Dissertação composta por 2 artigos. / Capes / O soro lácteo é produzido pela indústria de laticínios durante a fabricação de queijos. Contém aproximadamente 80% da lactose original além de minerais, vitaminas, aminoácidos livres, peptídeos e outros compostos de baixo peso molecular. Porém, muitas indústrias ainda consideram o soro como um efluente, o qual quando não devidamente tratado gera um sério problema ambiental por causa de sua elevada carga orgânica. Estes fatores tornam importante o desenvolvimento de alternativas para um adequado aproveitamento do soro, porque ao mesmo tempo em que a transformação do soro em produtos diversos diminui o problema ambiental, proporciona ganhos às indústrias de laticínios, através do desenvolvimento de novos produtos. Uma técnica bastante vantajosa para reaproveitamento do soro é o processo de ultrafiltração, para a obtenção do concentrado proteico do soro do leite, um produto bastante valorizado na indústria alimentícia. Este processo gera outro coproduto, o permeado do soro do leite, que é rico em lactose, a qual pode ser convertida em lactulose, um prebiótico, capaz de ser metabolizado no intestino grosso por bactérias probióticas. Este trabalho teve como objetivo principal otimizar um método de síntese para a produção de lactulose a partir do permeado do soro de leite bovino. A metodologia de superfície de resposta foi utilizada para investigar o efeito de dois parâmetros (tempo e isomerizante) na isomerização da lactose do permeado de soro para a produção lactulose. A experimentação teve como objetivo definir as faixas ótimas de operação para as variáveis do processo, visando o melhor rendimento da lactose. Os resultados demonstraram que o fator isomerizante foi o mais significativo, e a utilização do ácido bórico para este fim contribuiu positivamente para aumentar o rendimento, enquanto que o efeito tempo não foi significativo, mas indicou que um aumento no tempo de reação influencia negativamente na resposta. A partir da pesquisa, verificou-se ser possível o processo de isomerização do permeado de soro de leite para a obtenção da lactulose, a qual tem uma grande aplicação na indústria alimentícia e farmacêutica, sendo também uma alternativa viável para a problemática do meio ambiente.

Dissertação composta por 2 artigos. / Capes / 5000 / O soro lácteo é produzido pela indústria de laticínios durante a fabricação de queijos. Contém aproximadamente 80% da lactose original além de minerais, vitaminas, aminoácidos livres, peptídeos e outros compostos de baixo peso molecular. Porém, muitas indústrias ainda consideram o soro como um efluente, o qual quando não devidamente tratado gera um sério problema ambiental por causa de sua elevada carga orgânica. Estes fatores tornam importante o desenvolvimento de alternativas para um adequado aproveitamento do soro, porque ao mesmo tempo em que a transformação do soro em produtos diversos diminui o problema ambiental, proporciona ganhos às indústrias de laticínios, através do desenvolvimento de novos produtos. Uma técnica bastante vantajosa para reaproveitamento do soro é o processo de ultrafiltração, para a obtenção do concentrado proteico do soro do leite, um produto bastante valorizado na indústria alimentícia. Este processo gera outro coproduto, o permeado do soro do leite, que é rico em lactose, a qual pode ser convertida em lactulose, um prebiótico, capaz de ser metabolizado no intestino grosso por bactérias probióticas. Este trabalho teve como objetivo principal otimizar um método de síntese para a produção de lactulose a partir do permeado do soro de leite bovino. A metodologia de superfície de resposta foi utilizada para investigar o efeito de dois parâmetros (tempo e isomerizante) na isomerização da lactose do permeado de soro para a produção lactulose. A experimentação teve como objetivo definir as faixas ótimas de operação para as variáveis do processo, visando o melhor rendimento da lactose. Os resultados demonstraram que o fator isomerizante foi o mais significativo, e a utilização do ácido bórico para este fim contribuiu positivamente para aumentar o rendimento, enquanto que o efeito tempo não foi significativo, mas indicou que um aumento no tempo de reação influencia negativamente na resposta. A partir da pesquisa, verificou-se ser possível o processo de isomerização do permeado de soro de leite para a obtenção da lactulose, a qual tem uma grande aplicação na indústria alimentícia e farmacêutica, sendo também uma alternativa viável para a problemática do meio ambiente.

Orientador: Sandro Donnini Mancini / Coorientador: Antonio Rodolfo Junior / Banca: Elidiane Cipriano Rangel / Banca: Maria Zanin / Banca: Carlos Henrique Scuracchio / Banca: Hélio Wiebeck / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: A indústria calçadista gera um montante elevado de resíduos de poli[(etileno)-co-(acetato de vinila)], o EVA, na forma de placas expandidas reticuladas sem soluções adequadas de reaproveitamento e/ou reciclagem. A destinação atualmente encontrada para resíduos é o aterramento e a reciclagem energética. Neste contexto, a despolimerização surge como alternativa para reinserir os resíduos no segmento de origem já que o objetivo deste estudo é o reaproveitamento dos mesmos após diferentes métodos de reciclagem química. Cinco resíduos calçadistas de EVA foram caracterizados e um deles foi escolhido para a despolimerização. Também foi determinado o Poder Calorífico do EVA, 7,462 Kcal/Kg, valor que não é suficiente para afirmar que sua queima é viável técnica, ambiental e economicamente. Classificou-se os resíduos moídos de forma granulométrica e com os mesmos em tamanho de partícula de 1000 цm foram testados três métodos de despolimerização: com peróxido de hidrogênio, microondas e com ozônio, sendo este último o que apresentou melhores resultados em 270 minutos de exposição ao gás. Ocorreu diminuição de aproximadamente 44% do teor de gel, quando comparado ao resíduo sem qualquer tipo de tratamento (66,73%) resultando em um material total ou parcialmente termoplástico, o que amplia as possibilidades de reaproveitamento do resíduo, inclusive visando retorná-lo para o segmento de origem. Foram confeccionadas blendas de PVC com EVA proveniente de resíduos despolimerizados com ozônio em diferentes teores (2,5%, 5% e 7%) e as mesmas foram caracterizadas pro Espectroscopia na Região do Infravermelho, Ângulo de contato, tração, MEV e Análises térmicas. Alguns dos resultados sugerem a miscibilidade dos sistemas, mas para tanto são necessárias análises térmicas mais aprofundadas / Abstract: The shoe industry generates a large amount of poly [(ethylene)-co-(vinyl cetate)] waste in the form of thermoset expanded sheets without solutions of reuse and/or recycling. The currently disposal of waste found for EVA is the grounding and energy recycling. In this context, the depolymerization is an alternative to reenter the wastes in the segment. The objective of this study is the reuse of these waste after different chemical recycling methods in order to obtain blends with virgin PVC. Five distinct EVA shoe wastes were characterized and based on these results, one was chosen for the depolymerization process. Also was analyzed the Calorific Value of EVA, 7,462 Kcal, a value that is not enough to say that his firing is feasible technically, environmentally and economically. The milled wastes were classified based on the particle size and with the wastes in 1000 цm were performed three methods of depolymerization: with hydrogen peroxide, microwave and ozone, the latter being the one with best results in 270 minutes of exposure to the gas. There was a decrease of about 44% of crosslinking, when compared to the residue without any treatment (66,73%) resulting in a material totally or partially thermoplastic, which greatly expands the possibilities of waste, including aiming to return it to the proper shoe segment. Were prepared blends of PVC/EVA waste depolymerized at different levels (2,5%, 5% and 7%) and they were characterized by Infrared Spectroscopy, Contact Angle, Traction, SEM and Thermal Analysis. Some results suggest the miscibility of the systems, but are necessary Thermal Analyses deeper for this purpose / Doutor

Dissertação composta por 4 artigos. / Fundação Araucária; CAPES / INTRODUÇÃO E OBJETIVOS ─ O arroz está entre os cereais mais consumidos no mundo, gerando no seu beneficiamento, o farelo de arroz, subproduto oriundo da etapa de descascamento. Atualmente, o farelo é utilizado somente para extração de óleo e o farelo desengordurado, na produção de ração animal. A fabricação de vinagre proporciona um meio de utilização deste coproduto subutilizado dos estabelecimentos industriais, portanto, o desenvolvimento de processos que agreguem valor ao farelo de arroz, tal como a possibilidade de sua utilização em processos fermentativos como a produção de vinagre, apresenta-se como uma alternativa de valoração deste coproduto da agroindústria. Este apresenta elevado potencial nutritivo e antioxidante, devido a presença de proteínas (15 %), carboidratos (47 %), e ácido fítico (6 %) em concentrações consideráveis. O ácido fítico é objetivo de estudo em diferentes áreas, como na ciência de alimentos: conservante e antioxidante de metais, e na saúde humana, com atividade anticancerígena, no tratamento da diabetes, cálculo renal e doença de Parkinson. Para que o farelo de arroz desengordurado (FAD) possa ser aplicado como substrato para processos fermentativos, é necessária uma etapa de hidrólise prévia, para a quebra dos carboidratos complexos. Uma vez realizada a hidrólise realiza-se uma dupla fermentação: o substrato é consumido pelas leveduras na etapa de fermentação alcoólica, produzindo-se etanol para a posterior acetificação (fermentação acética). Dentre as etapas de beneficiamento do vinagre, a clarificação é a etapa que objetiva eliminar todas as substâncias em suspensão e outras em dissolução existentes na bebida, para torná-la límpida e cristalina. Um clarificante amplamente utilizado é a bentonita, sendo empregada com eficiência na clarificação de vinho branco e na indústria vinagreira, principalmente para eliminar a turvação proteica. Tendo em vista estas considerações, o objetivo deste trabalho foi a obtenção de vinagre de FAD por fermentação submersa, a avaliação da sua atividade antioxidante, bem como a avaliação da etapa de clarificação e a análise sensorial do vinagre obtido. MÉTODOS ─ O FAD foi moído e hidrolisado enzimaticamente, utilizando-se três enzimas comerciais: protease (ALCALASE 2.4 L) -amilase termoestável (TERMAMYL 2X) e amiloglucosidase (AMG 300L). Após a centrifugação do meio hidrolisado o sobrenadante foi submetido à fermentação alcoólica com um cultivo puro de Saccharomyces cerevisiae (Safinstant®), em erlenmeyers de 3L, contendo 1,5 L de meio hidrolisado, com pH ajustado em 5,0 e com 5,0 % (m/v) de inóculo. A incubação foi realizada sob condições estacionárias a 30 °C, durante 48 h. Posteriormente, o vinho, com 3,620,23 % de etanol (produto obtido da fermentação alcoólica) foi centrifugado e congelado para ser utilizado na fermentação acética, em um fermentador de bancada. As condições utilizadas para ativação das bactérias acéticas foram: 30 °C, fluxo de aeração de 0,25 VVM (volume de ar/volume de mosto x minuto) e agitação de 300 rpm. O inóculo utilizado foi uma cultura mista não pasteurizada com aproximadamente 8 % de ácico acético, cedido pela empresa Chemim Alimentos, na proporção de 1,5:1,0 do vinho base, acrescido de 1,0 g·L-1 de Acetozyn (mistura de sais inorgânicos, açúcares, extratos vegetais, aminoácidos e vitaminas, grau alimentício), para o fornecimento dos nutrientes necessários para as bactérias acéticas. Durante a fermentação acética foi realizada a coleta de amostras, a cada oito horas, para o acompanhamento da acidez (teor de ácido acético) e teor alcoólico. A finalização do processo de acetificação ocorreu quando o vinagre atingiu teor alcoólico próximo a 0,5 %. Ao término da acetificação o vinagre foi clarificado, filtrado à vácuo e pasteurizado a 65 ºC por 30 minutos. A fermentação acética foi avaliada segundo o rendimento e produtividade do processo. Na etapa de otimização da fermentação acética utilizou-se um Planejamento Fatorial Completo (PFC) (22 com 3 repetições no ponto central, totalizando 7 ensaios) para avaliar a influência da agitação (100 a 500 rpm) e aeração (0,25 a 1,0 VVM) sobre o rendimento estequiométrico e o rendimento CT (concentração total - soma da concentração de etanol e de ácido acético). Posteriormente foram realizadas as análises para caracterização do vinagre (acidez total, teor alcoólico, extrato seco reduzido e cinzas) e a determinação da atividade antioxidante (método DPPH• e ABTS+). Na etapa de estudo da clarificação do vinagre, foram aplicados dois DCCR’s para avaliar a influência da concentração do clarificante (bentonita) e do tempo de processo sobre a cor do fermentado acético (parâmetros L*, a* e b*). O vinagre também foi avaliado sensorialmente por 112 julgadores não treinados, pelo método de Escala Hedônica de 9 pontos e pelo Teste de Ordenação de Preferência. PRINCIPAIS RESULTADOS ─ Foi possível obter o vinagre de FAD sendo que o rendimento obtido pela concentração total (CT), variou de 74,21,1,96 % a 97,600,67 %. Na otimização do processo da fermentação acética, ambas variáveis exerceram efeito positivo sobre as respostas, dentro da faixa estudada. Para a atividade antioxidante, o método de DPPH• resultou em EC50 = 10,62±1,42 µg·mL-1, que corresponde a amostra necessária para reduzir em 50 % a concentração inicial do radical DPPH•. Para o método ABTS+ o vinagre resultou em 0,010±0,001 mM Trolox/mL. A etapa de clarificação do vinagre de FAD foi otimizada nas condições de 30 a 48 h para o tempo de processo e 2 a 3,5% para a concentração de bentonita, faixa onde se obteve a melhor resposta para o parâmetro L* (luminosidade). Na valiação sensorial os atributos avaliados foram: cor (6,34), consistência (6,81), aroma (5,41), sabor (5,30) e avaliação global (5,74) e o índice de aceitabilidade das três amostras ficaram próximas: 77,8 %; 70,6 % e 63,8 % (dois vinagres comerciais e o vinagre de FAD, respectivamente). Em relação às análises físico-químicas realizadas com o vinagre não clarificado e clarificado, observaram-se diferenças siginificativas entre os ensaios (p<0,05). Segundo a legislação brasileira, os vinagres produzidos ficaram dentro dos parâmetros exigidos: teor alcoólico real < 1 %; acidez volátil > 4,0 g de ácido acético·100 mL-1; extrato seco reduzido > 7,0 g∙L-1; com exceção do teor de cinzas, que deve ficar entre 1 a 5 g∙L-1, fato que pode ser explicado devido a matéria-prima utilizada (farelo de arroz desengordurado) que possui alto teor de cinzas. DISCUSSÃO E CONCLUSÃO ─ De acordo com os resultados obtidos foi possível constatar que o farelo de arroz desengordurado pode ser utilizado como substrato em processos fermentativos submersos, neste caso, para obter vinagre. O processo de fermentação submersa foi eficiente no que diz respeito a conversão do etanol a ácido acético (74,211,96 % a 97,600,67 %) durante as onze repetições do processo (30 ºC, 300 rpm, 0,25 VVM), indicando que as perdas por evaporação ou superoxidação durante a acetificação foram baixas. Nos resultados obtidos no DCCR aplicado para otimização do processo de acetificação, foi possível observar o efeito positivo das duas variáveis (aeração e agitação) sobre as respostas (rendimento estequiométrico e rendimento CT), dentro da faixa estudada. O rendimento estequiométrico (79,977,97 %) e rendimento CT (100,501,27 %) apresentaram resultados superiores onde a aeração e agitação estavam em 1,0 VVM e 500 rpm, respectivamente. Em relação a atividade antioxidante o resultado (EC50 = 10,62±1,42 µg·mL-1) foi satisfatório para o método DPPH•, sendo inferior a valores encontrados na literatura, ou seja, apresentou maior atividade antioxidante. Por outro lado, para o método ABTS+, o resultado encontrado (0,010 mM Trolox/mL) não foi satisfatório, sendo inferior (menor atividade antioxidante) a outros vinagres analisados por esta metodologia. A partir do farelo desengordurado de arroz foi possível produzir vinagre com importante capacidade antioxidante, confirmada pelo método de DPPH• e pela presença de ácido fitico, o que o torna um produto com propriedades funcionais. Somado a isso há que se avaliar seus atributos sensoriais, de modo a melhorá-las e garantir maior aceitabilidade pelos consumidores, visto que a aceitabilidade do vinagre de FAD ficou abaixo da recomendada, contudo semelhante ao dos vinagres comerciais avaliados. Para a etapa da clarificação foi possível determinar uma faixa ótima para as variáveis estudadas (concentração de clarificante e tempo de processo), visando o acréscimo da luminosidade (L*). / INTRODUCTION AND AIMS ─ Rice is one of the most consumed cereal in the world. The processing results in rice bran, a byproduct derived from the stripping step. Currently, the bran is only used for oil extraction; the defatted bran is generally used in animal feed production. The manufacturing of vinegar provides a means of using raw materials underutilized in industrial establishments, therefore, the development of process that add value to rice bran, as the possibility of use as substrate in fermentation process, like the vinegar production, is an alternative to increase the applications of this agro-industrial residue, which has a high nutritional and antioxidant potential due to the presence of proteins (15 %), carbohydrates (47 %) and phytic acid (6 %) in considerable concentrations. Phytic acid is a current research topic of studies in different fields such as in food preservation, antioxidant metals and human health, with anticancer activity, in the treatment of diabetes, renal calculus and Parkinson's disease. The defatted rice bran (DRB) can be applied as substrate for fermentation processes, but a preliminary step of hydrolysis is necessary to convert complex carbohydrates into fermentable sugars. After the hydrolysis, a double fermentation is performed: the substrate is consumed by yeasts in the alcoholic fermentation step, producing ethanol for the subsequent acetification (acetic fermentation). Among the steps of the vinegar processing, clarification aims to eliminate all substances suspended in solution, to make it clear. Bentonite is a widely used clarifier, being efficiently used in the clarification of white wine and vinegar industry, mainly to eliminate the protein turbidity. In view of these considerations, the aim of this study was to obtain DRB vinegar by submerged fermentation, the evaluation of its antioxidant activity, the optimization of clarification step and sensory analysis of obtained vinegar. METHODS ─The DRB was ground and hydrolyzed enzymatically, using three commercial enzymes: protease (ALCALASE 2.4L), α-amylase (TERMAMYL 2X) and amyloglucosidase (AMG 300L). After centrifugation of the hydrolysed medium, the supernatant was submitted to alcoholic fermentation with a culture of Saccharomyces cerevisiae (Saf-instant®), in a 3L erlenmeyer flasks containing 1.5 L of hydrolysed medium, pH adjusted 5.0, and 5.0 % (w/v) inoculum. The incubation was carried out under stationary conditions at 30 °C for 48 h. Subsequently, the wine (product of alcoholic fermentation) with 3.62±0.23 % of ethanol was centrifuged and frozen for use in the acetic fermentation, in a bench fermentor. The conditions used for activation of acetic bacteria were: 30 °C, aeration flow of 0.25 VVM (volume of air / volume of medium x minute) and agitation of 300 rpm. The inoculum used was the strong alcohol vinegar, assigned by the company Chemim Foods at the ratio of 1.5:1.0 of the base wine, plus 1.0 g·L-1 of Acetozyn (mixture of inorganic salts, sugars, plant extracts, amino acids and vitamins, food grade) for the supply of nutrients necessary for acetic bacteria. During acetic fermentation sample collection was carried out every eight hours for monitoring the acidity (acetic acid content) and alcohol content. The end of acetification process occurred when the alcohol content reached close to 0.5 %. Upon completion of the acetification, the vinegar was clarified by vacuum filtered and pasteurized at 65 °C for 30 minutes. The acetic fermentation was evaluated according to the performance and process productivity. In the optimization stage of acetic fermentation, a Full Factorial design (FFD) (22 with 3 central points, 7 runs) was applied to evaluate the influence of agitation (100-500 rpm) and aeration (0.25 to 1.0 VVM) over the stoichiometric yield and TC yield (TC - sum of the concentration of ethanol and acetic acid). The characterization of the vinegar was performed by determinations of total acidity, alcohol content, total solids and ash); the antioxidant activity was made by DPPH• and ABTS+ methods. To optimize the clarification step of the DRB vinegar, two Central Composite Rotatable Designs (CCRD) were applied to evaluate the influence of the concentration of clarifying agent (bentonite) and time of process under the vinegar color parameters (L*, a*, b*). The DRB vinegar and two other commercial rice vinegars was also evaluated by sensorial analysis using the Hedonic Scale method (nine points) and Preference Ranking Test with 112 judges not trained. MAIN RESULTS─The yield obtained by the total concentration (TC) for DRB vinegar ranged from 74.21±1.96 % to 97.60±0.67 %. In the optimization of acetic fermentation step, both variables had a positive effect on the answers within the range studied. To the antioxidant activity, the DPPH• method resulted in EC50 = 10.62±1.42 µg·ml-1, which corresponding to the sample required to reduce by 50 % the initial concentration of DPPH• radical. The ABTS+ method resulted in 0.010±0.001 mM Trolox/ml. The step of DRB vinegar clarification was optimized in the follow conditions: 30-48 hours to time of process, and 2 to 3.5 % for the concentration of bentonite, where was obtained higher values for L* (lightness). In relation to the physical-chemical analyzes with the non-clarified and clarified vinegar was observed significant differences between the trials (p<0.05). In sensory evaluation the evaluated attributes was color (6.34), consistency (6.81), aroma (5.41), flavor (5.30) and overall evaluation (5.74); the acceptability rate of the three samples were close: 77.8 %, 70.6 % and 63.8 % (two commercial vinegar and DRB vinegar, respectively). Under Brazilian law, the vinegars were produced within the required parameters: real alcohol content <1 %; volatile acidity>4.0 g of acetic acid·100 ml-1; reduced dry extract>7.0 g∙L-1; with the exception of ash content, which should be between 1-5 g∙L-1, which can be explained by the raw material used(defatted rice bran) that has a high ash content. DISCUSSION AND CONCLUSION─According to the results obtained it was concluded that the defatted rice bran can be used as a substrate in submerged fermentation processes, in this case, to obtain vinegar. The submerged fermentation was efficient regarding the conversion of ethanol to acetic acid (74.21±1.96 % to 97.60±0.67 %) during the eleven process repetitions (30 ºC, 300 rpm, 0.25 VVM), indicating that losses by evaporation or super oxidation during the process acetification were low. By the results of CCRD applied to optimize the step of acetic fermentation it was observed positive effects of the two variables (aeration and agitation) on the answers (stoichiometric yield and TC yield), within the range studied. The stoichiometric yield (79.97±7.97 %) and CT yield (100.50±1.27 %) showed superior results where the aeration and agitation were 1.0 VVM and 500 rpm, respectively. About the antioxidant activity the result (EC50 = 10.62±1.42 µg·ml-1) was satisfactory for the DPPH• method, because it lower than the values found in the literature, ie, showed higher antioxidant activity. On the other hand, for the ABTS+ method the result found (0.010 mM Trolox/mL) was not satisfactory, because has less antioxidant activity compared with other vinegars analysed by this method. From the defatted rice bran it was possible to produce vinegar with important antioxidant activity, as confirmed by DPPH• method and by the presence of phytic acid, which makes a product with functional properties. Added to this it is necessary to evaluate their sensory attributes in order to improve them and ensure the highest consumer acceptability, since the acceptability of DRB vinegar was below the recommended, however similar to the assessed commercial vinegars. In the step of clarification was possible to determine an optimum range for the variables studied (bentonite concentration and time of process), to increase the brightness (L*). / 5000

Dissertação composta por 4 artigos. / Fundação Araucária; CAPES / INTRODUÇÃO E OBJETIVOS ─ O arroz está entre os cereais mais consumidos no mundo, gerando no seu beneficiamento, o farelo de arroz, subproduto oriundo da etapa de descascamento. Atualmente, o farelo é utilizado somente para extração de óleo e o farelo desengordurado, na produção de ração animal. A fabricação de vinagre proporciona um meio de utilização deste coproduto subutilizado dos estabelecimentos industriais, portanto, o desenvolvimento de processos que agreguem valor ao farelo de arroz, tal como a possibilidade de sua utilização em processos fermentativos como a produção de vinagre, apresenta-se como uma alternativa de valoração deste coproduto da agroindústria. Este apresenta elevado potencial nutritivo e antioxidante, devido a presença de proteínas (15 %), carboidratos (47 %), e ácido fítico (6 %) em concentrações consideráveis. O ácido fítico é objetivo de estudo em diferentes áreas, como na ciência de alimentos: conservante e antioxidante de metais, e na saúde humana, com atividade anticancerígena, no tratamento da diabetes, cálculo renal e doença de Parkinson. Para que o farelo de arroz desengordurado (FAD) possa ser aplicado como substrato para processos fermentativos, é necessária uma etapa de hidrólise prévia, para a quebra dos carboidratos complexos. Uma vez realizada a hidrólise realiza-se uma dupla fermentação: o substrato é consumido pelas leveduras na etapa de fermentação alcoólica, produzindo-se etanol para a posterior acetificação (fermentação acética). Dentre as etapas de beneficiamento do vinagre, a clarificação é a etapa que objetiva eliminar todas as substâncias em suspensão e outras em dissolução existentes na bebida, para torná-la límpida e cristalina. Um clarificante amplamente utilizado é a bentonita, sendo empregada com eficiência na clarificação de vinho branco e na indústria vinagreira, principalmente para eliminar a turvação proteica. Tendo em vista estas considerações, o objetivo deste trabalho foi a obtenção de vinagre de FAD por fermentação submersa, a avaliação da sua atividade antioxidante, bem como a avaliação da etapa de clarificação e a análise sensorial do vinagre obtido. MÉTODOS ─ O FAD foi moído e hidrolisado enzimaticamente, utilizando-se três enzimas comerciais: protease (ALCALASE 2.4 L) -amilase termoestável (TERMAMYL 2X) e amiloglucosidase (AMG 300L). Após a centrifugação do meio hidrolisado o sobrenadante foi submetido à fermentação alcoólica com um cultivo puro de Saccharomyces cerevisiae (Safinstant®), em erlenmeyers de 3L, contendo 1,5 L de meio hidrolisado, com pH ajustado em 5,0 e com 5,0 % (m/v) de inóculo. A incubação foi realizada sob condições estacionárias a 30 °C, durante 48 h. Posteriormente, o vinho, com 3,620,23 % de etanol (produto obtido da fermentação alcoólica) foi centrifugado e congelado para ser utilizado na fermentação acética, em um fermentador de bancada. As condições utilizadas para ativação das bactérias acéticas foram: 30 °C, fluxo de aeração de 0,25 VVM (volume de ar/volume de mosto x minuto) e agitação de 300 rpm. O inóculo utilizado foi uma cultura mista não pasteurizada com aproximadamente 8 % de ácico acético, cedido pela empresa Chemim Alimentos, na proporção de 1,5:1,0 do vinho base, acrescido de 1,0 g·L-1 de Acetozyn (mistura de sais inorgânicos, açúcares, extratos vegetais, aminoácidos e vitaminas, grau alimentício), para o fornecimento dos nutrientes necessários para as bactérias acéticas. Durante a fermentação acética foi realizada a coleta de amostras, a cada oito horas, para o acompanhamento da acidez (teor de ácido acético) e teor alcoólico. A finalização do processo de acetificação ocorreu quando o vinagre atingiu teor alcoólico próximo a 0,5 %. Ao término da acetificação o vinagre foi clarificado, filtrado à vácuo e pasteurizado a 65 ºC por 30 minutos. A fermentação acética foi avaliada segundo o rendimento e produtividade do processo. Na etapa de otimização da fermentação acética utilizou-se um Planejamento Fatorial Completo (PFC) (22 com 3 repetições no ponto central, totalizando 7 ensaios) para avaliar a influência da agitação (100 a 500 rpm) e aeração (0,25 a 1,0 VVM) sobre o rendimento estequiométrico e o rendimento CT (concentração total - soma da concentração de etanol e de ácido acético). Posteriormente foram realizadas as análises para caracterização do vinagre (acidez total, teor alcoólico, extrato seco reduzido e cinzas) e a determinação da atividade antioxidante (método DPPH• e ABTS+). Na etapa de estudo da clarificação do vinagre, foram aplicados dois DCCR’s para avaliar a influência da concentração do clarificante (bentonita) e do tempo de processo sobre a cor do fermentado acético (parâmetros L*, a* e b*). O vinagre também foi avaliado sensorialmente por 112 julgadores não treinados, pelo método de Escala Hedônica de 9 pontos e pelo Teste de Ordenação de Preferência. PRINCIPAIS RESULTADOS ─ Foi possível obter o vinagre de FAD sendo que o rendimento obtido pela concentração total (CT), variou de 74,21,1,96 % a 97,600,67 %. Na otimização do processo da fermentação acética, ambas variáveis exerceram efeito positivo sobre as respostas, dentro da faixa estudada. Para a atividade antioxidante, o método de DPPH• resultou em EC50 = 10,62±1,42 µg·mL-1, que corresponde a amostra necessária para reduzir em 50 % a concentração inicial do radical DPPH•. Para o método ABTS+ o vinagre resultou em 0,010±0,001 mM Trolox/mL. A etapa de clarificação do vinagre de FAD foi otimizada nas condições de 30 a 48 h para o tempo de processo e 2 a 3,5% para a concentração de bentonita, faixa onde se obteve a melhor resposta para o parâmetro L* (luminosidade). Na valiação sensorial os atributos avaliados foram: cor (6,34), consistência (6,81), aroma (5,41), sabor (5,30) e avaliação global (5,74) e o índice de aceitabilidade das três amostras ficaram próximas: 77,8 %; 70,6 % e 63,8 % (dois vinagres comerciais e o vinagre de FAD, respectivamente). Em relação às análises físico-químicas realizadas com o vinagre não clarificado e clarificado, observaram-se diferenças siginificativas entre os ensaios (p<0,05). Segundo a legislação brasileira, os vinagres produzidos ficaram dentro dos parâmetros exigidos: teor alcoólico real < 1 %; acidez volátil > 4,0 g de ácido acético·100 mL-1; extrato seco reduzido > 7,0 g∙L-1; com exceção do teor de cinzas, que deve ficar entre 1 a 5 g∙L-1, fato que pode ser explicado devido a matéria-prima utilizada (farelo de arroz desengordurado) que possui alto teor de cinzas. DISCUSSÃO E CONCLUSÃO ─ De acordo com os resultados obtidos foi possível constatar que o farelo de arroz desengordurado pode ser utilizado como substrato em processos fermentativos submersos, neste caso, para obter vinagre. O processo de fermentação submersa foi eficiente no que diz respeito a conversão do etanol a ácido acético (74,211,96 % a 97,600,67 %) durante as onze repetições do processo (30 ºC, 300 rpm, 0,25 VVM), indicando que as perdas por evaporação ou superoxidação durante a acetificação foram baixas. Nos resultados obtidos no DCCR aplicado para otimização do processo de acetificação, foi possível observar o efeito positivo das duas variáveis (aeração e agitação) sobre as respostas (rendimento estequiométrico e rendimento CT), dentro da faixa estudada. O rendimento estequiométrico (79,977,97 %) e rendimento CT (100,501,27 %) apresentaram resultados superiores onde a aeração e agitação estavam em 1,0 VVM e 500 rpm, respectivamente. Em relação a atividade antioxidante o resultado (EC50 = 10,62±1,42 µg·mL-1) foi satisfatório para o método DPPH•, sendo inferior a valores encontrados na literatura, ou seja, apresentou maior atividade antioxidante. Por outro lado, para o método ABTS+, o resultado encontrado (0,010 mM Trolox/mL) não foi satisfatório, sendo inferior (menor atividade antioxidante) a outros vinagres analisados por esta metodologia. A partir do farelo desengordurado de arroz foi possível produzir vinagre com importante capacidade antioxidante, confirmada pelo método de DPPH• e pela presença de ácido fitico, o que o torna um produto com propriedades funcionais. Somado a isso há que se avaliar seus atributos sensoriais, de modo a melhorá-las e garantir maior aceitabilidade pelos consumidores, visto que a aceitabilidade do vinagre de FAD ficou abaixo da recomendada, contudo semelhante ao dos vinagres comerciais avaliados. Para a etapa da clarificação foi possível determinar uma faixa ótima para as variáveis estudadas (concentração de clarificante e tempo de processo), visando o acréscimo da luminosidade (L*). / INTRODUCTION AND AIMS ─ Rice is one of the most consumed cereal in the world. The processing results in rice bran, a byproduct derived from the stripping step. Currently, the bran is only used for oil extraction; the defatted bran is generally used in animal feed production. The manufacturing of vinegar provides a means of using raw materials underutilized in industrial establishments, therefore, the development of process that add value to rice bran, as the possibility of use as substrate in fermentation process, like the vinegar production, is an alternative to increase the applications of this agro-industrial residue, which has a high nutritional and antioxidant potential due to the presence of proteins (15 %), carbohydrates (47 %) and phytic acid (6 %) in considerable concentrations. Phytic acid is a current research topic of studies in different fields such as in food preservation, antioxidant metals and human health, with anticancer activity, in the treatment of diabetes, renal calculus and Parkinson's disease. The defatted rice bran (DRB) can be applied as substrate for fermentation processes, but a preliminary step of hydrolysis is necessary to convert complex carbohydrates into fermentable sugars. After the hydrolysis, a double fermentation is performed: the substrate is consumed by yeasts in the alcoholic fermentation step, producing ethanol for the subsequent acetification (acetic fermentation). Among the steps of the vinegar processing, clarification aims to eliminate all substances suspended in solution, to make it clear. Bentonite is a widely used clarifier, being efficiently used in the clarification of white wine and vinegar industry, mainly to eliminate the protein turbidity. In view of these considerations, the aim of this study was to obtain DRB vinegar by submerged fermentation, the evaluation of its antioxidant activity, the optimization of clarification step and sensory analysis of obtained vinegar. METHODS ─The DRB was ground and hydrolyzed enzymatically, using three commercial enzymes: protease (ALCALASE 2.4L), α-amylase (TERMAMYL 2X) and amyloglucosidase (AMG 300L). After centrifugation of the hydrolysed medium, the supernatant was submitted to alcoholic fermentation with a culture of Saccharomyces cerevisiae (Saf-instant®), in a 3L erlenmeyer flasks containing 1.5 L of hydrolysed medium, pH adjusted 5.0, and 5.0 % (w/v) inoculum. The incubation was carried out under stationary conditions at 30 °C for 48 h. Subsequently, the wine (product of alcoholic fermentation) with 3.62±0.23 % of ethanol was centrifuged and frozen for use in the acetic fermentation, in a bench fermentor. The conditions used for activation of acetic bacteria were: 30 °C, aeration flow of 0.25 VVM (volume of air / volume of medium x minute) and agitation of 300 rpm. The inoculum used was the strong alcohol vinegar, assigned by the company Chemim Foods at the ratio of 1.5:1.0 of the base wine, plus 1.0 g·L-1 of Acetozyn (mixture of inorganic salts, sugars, plant extracts, amino acids and vitamins, food grade) for the supply of nutrients necessary for acetic bacteria. During acetic fermentation sample collection was carried out every eight hours for monitoring the acidity (acetic acid content) and alcohol content. The end of acetification process occurred when the alcohol content reached close to 0.5 %. Upon completion of the acetification, the vinegar was clarified by vacuum filtered and pasteurized at 65 °C for 30 minutes. The acetic fermentation was evaluated according to the performance and process productivity. In the optimization stage of acetic fermentation, a Full Factorial design (FFD) (22 with 3 central points, 7 runs) was applied to evaluate the influence of agitation (100-500 rpm) and aeration (0.25 to 1.0 VVM) over the stoichiometric yield and TC yield (TC - sum of the concentration of ethanol and acetic acid). The characterization of the vinegar was performed by determinations of total acidity, alcohol content, total solids and ash); the antioxidant activity was made by DPPH• and ABTS+ methods. To optimize the clarification step of the DRB vinegar, two Central Composite Rotatable Designs (CCRD) were applied to evaluate the influence of the concentration of clarifying agent (bentonite) and time of process under the vinegar color parameters (L*, a*, b*). The DRB vinegar and two other commercial rice vinegars was also evaluated by sensorial analysis using the Hedonic Scale method (nine points) and Preference Ranking Test with 112 judges not trained. MAIN RESULTS─The yield obtained by the total concentration (TC) for DRB vinegar ranged from 74.21±1.96 % to 97.60±0.67 %. In the optimization of acetic fermentation step, both variables had a positive effect on the answers within the range studied. To the antioxidant activity, the DPPH• method resulted in EC50 = 10.62±1.42 µg·ml-1, which corresponding to the sample required to reduce by 50 % the initial concentration of DPPH• radical. The ABTS+ method resulted in 0.010±0.001 mM Trolox/ml. The step of DRB vinegar clarification was optimized in the follow conditions: 30-48 hours to time of process, and 2 to 3.5 % for the concentration of bentonite, where was obtained higher values for L* (lightness). In relation to the physical-chemical analyzes with the non-clarified and clarified vinegar was observed significant differences between the trials (p<0.05). In sensory evaluation the evaluated attributes was color (6.34), consistency (6.81), aroma (5.41), flavor (5.30) and overall evaluation (5.74); the acceptability rate of the three samples were close: 77.8 %, 70.6 % and 63.8 % (two commercial vinegar and DRB vinegar, respectively). Under Brazilian law, the vinegars were produced within the required parameters: real alcohol content <1 %; volatile acidity>4.0 g of acetic acid·100 ml-1; reduced dry extract>7.0 g∙L-1; with the exception of ash content, which should be between 1-5 g∙L-1, which can be explained by the raw material used(defatted rice bran) that has a high ash content. DISCUSSION AND CONCLUSION─According to the results obtained it was concluded that the defatted rice bran can be used as a substrate in submerged fermentation processes, in this case, to obtain vinegar. The submerged fermentation was efficient regarding the conversion of ethanol to acetic acid (74.21±1.96 % to 97.60±0.67 %) during the eleven process repetitions (30 ºC, 300 rpm, 0.25 VVM), indicating that losses by evaporation or super oxidation during the process acetification were low. By the results of CCRD applied to optimize the step of acetic fermentation it was observed positive effects of the two variables (aeration and agitation) on the answers (stoichiometric yield and TC yield), within the range studied. The stoichiometric yield (79.97±7.97 %) and CT yield (100.50±1.27 %) showed superior results where the aeration and agitation were 1.0 VVM and 500 rpm, respectively. About the antioxidant activity the result (EC50 = 10.62±1.42 µg·ml-1) was satisfactory for the DPPH• method, because it lower than the values found in the literature, ie, showed higher antioxidant activity. On the other hand, for the ABTS+ method the result found (0.010 mM Trolox/mL) was not satisfactory, because has less antioxidant activity compared with other vinegars analysed by this method. From the defatted rice bran it was possible to produce vinegar with important antioxidant activity, as confirmed by DPPH• method and by the presence of phytic acid, which makes a product with functional properties. Added to this it is necessary to evaluate their sensory attributes in order to improve them and ensure the highest consumer acceptability, since the acceptability of DRB vinegar was below the recommended, however similar to the assessed commercial vinegars. In the step of clarification was possible to determine an optimum range for the variables studied (bentonite concentration and time of process), to increase the brightness (L*). / 5000

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2012-10-05T21:56:41Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ComportamentoMecanicoFlamabilidade.pdf: 3203467 bytes, checksum: 7954418d589c850869aebdfc924a1b78 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2012-10-08T17:13:59Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ComportamentoMecanicoFlamabilidade.pdf: 3203467 bytes, checksum: 7954418d589c850869aebdfc924a1b78 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-08T17:13:59Z (GMT). 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Isso pode ser obtido pela adição de retardante de chama, que tem o propósito de aumentar a resistência desse material à ignição e, ao mesmo tempo, reduzir a velocidade de propagação da chama. O hidróxido de alumínio, ou simplesmente hidrato de alumina, é o agente retardante de chama mais utilizado no mercado, pois, age também como supressor de fumaça e não libera gases tóxicos durante a queima. No entanto, para tais propriedades, altas concentrações de alumina hidratada são necessárias. Isto causa deterioração nas propriedades físicas dos materiais, por não ter caráter reforçante. As fibras naturais possuem boa capacidade de reforço quando combinadas adequadamente com polímeros. Apresentando também vantagens como baixo custo, baixa densidade, biodegradabilidade e na combustão não emana gases tóxicos. Neste trabalho, misturas contendo alumina hidratada e fibras de coco foram incorporadas ao polipropileno com o objetivo de se encontrar um balanço adequado de propriedades para utilização deste compósito com características de resistência à chama e desempenho mecânico. Os compósitos foram moldados por compressão a quente e caracterizados por IV, DRX, MEV, testes mecânicos e de inflamabilidade. Foi observado aumento no módulo de elasticidade dos compósitos em geral, bem como aumento na resistência a tenacidade do compósito PP/fibra de coco em relação ao PP puro. Os resultados indicaram a eficiência da alumina hidratada como antichama, em todos os compósitos, exceto PP/F, classificando os materiais como V-0 segundo a norma internacional UL 94V. / The plastic recycling has been an interesting possibility to minimize the destiny problem of the plastic residues. The polypropylene (PP) is enters the types polymers of larger consumption, therefore the utilization of this material has been enabling the studies development of great scientific and social relevance. This polymer presents excellent cost-performance relation, besides can be easily conformed and to exibit mechanical properties that turns it useful in several applications. However, this material when being burnt generates products that act as combustible so that, for some uses, flame resistance good is necessary. This can be gotten by flame retardant addition, that has the intention to increase the resistance of this material to the ignition and, at the same time reducing the propagation speed of the flame. The aluminium hydroxide, or simply alumina hydrate, is the flame retardant agent used most in the market, therefore it also acts as smoke suppressant and it does not liberate toxic gases during the burning. However, for such properties, high alumina hydrate concentrations are necessary. This causes deterioration in the physical properties of the materials for not have reinforcing character. The natural fibres own good reinforcement capacity when combined adequately with polymers. Also presenting advantages as low cost, low density, biodegradability and in the combustion does not emanate toxic gases. In this work, mixtures contend alumina hydrate and coco fibres had been incorporated polypropylene with the objective of if finding an properties rocking adequate for use of this composite with characteristics flame resistance and mechanical performance. The composites were molded by hot compression and characterized by IV, DRX, MEV, mechanical and non-flammability tests. Increase in the elasticity modulus of the composites in general was observed, as well as increase in the tenacity resistance of the PP/coco fiber composite regarding pure PP. The results had indicated the efficiency of alumina hydrate as it flame retardant, in all the composites, except PP/F, classifying the materials as V-0 according to international norm UL 94V.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-03-28T13:15:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoReaproveitamentoFilmes.pdf: 2707232 bytes, checksum: efb49a059d912dc993191c6a69fe5162 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-28T14:15:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoReaproveitamentoFilmes.pdf: 2707232 bytes, checksum: efb49a059d912dc993191c6a69fe5162 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-28T14:15:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoReaproveitamentoFilmes.pdf: 2707232 bytes, checksum: efb49a059d912dc993191c6a69fe5162 (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / Filmes de polietileno (PE) são comumente utilizados em embalagens de produtos pequenos, tais como embalagem para câmeras digitais, filmadoras, garrafas de vinhos, instrumentos médicos, etc. em função de propriedades importantes como resistência mecânica (vibração, queda, etc.), térmica (temperatura, umidade, pressão) aliada à facilidade de processamento e um custo compatível. Na embalagem de eletroeletrônicos, são utilizados filmes de PE de baixa densidade, dependendo do produto a ser embalado. Assim, neste trabalho, foram avaliados filmes de polietilenos de baixa densidade utilizados para embalar painéis display na linha de produção, constituídos de mesmo polímero, com a substituição das embalagens de poliestireno expandido (EPS) pelo filme de polietileno com colchão de ar inflado e com alterações das espessuras dos filmes foram submetidos ao processo de fusão de duas camadas para formações de colchões de ar, sob determinadas condições de temperatura e pressão, cuja expansão dos filmes resultou em significativas alterações de propriedades físicas, mecânicas. Os filmes foram caracterizados antes e após a sua soldagem para confecções dos colchões de ar, no formato de colunas de ar que podem ser moldadas em embalagens para produtos eletroeletrônicos. Foi observado que de acordo com a mudança do tipo de material que constituem os filmes de polietilenos, ou seja, quanto mais resistente ao teste de compressão, maior é o grau de absorção de impacto dessa matéria-prima quando inflado na forma de colchão de ar, isso significa uma excelente performance para resistir ao peso de um produto durante os teste mecânicos, tais como: teste de queda, teste de vibração, teste de temperatura e umidade. Os estudos mostram que podemos estudar e realizar teste com filmes de alta resistência e que sejam descartados nas fábricas e reprocessados para fabricação de calços infláveis para serem utilizados em diversos produtos. O reaproveitamento dessas matérias-primas ajuda a diminui o índice de resíduos descartados no meio ambiente. / Films of polyethylene (PE) are commonly used in packaging of small products such as packaging for digital cameras, camcorders, wine bottles, medical instruments, etc... as a function of important properties such as mechanical strength (vibration, drop, etc..) thermal (temperature, humidity, pressure) with the ease of processing and a cost. In electronics packaging, are used PE films of low density, depending on the product being package. In this work, films were evaluated as lowdensity polyethylene used for packing display panels on the production line, consisting of a single polymer, replacing the packaging of expanded polystyrene (EPS) by a polyethylene cushion with air mattress inflated with changes in the thickness of the films were subjected to the fusion of two layers of training for air mattresses, under certain conditions of temperature and pressure, where expansion of the films resulted in significant changes in physical, mechanical. The films were characterized before and after welding for clothing of air mattresses in the format of columns of air that can be molded into packaging for consumer electronics. It was observed that change according to the type of material making up the films of polyethylene, that is, the more resistant to compression test, the greater the degree of impact absorption when this raw material in the form of inflated air mattress this means an excellent performance to bear the weight of a product during the mechanical test, such as drop test, vibration test, test temperature and humidity. Studies show that we can study and test films with high strength and are discarded and reprocessed in the factories for the manufacture of inflatable cushions to be used in various products. The reuse of these raw materials helps to reduce the rate of waste disposed in the environment.