either to other photovoltaic technologies and to organic printed electronics.

A utilização de polímeros naturais na produção de materiais biodegradáveis tem sido uma alternativa, uma vez que as embalagens produzidas com plásticos sintéticos se tornaram um problema ambiental por serem não-biodegradáveis. Neste trabalho, foi avaliada a capacidade filmogênica da farinha de chia (FC) e da sua mucilagem (MC), através de análises físico-químicas, mecânicas e estruturais. Os filmes comestíveis de FC foram incorporados de amido de milho (AM) em algumas formulações, sendo os mesmos elaborados na seguinte proporção de FC:AM, 1:0, 1:1 e 1:2 p/p, com 6 % p/v de sólidos totais, e com a mesma concentração de glicerol para todas as formulações testadas, 1 % p/v. Ao passo que os filmes de MC foram elaborados com 1 % p/v de MC, variando-se o nível de glicerol em 25, 50 e 75 % p/p (baseado no peso da MC). Ambos filmes biodegradáveis e comestíveis foram elaborados pela técnica de casting. Os filmes de FC apresentaram, nas diferentes formulações 1:0, 1:1 e 1:2 (FC:AM, p/p), as variações na espessura (de 0,247 a 0,194 mm), no conteúdo de umidade (de 12,23 a 7,27 %), na solubilidade (de 25,57 a 25,34 %), na permeabilidade ao vapor de água (de 0,567 a 0,293 g mm/kPa g m2), na resistência à tração (de 0,77 a 6,26 MPa), no alongamento (de 5,16 a 1,05 %), no módulo de Young (de 25,64 a 681,39 MPa), na força de perfuração (de 1,38 a 7,02 N) e na deformação na perfuração (de 1,03 a 1,42 %). Estes resultados demonstram que os filmes de FC obtiveram baixa solubilidade, baixa permeabilidade ao vapor da água, intermediária resistência à tração e baixo alongamento. Já os filmes de MC apresentaram, nas seguintes formulações CM25, CM50 e CM75, as variações na espessura (de 0,054 a 0,060 mm), no conteúdo de umidade (de 18,18 a 41,88 %), na solubilidade (de 52.74 a 84.50 %), na permeabilidade ao vapor de água (de 0,131 a 0,442 g mm/kPa g m2), na resistência à tração (de 17,75 a 9,44 MPa), no alongamento (de 1,93 a 15,89 %) e no módulo de Young (de 778,40 a 105,15 MPa). Estes resultados demonstram que a quantidade de glicerol nos filmes de MC interferiu significativamente em todos os atributos avaliados (p < 0,05). A medida que a concentração de glicerol aumentou, a permeabilidade ao vapor da água, o alongamento e a solubilidade do filme aumentaram, em contrapartida, a resistência à tração e o módulo de Young diminuíram. Além disso, os filmes de MC apresentaram baixa permeabilidade ao vapor da água, alta a intermediária resistência à tração e intermediário alongamento. Em relação à cor, os filmes de FC apresentaram coloração escura, a qual ficou mais clara à medida que se adicionou mais AM, além disso, apresentaram baixa a intermediária transparência. Já os filmes de MC, apresentaram cor levemente amarela-avermelhada, mas ainda transparente na aparência. Ambos filmes apresentaram excelente absorção da radiação ultravioleta, o que indica que os mesmos podem ter a capacidade de proteger os alimentos que sejam futuramente embalados pelos mesmos. Diante do exposto, o estudo demonstrou que, em geral, os filmes elaborados com a matéria-prima semente de chia (farinha e mucilagem) são promissores para serem utilizadas na produção de filmes comestíveis com especificações interessantes. / The use of natural polymers for the production of biodegradable materials has been an alternative, since packaging made with synthetic plastics have become an environmental problem due to they are non-biodegradable. In this study, it was evaluated the filmogenic capacity of chia flour (CF) and its mucilage (CM), through physicochemical, mechanical, and structural analysis. Corn starch (CS) was incorporated to some CF edible films, and were prepared in the following proportion of CF:CS, 1:0, 1:1 and 1:2 w/w, 6 % w/v of total solids, and the same glycerol concentration for all tested formulations, 1 % w/v. Whereas the CM films were prepared using 1 % w/v of CM, varying the level of glycerol in 25, 50 and 75 % w/w (based on CM weight). Both edible films were prepared by casting technique. The CF films presented, in the different formulations 1:0, 1:1 and 1:2 (CF: C:S, w/w), the variations in thickness (from 0.247 to 0.194 mm), in moisture content (from 12.23 to 7.27 %), in solubility (from 25.57 to 25.43 %), in water vapor permeability (from 0.567 to 0.293 g mm/kPa g m2), in tensile strength (from 0.77 to 6.26 MPa), in elongation at break (5.16 to 1.05 %), in Young's modulus (from 25.64 to 681.39 MPa), in puncture strength (from 1.38 to 7.02 N), and in puncture deformation (from 1.03 to 1.42 %). These results demonstrate that CF films showed low solubility, low water vapor permeability, intermediate tensile strength and low elongation at break. While the CM films presented, in the following formulations CM25, CM50 and CM75, variations in thickness (from 0.054 to 0.060 mm), in moisture content (18.18 to 41.88 %), in solubility (from 52.74 to 84.50 %), in water vapor permeability (0.131 to 0.442 g mm/kPa g m2), in tensile strength (17.75 to 9.44 MPa), in elongation at break (from 1.93 to 15.89 %) and in Young’s modulus (from 778.40 to 105.15 MPa). These results demonstrate that the amount of glycerol in the CM films caused significant differences in all tested attributes (p < 0.05). As glycerol concentration increased, water vapor permeability, elongation at break and solubility of CM films increased, whilst, tensile strength and Young's modulus decreased. Moreover, the CM films showed low water vapor permeability, high to intermediate tensile strength and intermediate elongation. Regarding the color, the CF films presented dark coloration, which became clearer as more CS was added, in addition, had low to intermediate transparency. While CM films presented slightly yellow-reddish color, but still transparent in appearance. Both films had excellent absorption of ultraviolet radiation, indicating that these films may have the ability to protect the foods that will be packed by them hereafter. This study revealed that, in general, the films produced with chia seed raw material (flour and mucilage) are promising for use in the production of edible films with interesting specifications.

O Brasil é o maior produtor mundial de suco de laranja e os resíduos gerados deste processamento representam sérios problemas ao meio ambiente. No entanto, estes resíduos podem ser considerados como subprodutos da indústria por possuírem elevado teor de fibras, possibilitando sua utilização como ingrediente em alimentos. As fibras podem ser adicionadas como substituto de gordura, resultando em produtos mais saudáveis. Neste sentido, este trabalho visa estudar a possibilidade e viabilidade do aproveitamento dos subprodutos da indústria de sucos de laranja para aplicação em alimentos. As fibras obtidas a partir dos subprodutos de laranja foram adicionadas como substituto de gordura em sorvetes e bolos. Foi realizada a caracterização físico-química e funcional das fibras, sendo também avaliados os compostos fenólicos e carotenoides presentes. As fibras foram submetidas a tratamentos como a hidrodestilação com o objetivo de reduzir o sabor amargo. Análises físico-químicas e sensoriais foram realizadas nos sorvetes e nos bolos. Duas amostras diferentes de fibra de laranja: F1 (casca, bagaço e sementes) e F2 (casca) foram analisadas sendo que ambas apresentaram alto teor de fibra dietética total e uma relação ideal entre fibra solúvel e insolúvel. A F2 apresentou os maiores teores de compostos fenólicos (125 mg/g) e carotenoides (1,21 mg/100 g) quando comparada a fibra F1. Essas fibras quando adicionadas ao sorvete de chocolate reduziram em média 70 % o teor de gordura, sem modificar propriedades sensoriais de cor, odor e textura, porém provocou efeitos negativos sobre o sabor e o sabor residual dos sorvetes. A adição de 1,0 % de fibra da casca de laranja, submetida à hidrodestilação, em sorvete de limão reduziu aproximadamente 50 % o teor de lipídeos das amostras e não modificou o conteúdo de proteína, as propriedades de cor, os valores de pH, os parâmetros de textura e não provocaram mudanças na aceitação dos atributos sensoriais do produto original. A fibra bruta da casca de laranja também pode ser considerada uma boa alternativa como substituto de gordura em bolos. Já que foram obtidas reduções de até 90 % no teor de lipídeos e até 27 % no valor calórico do produto. A adição de 3 % de fibra de laranja, não alterou a formulação do bolo de forma a modificar sua preferência perante os julgadores, mostrando resultados semelhantes em todos os parâmetros sensoriais comparativos ao bolo padrão. / Brazil is the world's largest orange juice producer and the wastes generated by this process represent serious environmental problem, however these residues may be regarded as byproducts of industry because their high fiber content allowing its use as ingredient in foods. Fibers can be added as fat replacer, resulting in healthier products. Thus, this work aimed to study the possibility and viability of orange juice industry byproducts utilization for application in foods. The fibers obtained from the orange juice byproducts were added as fat replacer in ice creams and cakes. The physicochemical and functional characterization of the fibers were performed, and carotenoids and phenolic compounds content were evaluated. The fibers were submitted to treatments such as hydro-distillation aiming to reduce the bitter taste. Chemical, physical and sensory analyses were performed in ice creams and cakes. Two different samples of orange fiber were analyzed: F1 (peel, pulp and seeds) and F2 (peel). Both samples showed high levels of total dietary fiber and an ideal ratio between soluble and insoluble fiber. The F2 showed higher levels of phenolic compounds (125 mg/g) and carotenoids (1.21 mg/100 g) when compared to fiber F1. The use of orange fiber as a fat replacer in ice cream led to a 70 % reduction of fat without causing significant changes on product attributes such as color, odor and texture, however caused negative effects on the taste and aftertaste of ice cream. The addition of 1 % of peel orange fiber, submitted to treatment by hydro-distillation, in lemon ice cream resulted in a mean reduction of approximately 50 % of the samples fat content and did not significantly modified properties as protein content, color properties, pH values, melt rate and texture parameters, and caused no changes in the acceptance attributes of original product. The crude peel orange fiber can be considered a good choice as a fat replacement in cakes, since the results showed 90 % reduction in lipid levels and 27 % in the caloric value of the product. The addition of 3 % orange fiber did not change the cake formulation in order to modify their preference before the judges, showing similar results in all sensory parameters comparable to standard cake.

O objetivo deste trabalho foi produzir pigmentos em pó a partir dos subprodutos de vinificação da uva tinta, variedade Bordô (Vitis labrusca), através da secagem em spray dryer utilizando maltodextrina como agente carreador. Foram estudados os efeitos das condições de processo sobre algumas propriedades físico-químicas, além da estabilidade e da atividade biológica do material obtido. Extratos etanólicos das cascas e sementes da uva foram obtidos e concentrados até um terço do volume inicial. Este extrato foi então misturado com o agente carreador maltodextrina 10 DE nas concentrações de 10, 20 ou 30% e atomizado em spray dryer, com vazão de alimentação de 44 mL/min e temperaturas do ar de entrada de 130, 150 ou 170°C, num total de nove ensaios. Além disso, foi obtida uma amostra de extrato concentrado liofilizado, sem a presença do agente carreador, para efeito de comparação. Avaliou-se o rendimento do processo de atomização; e para as amostras obtidas determinou-se o teor de umidade, retenção de antocianinas, higroscopicidade e solubilidade em água, a fim de verificar a influência das condições de processo sobre essas características. Estas amostras também foram avaliadas quanto à morfologia, distribuição do tamanho de partículas e isotermas de sorção de umidade. Todas as amostras obtidas (atomizadas e liofilizada) foram avaliadas quanto à cor instrumental, espectroscopia de infravermelho, estabilidade durante a estocagem, presença de compostos bioativos (fenólicos, flavonóides, antocianinas e proantocianidinas), além de atividade antioxidante, antimicrobiana e de inibição da arginase de Leishmania. As condições de processo avaliadas (temperatura de secagem e concentração de agente carreador) tiveram forte influência nas características estudadas. O teor de umidade, a retenção de antocianinas, a morfologia e o tamanho das partículas, foram bastante influenciados pela temperatura de secagem e pela concentração de agente carreador, enquanto que a higroscopicidade sofreu maior influência da concentração de agente carreador. Esse parâmetro também apresentou grande influência nas isotermas de sorção de umidade das amostras. Não houve grande interferência do processo de secagem na composição química do material obtido, evidenciada pelos espectros de infravermelho. Quanto à avaliação da estabilidade durante a estocagem, foi observado que as amostras contendo maltodextrina conservaram mais as antocianinas e a cor, quando comparadas com as amostras sem carreador e os extratos líquidos, indicando, que o processo de secagem e a presença do carreador, promoveram um efeito protetor aos compostos e sua cor. Todas as amostras apresentaram altos teores de flavonóides totais, antocianinas, proantocianidinas e elevados valores de atividade antioxidante variando de 314,06 a 441,04 &micro;molesTE/g de extrato seco pelo método DPPH e de 993,32 a 1138,68 &micro;molesTE/g de extrato seco pelo método FRAP. Apresentaram atividade antimicrobiana principalmente contra Staphylococcus aureus e Listeria monocytogenes. Além disso, tiveram grande capacidade de inibir a enzima arginase de Leishmania com porcentagem de inibição variando de 54,60 a 83,43%. Os resultados encontrados sugeriram que o processo de secagem em spray dryer com maltodextrina, dos extratos obtidos dos subprodutos da uva Bordô, produziu pós com diversas características interessantes, como baixa higroscopicidade, alta solubilidade e estabilidade, além de grande potencial biológico. Tais resultados evidenciam que este subproduto da indústria vinícola pode ser aproveitado como fonte natural de ingredientes funcionais. / The aim of this work was to produce powder pigments from grape byproducts of Bordo variety (Vitis labrusca) by spray drying using maltodextrin as carrier agent. The effects of process conditions on some physicochemical properties, stability and biological activity of the product were studied. Ethanol extracts were obtained from grape pomace (skins and seeds) and concentrated to one-third the initial volume. This extract was then mixed with the carrier agent 10 DE maltodextrin at concentrations of 10, 20 or 30% and atomized in a spray dryer, with feed flow rate of 44 mL/min and inlet drying air temperatures of 130, 150 or 170°C a total of nine tests. In addition, a sample of freeze-dried concentrated extract without carrier agent was obtained for comparison. It was evaluated process yield and the samples obtained were initially evaluated for moisture content, anthocyanins retention, hygroscopicity and solubility in water, in order to verify the influence of process conditions on these characteristics. These samples were also evaluated for morphology, particle size distribution and moisture sorption isotherms. All samples (spray-dried powders and freeze-dried extract) were evaluated for instrumental color, infrared spectroscopy, stability during storage, presence of bioactive compounds (phenols, flavonoids, anthocyanins and proanthocyanidins) plus antioxidant activity, antimicrobial activity and inhibition of Leishmania arginase. Process conditions evaluated (inlet drying air temperature and carrier agent concentration) had a strong influence on the characteristics studied. The moisture content, anthocyanin retention, morphology and particle size of the samples were strongly influenced by drying temperature and carrier agent concentration while the hygroscopicity suffered greater influence of the carrier agent concentration. The concentration of carrier agent also had great influence on the moisture sorption isotherms of the samples. There was no significant interference of the drying process on the chemical composition of the material evidenced by infrared spectroscopy. Regarding the evaluation of stability during storage, it was observed that the samples containing maltodextrin, retained much more anthocyanins and original color when compared with the sample without a carrier or liquid extracts, indicating both, the drying process and the presence of carrier, promoted a protective effect to the compounds and its color. All samples showed high levels of flavonoids, anthocyanins, proanthocyanidins and high levels of antioxidant activity ranging from 314.06 to 441.04 &micro;molTE/g of extract (dry weight), by DPPH and 993.32 to 1138.68 &micro;molTE/g of extract (dry weight) by FRAP method. Most samples showed antimicrobial activity against Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes. Moreover, had great ability to inhibit the enzyme arginase of Leishmania with inhibition percentage ranging from 54.60 to 83.43%. The results suggest that the drying process of Bordo grape pomace extracts in a spray dryer with maltodextrin, produced powders with various interesting characteristics such as low hygroscopicity, high solubility and stability, and large biological potential. This shows that this byproduct of wine industry can be used as a natural source of functional ingredients.

A utilização de polímeros naturais na produção de materiais biodegradáveis tem sido uma alternativa, uma vez que as embalagens produzidas com plásticos sintéticos se tornaram um problema ambiental por serem não-biodegradáveis. Neste trabalho, foi avaliada a capacidade filmogênica da farinha de chia (FC) e da sua mucilagem (MC), através de análises físico-químicas, mecânicas e estruturais. Os filmes comestíveis de FC foram incorporados de amido de milho (AM) em algumas formulações, sendo os mesmos elaborados na seguinte proporção de FC:AM, 1:0, 1:1 e 1:2 p/p, com 6 % p/v de sólidos totais, e com a mesma concentração de glicerol para todas as formulações testadas, 1 % p/v. Ao passo que os filmes de MC foram elaborados com 1 % p/v de MC, variando-se o nível de glicerol em 25, 50 e 75 % p/p (baseado no peso da MC). Ambos filmes biodegradáveis e comestíveis foram elaborados pela técnica de casting. Os filmes de FC apresentaram, nas diferentes formulações 1:0, 1:1 e 1:2 (FC:AM, p/p), as variações na espessura (de 0,247 a 0,194 mm), no conteúdo de umidade (de 12,23 a 7,27 %), na solubilidade (de 25,57 a 25,34 %), na permeabilidade ao vapor de água (de 0,567 a 0,293 g mm/kPa g m2), na resistência à tração (de 0,77 a 6,26 MPa), no alongamento (de 5,16 a 1,05 %), no módulo de Young (de 25,64 a 681,39 MPa), na força de perfuração (de 1,38 a 7,02 N) e na deformação na perfuração (de 1,03 a 1,42 %). Estes resultados demonstram que os filmes de FC obtiveram baixa solubilidade, baixa permeabilidade ao vapor da água, intermediária resistência à tração e baixo alongamento. Já os filmes de MC apresentaram, nas seguintes formulações CM25, CM50 e CM75, as variações na espessura (de 0,054 a 0,060 mm), no conteúdo de umidade (de 18,18 a 41,88 %), na solubilidade (de 52.74 a 84.50 %), na permeabilidade ao vapor de água (de 0,131 a 0,442 g mm/kPa g m2), na resistência à tração (de 17,75 a 9,44 MPa), no alongamento (de 1,93 a 15,89 %) e no módulo de Young (de 778,40 a 105,15 MPa). Estes resultados demonstram que a quantidade de glicerol nos filmes de MC interferiu significativamente em todos os atributos avaliados (p < 0,05). A medida que a concentração de glicerol aumentou, a permeabilidade ao vapor da água, o alongamento e a solubilidade do filme aumentaram, em contrapartida, a resistência à tração e o módulo de Young diminuíram. Além disso, os filmes de MC apresentaram baixa permeabilidade ao vapor da água, alta a intermediária resistência à tração e intermediário alongamento. Em relação à cor, os filmes de FC apresentaram coloração escura, a qual ficou mais clara à medida que se adicionou mais AM, além disso, apresentaram baixa a intermediária transparência. Já os filmes de MC, apresentaram cor levemente amarela-avermelhada, mas ainda transparente na aparência. Ambos filmes apresentaram excelente absorção da radiação ultravioleta, o que indica que os mesmos podem ter a capacidade de proteger os alimentos que sejam futuramente embalados pelos mesmos. Diante do exposto, o estudo demonstrou que, em geral, os filmes elaborados com a matéria-prima semente de chia (farinha e mucilagem) são promissores para serem utilizadas na produção de filmes comestíveis com especificações interessantes. / The use of natural polymers for the production of biodegradable materials has been an alternative, since packaging made with synthetic plastics have become an environmental problem due to they are non-biodegradable. In this study, it was evaluated the filmogenic capacity of chia flour (CF) and its mucilage (CM), through physicochemical, mechanical, and structural analysis. Corn starch (CS) was incorporated to some CF edible films, and were prepared in the following proportion of CF:CS, 1:0, 1:1 and 1:2 w/w, 6 % w/v of total solids, and the same glycerol concentration for all tested formulations, 1 % w/v. Whereas the CM films were prepared using 1 % w/v of CM, varying the level of glycerol in 25, 50 and 75 % w/w (based on CM weight). Both edible films were prepared by casting technique. The CF films presented, in the different formulations 1:0, 1:1 and 1:2 (CF: C:S, w/w), the variations in thickness (from 0.247 to 0.194 mm), in moisture content (from 12.23 to 7.27 %), in solubility (from 25.57 to 25.43 %), in water vapor permeability (from 0.567 to 0.293 g mm/kPa g m2), in tensile strength (from 0.77 to 6.26 MPa), in elongation at break (5.16 to 1.05 %), in Young's modulus (from 25.64 to 681.39 MPa), in puncture strength (from 1.38 to 7.02 N), and in puncture deformation (from 1.03 to 1.42 %). These results demonstrate that CF films showed low solubility, low water vapor permeability, intermediate tensile strength and low elongation at break. While the CM films presented, in the following formulations CM25, CM50 and CM75, variations in thickness (from 0.054 to 0.060 mm), in moisture content (18.18 to 41.88 %), in solubility (from 52.74 to 84.50 %), in water vapor permeability (0.131 to 0.442 g mm/kPa g m2), in tensile strength (17.75 to 9.44 MPa), in elongation at break (from 1.93 to 15.89 %) and in Young’s modulus (from 778.40 to 105.15 MPa). These results demonstrate that the amount of glycerol in the CM films caused significant differences in all tested attributes (p < 0.05). As glycerol concentration increased, water vapor permeability, elongation at break and solubility of CM films increased, whilst, tensile strength and Young's modulus decreased. Moreover, the CM films showed low water vapor permeability, high to intermediate tensile strength and intermediate elongation. Regarding the color, the CF films presented dark coloration, which became clearer as more CS was added, in addition, had low to intermediate transparency. While CM films presented slightly yellow-reddish color, but still transparent in appearance. Both films had excellent absorption of ultraviolet radiation, indicating that these films may have the ability to protect the foods that will be packed by them hereafter. This study revealed that, in general, the films produced with chia seed raw material (flour and mucilage) are promising for use in the production of edible films with interesting specifications.

O Brasil é o maior produtor mundial de suco de laranja e os resíduos gerados deste processamento representam sérios problemas ao meio ambiente. No entanto, estes resíduos podem ser considerados como subprodutos da indústria por possuírem elevado teor de fibras, possibilitando sua utilização como ingrediente em alimentos. As fibras podem ser adicionadas como substituto de gordura, resultando em produtos mais saudáveis. Neste sentido, este trabalho visa estudar a possibilidade e viabilidade do aproveitamento dos subprodutos da indústria de sucos de laranja para aplicação em alimentos. As fibras obtidas a partir dos subprodutos de laranja foram adicionadas como substituto de gordura em sorvetes e bolos. Foi realizada a caracterização físico-química e funcional das fibras, sendo também avaliados os compostos fenólicos e carotenoides presentes. As fibras foram submetidas a tratamentos como a hidrodestilação com o objetivo de reduzir o sabor amargo. Análises físico-químicas e sensoriais foram realizadas nos sorvetes e nos bolos. Duas amostras diferentes de fibra de laranja: F1 (casca, bagaço e sementes) e F2 (casca) foram analisadas sendo que ambas apresentaram alto teor de fibra dietética total e uma relação ideal entre fibra solúvel e insolúvel. A F2 apresentou os maiores teores de compostos fenólicos (125 mg/g) e carotenoides (1,21 mg/100 g) quando comparada a fibra F1. Essas fibras quando adicionadas ao sorvete de chocolate reduziram em média 70 % o teor de gordura, sem modificar propriedades sensoriais de cor, odor e textura, porém provocou efeitos negativos sobre o sabor e o sabor residual dos sorvetes. A adição de 1,0 % de fibra da casca de laranja, submetida à hidrodestilação, em sorvete de limão reduziu aproximadamente 50 % o teor de lipídeos das amostras e não modificou o conteúdo de proteína, as propriedades de cor, os valores de pH, os parâmetros de textura e não provocaram mudanças na aceitação dos atributos sensoriais do produto original. A fibra bruta da casca de laranja também pode ser considerada uma boa alternativa como substituto de gordura em bolos. Já que foram obtidas reduções de até 90 % no teor de lipídeos e até 27 % no valor calórico do produto. A adição de 3 % de fibra de laranja, não alterou a formulação do bolo de forma a modificar sua preferência perante os julgadores, mostrando resultados semelhantes em todos os parâmetros sensoriais comparativos ao bolo padrão. / Brazil is the world's largest orange juice producer and the wastes generated by this process represent serious environmental problem, however these residues may be regarded as byproducts of industry because their high fiber content allowing its use as ingredient in foods. Fibers can be added as fat replacer, resulting in healthier products. Thus, this work aimed to study the possibility and viability of orange juice industry byproducts utilization for application in foods. The fibers obtained from the orange juice byproducts were added as fat replacer in ice creams and cakes. The physicochemical and functional characterization of the fibers were performed, and carotenoids and phenolic compounds content were evaluated. The fibers were submitted to treatments such as hydro-distillation aiming to reduce the bitter taste. Chemical, physical and sensory analyses were performed in ice creams and cakes. Two different samples of orange fiber were analyzed: F1 (peel, pulp and seeds) and F2 (peel). Both samples showed high levels of total dietary fiber and an ideal ratio between soluble and insoluble fiber. The F2 showed higher levels of phenolic compounds (125 mg/g) and carotenoids (1.21 mg/100 g) when compared to fiber F1. The use of orange fiber as a fat replacer in ice cream led to a 70 % reduction of fat without causing significant changes on product attributes such as color, odor and texture, however caused negative effects on the taste and aftertaste of ice cream. The addition of 1 % of peel orange fiber, submitted to treatment by hydro-distillation, in lemon ice cream resulted in a mean reduction of approximately 50 % of the samples fat content and did not significantly modified properties as protein content, color properties, pH values, melt rate and texture parameters, and caused no changes in the acceptance attributes of original product. The crude peel orange fiber can be considered a good choice as a fat replacement in cakes, since the results showed 90 % reduction in lipid levels and 27 % in the caloric value of the product. The addition of 3 % orange fiber did not change the cake formulation in order to modify their preference before the judges, showing similar results in all sensory parameters comparable to standard cake.