Orientadora: Ivanise Guilherme Branco / Banca: Cassia Roberta Malacrida Mayer / Banca: Izabel Cristina Freitas Moraes / Resumo: As algas marinhas pardas são as principais fontes de alginato de sódio utilizados na indústria alimentícia. O Brasil não possui o processamento de alginato, sendo assim dependente de produtos importados para suprir a demanda. A macroalga Sargassum sp. é comumente encontrada nas regiões costeiras do litoral de São Paulo, a extração de alginato dessa alga possibilitaria autonomia brasileira na produção de alginato de sódio. O meio ambiente e as condições climáticas em que as algas marinhas vivem influencia no rendimento de alginato, na massa molecular e na capacidade antioxidante. No primeiro capítulo foi realizado a otimização da extração de alginato de sódio por delineamento Box-Behnken e também o estudo da influência dos parâmetros de pH, temperatura e tempo de extração sobre o rendimento, viscosidade intrínseca e massa molecular. O pH influencia no rendimento, viscosidade intrínseca e massa molecular, enquanto que o tempo apresentou baixo efeito sobre o rendimento e a temperatura não influenciou nas respostas avaliadas. Os resultados da otimização mostraram que máximo rendimento (46,04%), viscosidade intrínseca (4,89 dL/g) e massa molecular (231,78 kDa) podem ser obtidos utilizando na extração a temperatura de 80°C, pH 10 por 90,08 minutos. No segundo capítulo foram estudados alginatos extraídos de Sargassum cymosum C. Agardh coletadas em duas localidades diferentes do litoral de São Paulo (Ubatuba-ASU e São Sebastião-ASS) com relação ao rendimento, massa molecular, compor... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Brown seaweeds are the main sources of sodium alginate used in the food industry. Brazil doesn't have alginate processing, so it is dependent on imported products to supply the demand. The macroalgae Sargassum sp. is commonly found in the coastal regions of São Paulo, the extraction of alginate from this alga would allow Brazilian autonomy in the production of sodium alginate. The environment and climatic conditions in which marine algae live influence alginate yield, molecular weight and antioxidant capacity. In the first chapter, the optimization of the sodium alginate extraction by the Box-Behnken design was carried out, as well as the influence of pH, temperature and extraction time parameters on yield, intrinsic viscosity and viscosimetric molecular mass. pH influenced yield, intrinsic viscosity and molecular mass, while time had low effect and temperature did not influence the responses evaluated. The optimization results showed that maximum yield (46.04%), intrinsic viscosity (4.89 dL / g) and viscosimetric molecular weight (231.78 kDa) can be obtained using the extraction at temperature of 80 ° C, pH 10 and 90 minutes. In the second chapter, alginates extracted from Sargassum cymosum C. Agardh were studied in two different locations along the coast of São Paulo (Ubatuba-ASU and São Sebastião-SSA) and were studied the difference between them in the yield, molecular mass, rheological behavior and antioxidant activity. The yield presented higher values for the alginates ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2015-03-18T20:17:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328127.pdf: 1313268 bytes, checksum: 50506ee1e5157f9ce6edf66038f4c79d (MD5) Previous issue date: 2009 / O Brasil é um dos principais produtores e exportadores de inúmeras espécies de frutas, apresentando uma grande quantidade de espécies ainda não aproveitadas em todo seu potencial, como é o caso de frutos de diferentes cactáceas encontradas no país. O Cereus hildmannianus K. Schum é uma cactácea de nome popular "tuna" que ocorre na região oeste de Santa Catarina, onde seus frutos são consumidos pela população desta região por possuir uma polpa suculenta e levemente doce, cujas propriedades e comportamento são ainda desconhecidas. Os frutos desta cactácea, assim como os do gênero Opuntia, apresentam uma polpa mucilaginosa de alta viscosidade, o que coloca dificuldades para processamento em uma indústria. Este trabalho estuda a caracterização físico-química e o comportamento reológico em função da temperatura da polpa do fruto de Cereus hildmannianus K. Schum para avaliar seu potencial nutricional, funcional e industrial e também a aplicação de enzimas pectinolíticas comerciais (Pectinex Clear e Cellubrix) em diferentes concentrações e temperaturas de incubação no rendimento e viscosidade da polpa de Cereus hildmannianus, utilizando a metodologia de superfície resposta. Os resultados da caracterização físico-química de Cereus hildmannianus são similares às dos frutos já normalmente consumidos e comercializados mundialmente de Opuntia ficus-indica e Opuntia dillenii, destacando-se os altos teores de fibras solúveis, potássio e cálcio, e baixo teor de lipídeos e sódio, fazendo-o um produto adequado a dietas especiais. Além disso, o fruto tem um rendimento bruto de polpa de 61,25 %, conferindo a este um potencial como matéria-prima para a industrialização, que pode vir a ser explorado como alternativa alimentar e/ou fonte de renda complementar para a agricultura familiar. O comportamento reológico para a polpa integral, com sementes, e diluída com água na proporção 1:2 mostrou ser pseudoplástico, com viscosidade aparente variando de 7 a 32 mPa.s para a polpa integral, e de 3 a 8 mPa.s para a polpa diluída. Quatro modelos foram empregados para o ajuste dos dados experimentais: Ostwald-De-Waele, Herschel-Bulkley, Casson e Mizrahi & Berk. O modelo de Mizrahi & Berk foi considerado o mais adequado para representar o comportamento reológico da polpa integral e diluída nas diferentes temperaturas estudadas. O efeito da temperatura sobre a viscosidade pôde ser descrito pela equação de Arrhenius, sendo observada a diminuição da viscosidade com o aumento da temperatura. As energias de ativação do escoamento viscoso para a polpa integral e diluída foram 3,88 e 2,69 kcal.mol-1, respectivamente. O tratamento enzimático mostrou influência das 3 variáveis estudadas: as concentrações de pectinases/pectinaliases e celulases, e da temperatura, a um nível de significância de 25%. Os modelos foram adequados para descrição dos resultados.<br> / Abstract : Brazil is one of the most important producer and exporter of many kinds of fruits, but its full potential is not exploited since many species are not yet known. It is the case of many cactaceaes fruits foun in the country such as Cereus hildmannianus K. Schum cacti, which the popular name is "tuna". It occurs in the western region of Santa Catarina, where its fruits are consumed by the regional population due to the slightly sweet and juicy flesh, whose properties and behavior was not yet studied. The fruits of that Cacti, as the ones from the genus Opuntia, have mucilaginous pulp of high viscosity which hamper the industry processing of the fruit. This work studies the chemical characterization and rheological behavior as a function of the temperature of the Cereus hildmannianus K. Schum pulp in order evaluate the nutritional, functional and industrial potentials. The effects of commercial enzymes Pectinex Clear and Cellubrix, applied at different concentrations and incubation temperatures, on the yield and pulp viscosity of Cereus hildmannianus were also studied using the response surface methodology. The results of physical-chemical characterization of Cereus hildmannianus were similar to those Opuntia ficus-indica and Opuntia dillenii, already consumed and marketed worldwide. Special attention must be done to the high levels of soluble fibers, potassium and calcium, and low content of lipids and sodium, making it a product suitable for special diets. Furthermore, the 61.25% pulp yield is consistent to a potential raw material for industrialization, therefore it can be explored as an alternative food and/or source of additional income for farming families. The rheological behavior of the integral and 1:2 water diluted pulps have shown to be pseudoplastic, with apparent viscosity ranging from 7 to 32 mPa.s and 3 to 8 mPa.s for the integral and diluted samples, respectively. Four models were fitted to experimental data: Ostwald-De Waele, Herschel-Bulkley, Casson and Mizrahi & Berk. The Mizrahi & Berk model was considered the most suitable to represent the obtined results. The effect of temperature on the viscosity could be described by the Arrhenius equation and a viscosity decrease was observed with increasing of the temperature. The activation energy of the viscous flow for the whole and diluted pulps were 3.88 and 2.69 kcal.mol-1, respectively. Enzyme treatment showed influence of the three variables studied: pectinases/pectinaliases and celulases concentrations, concentrations and temperature at a significant level of 25%. The models were suitable to describe the results.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:28:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 212533.pdf: 1024402 bytes, checksum: 41529857d777cddafee60a32bb1ce2e7 (MD5)

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-11Bitstream added on 2014-11-10T11:58:40Z : No. of bitstreams: 1 000789446.pdf: 4614191 bytes, checksum: 3111ebd7a4c392deaf9b17f621ad6c7d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Lasiodiplodia theobromae é um fungo filamentoso, causador de doenças em espécies vegetais de ampla distribuição no Brasil. Esse fungo produz exopolissacarídeo (EPS) de estrutura química não definida completamente. Além disso, o estudo de cultivo em meio quimicamente definido e os parâmetro fermentativos em bioreator ainda são limitados. Neste trabalho são apresentados a otimização da fermentação submersa de L. theobromae MMBJ em agitador orbital; o estudo de aeração em bioreator; as características reológicas dos caldos fermentativos e também as estruturas químicas dos polissacarídeos presentes no EPS e no micélio do fungo. O EPS purificado e fracionado é composto de três diferentes glucanas. Uma delas, uma β-(1→3)-(1→6)-glucana insolúvel em água fria, foi o EPS de maior rendimento (67% p/p). As outras duas são β-(1→6)-glucanas, sendo uma de 7×103 g/mol e outra de 1,8×106 g/mol. A glucana solúvel de maior peso molecular é a maior β-(1→6)-glucana já descrita e pode ser explorada para uso farmacêutico, uma vez que atividades imunomoduladoras estão associadas ao tamanho da cadeia. Dentre as fontes de carbono (sacarose P.A., sacarose comercial, glicose, frutose, lactose e melaço) e nitrogênio (nitrato de amônio, fosfato de amônio, nitrato de sódio e uréia) foram selecionados sacarose comercial e nitrato de amônio como mais adequadas para síntese de EPS. Na otimização usando DCCR 22, a formulação de meio que favoreceu síntese de produto foi composta de 56,6 g/L de sacarose comercial e 2,03 g/L de nitrato de amônio. Esse mesmo meio, quando em bioreator a 0,8 vvm (agitação fixada em 300 rpm), proporciona maior síntese de EPS, numa concentração de 7,35 g/L, sendo 1,8 g/L de β-(1→6)-glucanas e 5,5 g/L de β-(1→3)-(1→6)-glucana, após 72 h de cultivo. Diferentemente, os cultivos a 1,5 vvm favoreceram o crescimento celular, com 12,5 g/L de biomassa; máxima conversão de YX/S de 0,47... / Lasiodiplodia theobromae is phytopatogenic fungus causing gumnosis in plant species that are widely distributed in Brazil. This fungus produces exopolysaccharide (EPS) but its chemical structure is not completely defined. Furthermore, the studies of fermentation in defined medium and parameters in bioreactor cultures are still limited. This work describes the optimization using Response Surface Methodology (RSM) in orbital shaker, an aeration study in stirred-tank bioreactor, an early rheological characterization of fermentation broths, and also a refined structure evaluation from the EPS produced by L. theobromae MMBJ. The polysaccharides from mycelia were also described. Fractionated and purified EPS show the presence of three different glucans. One of them, a chilled water insoluble β-(1→3)-(1→6)- glucan, was the EPS with higher yield (67% w/w). The other two are soluble β-(1→6)- glucans, one with 7×103 g/mol and the other with 1.8×106 g/mol. The glucan with higher molecular weight is the largest β-(1→6)-glucan described and can be applied for pharmaceutical uses, since immunomodulatory effects are usually associated with molecular weight. Commercial sucrose and Ammonium nitrate were chosen among carbon (pure sucrose, commercial sucrose, glucose, fructose, lactose or sugar cane molasses) and nitrogen sources (ammonium nitrate, ammonium phosphate, sodium nitrate or urea) as most suitable for EPS biosynthesis. The Box-Behnken design using RSM showed that 56.6 g/L of commercial sucrose and 2.03 g/L of ammonium nitrate is the formulation that promotes EPS synthesis. This medium formulation was also used in bioreactor at 0.8 vvm or 1.5 vvm (agitation set at 300 rpm). The lower aeration rate promoted EPS synthesis, confirmed by the maximum EPS concentration obtained (7.35 g/L) after 72 hours. From total EPS amount, 1.8 g/L were β-(1→6)-glucans and 5.5 g/L were β-(1→3)-(1→6)-glucan. Differently, cultures at 1.5 vvm...

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:31:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 330909.pdf: 1456399 bytes, checksum: b6b137adf35fc650c8b0612f0e370a6d (MD5) Previous issue date: 2014 / Este trabalho visou elucidar o efeito da adição de Bifidobacterium BB-12 em um queijo tipo Minas Frescal do leite de búfala. Para avaliar a influência da adição das bifidobactérias no queijo foram realizadas a contagem de células viáveis e análises físico-químicas, de sinérese, de cor, reológicas e microestruturais, por 30 dias de armazenamento. Para o estudo das propriedades reológicas foram avaliados os seguintes modelos: os mecânicos de Maxwell e Maxwell generalizado e o modelo empírico de Peleg. O queijo adicionado de bifidobactérias foi submetido às condições gastrintestinais simuladas in vitro (boca, esôfago-estômago, duodeno e íleo continuamente) a fim de determinar o efeito dessa matriz sobre a sobrevivência das bifidobactérias. A contagem de células viáveis de Bifidobacterium BB-12 no queijo foi de 8,15 log UFC/g no dia 1 e 8,36 log UFC/g no dia 30. A partir dos resultados obtidos, pôde-se observar que ao final de 30 dias de armazenamento os queijos contendo as bifidobactérias foram classificados como probióticos. As amostras de queijo controle e probiótico apresentaram aumento nos valores da sinérese de 2,58±0,09 g/100g no dia 1 para 4,66±0,01 g/100g no dia 30 e de 2,16±0,16 g/100g no dia 1 para 4,04±0,05 g/100g no dia 30, respectivamente. Os demais parâmetros físicos permaneceram inalterados. Os queijos mostraram tendência à cor branca (L*=89). O modelo de Maxwell generalizado (R²>0,99) ajustou-se melhor aos dados experimentais do que os modelos de Maxwell (R²<0,96) e de Peleg (R²<0,95). A adição de bifidobactérias e o tempo de armazenamento dos queijos tipo Minas Frescal do leite de búfala não afetaram as suas propriedades reológicas. Estas propriedades indicaram uma tendência à obtenção de queijos rígidos e elásticos, mostrando também tendência a ser mais elástico do que viscoso. Já, o efeito protetor do queijo de leite de búfala sobre as bifidobactérias foi observado durante as condições gastrointestinais simuladas, inclusive quanto à recuperação das células injuriadas após a etapa do duodeno (109,55±2,39%). Desta forma, o queijo tipo Minas Frescal do leite de búfala apresentou efeito protetor para Bifidobacterium BB-12 durante a simulação gastrointestinal in vitro, tornando-se assim um promissor carreador desta bactéria probiótica.<br> / Abstract : This study aimed to elucidate the effect of the Bifidobacterium BB-12 addition in a buffalo Minas Frescal cheese. To evaluate the influence of the addition of bifidobacteria in cheese the following analyzes were performed: Viability, physicochemical properties, syneresis, color, rheological and microstructural properties, for 30 days of storage. To study the rheological properties three mathematical models were tested for fit the relaxation data, the mechanical Maxwell model and Generalized Maxwell model and the empirical Peleg model. Subsequently, the cheese added with bifidobacteria was submitted to in vitro simulated gastrointestinal conditions (mouth, esophagus-stomach, duodenum and ileum, continuously) to evaluate the effect of this matrix on the survival of the bacteria. The count of viable Bifidobacterium BB-12 cells in the cheese was equal to 8.15 log CFU/g on day 1 and 8.36 log CFU/g on the day 30. From the results obtained, we observed that at the end of the storage time the sample containing bifidobacteria was classified as probiotic. The control and probiotic cheese samples, showed an increase on the syneresis values from 2.58±0.09 g/100g on day 1 to 4.66±0.01 g/100g on day 30 and from 2.16±0.16 g/100g on day 1 to 4.04±0.05 g/100g on day 30, respectively. The other physical parameters remained unchanged. The cheeses also showed a tendency to white color (L*=89). The generalized Maxwell model (R²>0.99) was adjusted to the experimental data better than the models of Maxwell (R²<0.96) and Peleg (R²<0.95). As expected, the addition of bifidobacteria and the storage time of Buffalo Minas Frescal cheese did not affect their rheological properties. These properties indicated a tendency to obtain stiff and elastic cheeses, showing a tendency to be more elastic than viscous. Already, the protective effect of the Buffalo Minas Frescal cheese on bifidobacteria was observed during simulated gastrointestinal conditions, including the recovery of injured cells after the duodenum step (109.55±2.39%). Thus, Buffalo Minas Frescal cheese appeared as a protector for Bifidobacterium BB-12 during the in vitro gastrointestinal simulation, making it a promising carrier for this probiotic bacterium.

Orientador: Valéria Marta Gomes do Nascimento / Coorientador: Lucimara Mach Côrtes Cordeiro / Banca: Ivanise Guilherme Branco / Banca: Eutímio Gustavo Fernandez Núñez / Banca: Fhernanda Ribeiro Smiderle / Banca: Fernanda Fogagnoli S. Tosin / Resumo: Lasiodiplodia theobromae é um fungo filamentoso, causador de doenças em espécies vegetais de ampla distribuição no Brasil. Esse fungo produz exopolissacarídeo (EPS) de estrutura química não definida completamente. Além disso, o estudo de cultivo em meio quimicamente definido e os parâmetro fermentativos em bioreator ainda são limitados. Neste trabalho são apresentados a otimização da fermentação submersa de L. theobromae MMBJ em agitador orbital; o estudo de aeração em bioreator; as características reológicas dos caldos fermentativos e também as estruturas químicas dos polissacarídeos presentes no EPS e no micélio do fungo. O EPS purificado e fracionado é composto de três diferentes glucanas. Uma delas, uma β-(1→3)-(1→6)-glucana insolúvel em água fria, foi o EPS de maior rendimento (67% p/p). As outras duas são β-(1→6)-glucanas, sendo uma de 7×103 g/mol e outra de 1,8×106 g/mol. A glucana solúvel de maior peso molecular é a maior β-(1→6)-glucana já descrita e pode ser explorada para uso farmacêutico, uma vez que atividades imunomoduladoras estão associadas ao tamanho da cadeia. Dentre as fontes de carbono (sacarose P.A., sacarose comercial, glicose, frutose, lactose e melaço) e nitrogênio (nitrato de amônio, fosfato de amônio, nitrato de sódio e uréia) foram selecionados sacarose comercial e nitrato de amônio como mais adequadas para síntese de EPS. Na otimização usando DCCR 22, a formulação de meio que favoreceu síntese de produto foi composta de 56,6 g/L de sacarose comercial e 2,03 g/L de nitrato de amônio. Esse mesmo meio, quando em bioreator a 0,8 vvm (agitação fixada em 300 rpm), proporciona maior síntese de EPS, numa concentração de 7,35 g/L, sendo 1,8 g/L de β-(1→6)-glucanas e 5,5 g/L de β-(1→3)-(1→6)-glucana, após 72 h de cultivo. Diferentemente, os cultivos a 1,5 vvm favoreceram o crescimento celular, com 12,5 g/L de biomassa; máxima conversão de YX/S de 0,47... / Abstract: Lasiodiplodia theobromae is phytopatogenic fungus causing gumnosis in plant species that are widely distributed in Brazil. This fungus produces exopolysaccharide (EPS) but its chemical structure is not completely defined. Furthermore, the studies of fermentation in defined medium and parameters in bioreactor cultures are still limited. This work describes the optimization using Response Surface Methodology (RSM) in orbital shaker, an aeration study in stirred-tank bioreactor, an early rheological characterization of fermentation broths, and also a refined structure evaluation from the EPS produced by L. theobromae MMBJ. The polysaccharides from mycelia were also described. Fractionated and purified EPS show the presence of three different glucans. One of them, a chilled water insoluble β-(1→3)-(1→6)- glucan, was the EPS with higher yield (67% w/w). The other two are soluble β-(1→6)- glucans, one with 7×103 g/mol and the other with 1.8×106 g/mol. The glucan with higher molecular weight is the largest β-(1→6)-glucan described and can be applied for pharmaceutical uses, since immunomodulatory effects are usually associated with molecular weight. Commercial sucrose and Ammonium nitrate were chosen among carbon (pure sucrose, commercial sucrose, glucose, fructose, lactose or sugar cane molasses) and nitrogen sources (ammonium nitrate, ammonium phosphate, sodium nitrate or urea) as most suitable for EPS biosynthesis. The Box-Behnken design using RSM showed that 56.6 g/L of commercial sucrose and 2.03 g/L of ammonium nitrate is the formulation that promotes EPS synthesis. This medium formulation was also used in bioreactor at 0.8 vvm or 1.5 vvm (agitation set at 300 rpm). The lower aeration rate promoted EPS synthesis, confirmed by the maximum EPS concentration obtained (7.35 g/L) after 72 hours. From total EPS amount, 1.8 g/L were β-(1→6)-glucans and 5.5 g/L were β-(1→3)-(1→6)-glucan. Differently, cultures at 1.5 vvm... / Doutor