Orientador: Crispin Humberto Garcia-Cruz / Banca: Eleni Gomes / Banca: Ranulfo Monte Alegre / Banca: Vanildo Luiz Del Bianchi / Banca: Hamilton Cabral / Resumo: O principal produto da fermentação de açúcares por Zymomonas mobilis é o etanol quando glicose e frutose são utilizadas como fontes de carbono. Entretanto, quando sacarose é empregada na fermentação, o rendimento do etanol diminui devido à formação de subprodutos como levana, sorbitol, acetaldeído, ácido acético, pequenas quantidades de alguns álcoois superiores e fenol. A utilização de produtos agroindustriais, como o caldo e melaço de cana-deaçúcar, é uma alternativa para reduzir o custo final dos produtos de fermentação devido à disponibilidade de aquisição e composição química desses substratos. Este trabalho teve como objetivo utilizar substratos alternativos e otimizar as condições de fermentação para a produção de etanol, levana e sorbitol por Zymomonas mobilis CCT 4494. Também foi considerado o efeito da variação do substrato e de sais minerais adicionados nos meios de produção (sintético, caldo e melaços de cana-de-açúcar). Para a obtenção dos produtos de fermentação, foi aplicada a metodologia de superfície de resposta, seguindo um planejamento fatorial do tipo 27-2, de acordo com o modelo proposto por Box e Hunter, onde as variáveis independentes estudadas foram: pH inicial do meio de cultivo, temperatura de incubação, concentração do substrato e efeito da adição de KCl, K2SO4, MgSO4, CaCl2. Durante a realização das fermentações foi observado que a bactéria Zymomonas mobilis CCT 4494 se adaptou nos meios de fermentação contendo altas concentrações de sacarose e suportou a variação do pH e da temperatura de fermentação. O aumento da concentração da fonte de carbono favoreceu a formação dos produtos levana e etanol, entretanto, não houve produção de sorbitol. O meio sintético proporcionou maior rendimento de levana e etanol, enquanto que, os meios alternativos caldo e melaços de cana-de-açúcar... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The main product from fermentation of sugars by Zymomonas mobilis is ethanol when glucose and fructose are used as carbon sources. However, when sucrose is used in the fermentation medium, ethanol yield decreases due to the formation of by-products such as levan, sorbitol, acetaldehyde, acetic acid, small amounts of some superior alcohols and phenol. The use of agro industrial by products, such as sugarcane juice and molasses, is an alternative to reduce the final cost of fermentation products due to the constant availability and to the chemical composition of these by substrates. This study had the aim of using alternative substrates and of optimizing fermentation conditions for the production of ethanol, levan and sorbitol by Zymomonas mobilis CCT 4494. The effect of variation of substrate and mineral salts added to the production media (synthetic, sugarcane juice and molasses) was also considered. To obtain the fermentation products, response surface methodology was employed, following a 27-2 factorial planning, according to the model proposed by Box and Hunter, where the independent variables studied were: initial medium pH, incubation temperature, substrate concentration and effect of the addition of KCl, K2SO4, MgSO4, CaCl2. During the fermentations, it was noted that the bacteria Zymomonas mobilis CCT 4494 well adapted in the media containing high concentrations of sucrose and tolerated pH and temperature variations. The increase of carbon source concentration favored the formation of levan and ethanol, however, there was no sorbitol production. The synthetic medium offered higher levan and ethanol yield, whereas alternative media sugarcane juice and molasses, favored cellular growth. Among the independent variables analyzed with the best medium (synthetic) for biosynthesis of the biopolymer and ethanol, the ones that significantly (p<0.05) affected were KCl, K2SO4, CaCl2... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

abstract: In mixture-process variable experiments, it is common that the number of runs is greater than in mixture-only or process-variable experiments. These experiments have to estimate the parameters from the mixture components, process variables, and interactions of both variables. In some of these experiments there are variables that are hard to change or cannot be controlled under normal operating conditions. These situations often prohibit a complete randomization for the experimental runs due to practical and economical considerations. Furthermore, the process variables can be categorized into two types: variables that are controllable and directly affect the response, and variables that are uncontrollable and primarily affect the variability of the response. These uncontrollable variables are called noise factors and assumed controllable in a laboratory environment for the purpose of conducting experiments. The model containing both noise variables and control factors can be used to determine factor settings for the control factor that makes the response "robust" to the variability transmitted from the noise factors. These types of experiments can be analyzed in a model for the mean response and a model for the slope of the response within a split-plot structure. When considering the experimental designs, low prediction variances for the mean and slope model are desirable. The methods for the mixture-process variable designs with noise variables considering a restricted randomization are demonstrated and some mixture-process variable designs that are robust to the coefficients of interaction with noise variables are evaluated using fraction design space plots with the respect to the prediction variance properties. Finally, the G-optimal design that minimizes the maximum prediction variance over the entire design region is created using a genetic algorithm. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Industrial Engineering 2010

Orientador: Marise Aparecida Rodrigues Pollonio / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-17T11:58:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cordeiro_Daniela_D.pdf: 9752486 bytes, checksum: 1343a77b6ab10d733d82260785e2a659 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Atualmente os consumidores estão cada vez mais interessados no consumo de alimentos com apelos para a promoção da saúde. No desenvolvimento de produtos cárneos com características funcionais, os cereais, os quais possuem uma grande proporção de fibra insolúvel, têm vantagens fisiológicas e tecnológicas por serem constituídos principalmente de celulose. Destacam-se a capacidade de ligação de água e gordura e também a capacidade de reduzir custos de formulação. Sob este aspecto, este trabalho teve o objetivo de estudar e desenvolver formulações de produtos cárneos reestruturados empanados com alto teor de grão inteiro, farinhas, farelos e flocos de cereais integrais garantindo suas características tecnológicas e sensoriais. Primeiramente, foi realizada a seleção e avaliação das propriedades tecnológicas de diferentes cereais para combiná-los na forma de blends de cereais, através de analise físicoquímica e sensorial. A seguir, foi realizado o estudo do efeito da adição de diferentes blend de cereais (6% a 24%) em produto cárneo reestruturado empanado com avaliação das propriedades tecnológicas através da metodologia de superfície de resposta. Foram estudadas como variáveis respostas: umidade, absorção de óleo, textura, cor, bem como a qualidade sensorial geral e os atributos de aparência, cor interna e externa, textura e em especial crocância e sabor. Finalmente, foi estudada a influência dos métodos de cocção (fritura em óleo, forno convencional e forno microondas) sobre empanados de frango adicionados de sete tipos de cereais integrais. A seleção dos cereais e elaboração dos blends com sete tipos de cereais resultaram em teores adequados de proteínas (14,52%), lipídeos (10,39%) e carboidratos (62,72%) e um bom índice de capacidade de retenção de água (4,8). Nos produtos empanados a menor absorção de óleo foi para a formulação com 15% blends. A adição de até 24% de cereais integrais resultou num bom desempenho de textura e cor objetiva para os produtos empanados fritos. Em produtos empanados pré-fritos, houve um aumento na intensidade da cor amarela devido à adição dos blends de grãos e farinhas. Do ponto de vista sensorial os empanados adicionados de sete tipos de cereais integrais apresentar 97% de aceitação e 91% de intenção de compra pelo painel de consumidores, não diferindo da formulação controle. Os produtos submetidos ao forno microondas com 0% e 15% de cereais integrais, obtiveram os maiores porcentuais de umidade e lipídeos em comparação aos produtos cozidos em forno convencional, maior luminosidade e menor intensidade de vermelho, menor força de cisalhamento e as menores notas atribuídas pelos provadores em todos os atributos sensoriais, caracterizando um produto úmido, flácido, claro e sem crocância. Este trabalho permitiu a elaboração de um produto cárneo reestruturado empanado com alto teor de cereais integrais com boa aceitação sensorial, sendo necessários mais estudos para otimizar a substituição do processo de fritura por forneamento ou cocção em microondas / Abstract: Currently consumers are increasingly interested in food consumption with appeals for the promotion of health. In the development of meat products with functional features, cereals, which have a high proportion of insoluble fiber, have physiological and technological advantages because they are made primarily of cellulose. In this respect, this work was to study and develop formulations restructured breaded meat product with high content of whole grain, flour, bran and flakes, cereals and ensuring their sensory acceptance and technological. First, we performed the selection and evaluation of technological properties of different cereals and combine them in the form of blends of cereals, through physicalchemical analysis and sensory acceptance. Next, we performed a study of the effect of adding different blend of cereals (6% to 24%) in restructured breaded meat product and technological properties evaluation by response surface methodology. Were studied as variables response: moisture, oil absorption, texture, color sensory acceptance and appearance attributes, external and internal color, texture, flavor and crispness. Finally, we studied the influence of cooking methods (frying in oil, conventional oven and microwave oven) on breaded chicken added seven types of grains. The selection of grains and the blends with seven types of grain resulted in adequate levels of protein (14.52%), lipid (10.39%) and carbohydrate (62.72%) and a good index of holding capacity water (4.8). Breaded products the oil absorption was lower for the formulation with 15% blends. The addition of up to 24% of grains resulted in a good performance color and texture to the breaded products fried. In breaded pre-fried products, an increase in color saturation due to the addition of the blends of grains and flours. From the standpoint of the sensory the breaded products added seven types of grains presented 97% acceptance and 91% of purchase intention by the consumer panel did not differ from the control formulation. The products subject to the microwave oven at 0% and 15% whole grains, had the highest percentage of moisture and lipids in comparison to products cooked in conventional oven, greater brightness and low saturation yellow, lower shear force and lower scores by the judges in all sensory attributes, configuring in a product moist, flabby, clear and without crunchiness. This work allowed the preparation of a breaded restructured meat product with high content of whole grains with good sensory acceptance, more research is needed to optimize the replacement of the frying in the baking or microwave oven / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientadores : Miriam Dupas Hubinger / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T16:55:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ito_AnaPaula_D.pdf: 2517451 bytes, checksum: 12213bb2b29c901535a1ecec8d825de8 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A proposta deste trabalho foi estudar o processo de desidratação osmótica de mangas em fatias, utilizando a tecnologia de desidratação osmótica a pulso de vácuo, que consiste em submeter o sistema solução-produto à pressão sub-atmosférica por um curto período, no início do processo. Inicialmente, foi realizado um planejamento fatorial fracionário 25-1, onde estudaram-se os efeitos da concentração da solução osmótica, temperatura de processo, recirculação da solução, tempo e intensidade de aplicação de vácuo, na transferência de massa durante o processo de desidratação osmótica de fatias de manga. A temperatura, entre 20 a 40°C, e a concentração, entre 45 a 60°Brix, foram as variáveis que mais afetaram a transferência de massa. O tempo do pulso de vácuo aplicado (entre 5 e 15 minutos) influenciou o ganho de sólidos e a difusividade efetiva de água. A intensidade da recirculação da solução e o nível de pressão aplicado não foram estatisticamente significativos para todas as respostas estudadas e esses parâmetros foram fixados nas etapas subseqüentes do projeto. A partir dos resultados obtidos, um planejamento fatorial 23 completo foi realizado, considerando três fatores: concentração da solução osmótica (45 a 65°Brix), temperatura de processo (20 a 40°C) e tempo de pulso de vácuo (0 a 20 minutos). Para a obtenção da maior perda de água, menor ganho de sólidos e manutenção das propriedades reológicas, a melhor condição de processo encontrada para a desidratação osmótica de fatias de manga foi a utilização de solução osmótica na concentração de 60°Brix, temperatura de processo de 30°C, aplicação de 10 minutos de pulso de vácuo e tempo de processo de 120 minutos. O estudo da cinética do processo na condição otimizada, com e sem aplicação de vácuo, revelou que o pulso de vácuo provocou uma maior perda de água e ganho de sólidos e, conseqüentemente, a difusividade efetiva também foi superior em comparação ao processo tradicional. Com o uso do pulso de vácuo, as fatias de manga processadas apresentaram melhores resultados para a conservação do teor de carotenóides e preservação das propriedades mecânicas. As fatias de mangas frescas e osmoticamente desidratadas apresentaram uma boa aceitação pelo consumidor sendo que os melhores resultados também foram obtidos com o uso do vácuo. Em relação aos parâmetros de cor e à avaliação da microestrutura, não houve diferenças entre os processos com e sem aplicação de vácuo na desidratação osmótica / Abstract: The purpose of this work was to study the osmotic dehydration of mango slices using the pulsed vacuum osmotic dehydration technology, which consists on the application of a sub-atmospheric pressure to the solid-liquid system for a short period, at the beginning of the process. Initially, a 25-1 fractional factorial design was realized to evaluate the influence of osmotic solution concentration, process temperature, solution recirculation, vacuum application time and pressure on mass transfer during the mango slices osmotic dehydration process. The variables that most affected mass transfer were temperature (20 to 40°C) and solution concentration (45 to 60°Brix). The pulsed vacuum time application (5 to 15 minutes) was significant for solids gain and water effective diffusivity. Osmotic solution re-circulation and vacuum pressure showed no influence on mass transfer and consequently, these variables could be fixed at the most economically viable level for any further trials. From this results, a 23 factorial experimental design was used to design the tests for the pulsed vacuum osmotic dehydration of mango slices, considering three factors (independent variables): concentration (45-65°Brix), temperature (20-40°C) and vacuum pulse time (0-20 minutes). The best conditions aiming a greater water loss, lower solid gain and rheological properties maintenance in the mango slices was 120 minutes of process time, 30°C of process temperature, 60°Brix of osmotic solution concentration and 10 minutes of vacuum time. The study of process kinetics on the optimized condition, with and without vacuum application, reveled that the vacuum pulse provoked a greater water loss and solids gain and, consequently, the effective diffusivity was also greater, compared to the traditional osmotic process. The mango slices processed by pulsed vacuum osmotic dehydration showed better results for carotenoids retention and mechanical properties maintenance. The fresh and osmotically dehydrated mango slices showed a good sensory acceptance and the best results were also obtained with vacuum application. In respect to the color parameters and microstructure, no differences were observed between samples processed with and without vacuum application / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Katia Lucchesi Cavalca / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-08T21:19:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Escobar_RobertoLuiz_M.pdf: 2961640 bytes, checksum: 516985920427d6083c04c1c5a22d6470 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Os sistemas mecânicos são projetados para desempenhar funções específicas, e por essa razão as suas funções devem ser medidas para garantir seu desempenho dentro de uma certa precisão ou tolerância. A grande complexidade em se projetar e analisar novos projetos é a inserção de novas tecnologias, que envolvem aspectos multidisciplinares. Assim, o desenvolvimento e melhoria de projetos e produtos colocam o engenheiro projetista frente às diversas fontes de variabilidade, como por exemplo, as propriedades dos materiais, condições operacionais e ambientais e incertezas nas suposições feitas sobre seu funcionamento. Em termos de modelagem matemática, as aproximações inerentes e hipóteses feitas durante a concepção do sistema, conduzem normalmente a diferentes respostas obtidas através de simulações e/ou medidas experimentais. Dessa forma, em uma fase anterior à modelagem matemática,durante a concepção do sistema ou produto, as aplicações de ferramentas estatísticas e métodos de otimização podem fornecer estimativas sobre faixas de valores ou valores ótimos para parâmetros significativos de projeto, dentro do espaço experimental estudado. Esse tipo de abordagem estatística teve sua fundamentação teórica durante as décadas de 20 e 30 por Fisher, com a aplicação da teoria estatística sob diversos aspectos, como por exemplo: testes de hipóteses, estimativa de parâmetros, seleção de modelos, planejamento experimental e, mais tarde, no controle e melhoria de processos e produtos. Assim, este trabalho propõe um procedimento de estudo e otimização, integrando a teoria de planejamento experimental, a metodologia da superfície de resposta e otimização multi-objetivos através de algoritmos genéticos, para se obter a otimização dos parâmetros de projeto de componentes mecânicos. Em específico, foram utilizados dados de um sistema rotor-mancal e o estudo implica em minimizar as amplitudes no domínio da freqüência. Outro objetivo deste trabalho, foi desenvolver um programa para otimização multi-objetivos através de algoritmos genéticos / Abstract: The mechanical systems are designed to be applied to any specific situations, and in this waytheir features should be measured to guarantee confidence to the systems. Their development and analysis expose the designer to a series of unknown parameters from several sources such as material properties, environmental and operational conditions. In terms of mathematical modeling, the inherent approximation and hypotheses made during system conception lead to different responses obtained by simulations and/or experimental measurements. So, in a previous phase of mathematical modeling, during the design analysis, the application of statistical tools and optimization methods is possible to estimate the values and/or ranges of the critical design parameters inside an experimental space. The connection between optimization and statistical data back at least to the early part of the 20th century and encompasses many aspects of applied and theoretical statistics, including hypothesis testing, parameter estimation, model selection, design of experiments and process and product control. So, this work proposes a link between theory of design of experiments, response surface methodology and multi-objective optimization using genetic algorithms, in order to optimize parameters for mechanical components. This study makes possible to verify the application of multi-objective optimization using genetic algorithms in design parameters and optimize them. A rotor-bearing system was used and amplitude in frequency domain was minimized. An experimental software for multi-objective optimization using genetic algorithm was developed. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:11:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Antonio Rafael de Souza Alves Bosso.pdf: 2756891 bytes, checksum: c44601eb9a4e7441d8e2cbaf917d13ef (MD5) Previous issue date: 2012-04-02 / This work describes the design of experiments and response surface methodology (RSM) via factorial designs programmed in PlanEx, a new web/online software implemented using the Java language. The goal was to develop and validate PlanEx as a simple, efficient, and an interactive tool for undergraduate teaching and research. PlanEx was also designed as a free software, and the Java language was chosen since it is a community-developed open source software. PlanEx provides both full factorial design of experiments (2k) and fractional (2k-1), with up to six variables, and with, or without, replicates. PlanEx was also developed to perform variable screening through replicates, and normal probability plots and also to evaluate the model bias by the residual graphs. PlanEx is based on RSM with up to four variables at three levels, and central points with, or without, replicates. Through RSM the user can check linear or quadratic models to predict experimental responses through 3D surface plots, and analysis of variance (ANOVA). PlanEx was also evaluated in the second term of 2009, 2010, and 2011 in graduate courses of planning and design of experiments. The results have shown that PlanEx is fast, and interactive, and it is a simple design of experiment tool for both teaching and research. / Esta Tese apresenta o software PlanEx que contém as ferramentas do planejamento de experimentos fatorial escritas em linguagem de programação Java. O objetivo do trabalho foi desenvolver o software PlanEx e validá-lo como uma ferramenta de ensino e pesquisa simples, eficiente, interativa e gratuita na internet, sem a necessidade do usuário realizar download. A linguagem Java foi escolhida por oferecer uma grande quantidade de efeitos gráficos e de bibliotecas livres que contêm cálculos da estatística e da álgebra linear. O software PlanEx disponibiliza as ferramentas do planejamento de experimentos fatorial completo 2k e do fracionário 2k-1 com até seis variáveis e com, ou sem, replicatas de todos os experimentos. PlanEx foi desenvolvido para que estudantes e pesquisadores interessados no planejamento de experimentos possam utilizá-lo para realizar uma triagem das variáveis; para verificar quais variáveis provocam efeitos significativos na resposta experimental de um fenômeno em estudo, através de replicatas e/ou de gráficos de probabilidade normal; e para avaliar se o modelo é tendencioso através de gráficos de resíduos em função dos valores estimados. Para otimização ou expansão do planejamento de experimentos fatorial, o software PlanEx disponibiliza as ferramentas da Metodologia de Superfície de Resposta (RSM) com até quatro variáveis em três níveis, sendo um ponto central e com, ou sem, replicatas. Através da RSM o usuário pode verificar qual modelo, linear ou quadrático, prediz melhor as respostas experimentais através dos gráficos de superfície de resposta 3D e da Tabela de Análise de Variância (ANOVA). Através de três aplicações realizadas no segundo semestre dos anos de 2009, 2010 e 2011 nas aulas da disciplina de Quimometria II ministrada pelo Professor Dr. Anselmo Elcana de Oliveira no programa de pós-graduação de mestrado em Química da UFG e Doutorado Multiinstitucional em Química UFU/UFG/UFMT, o software PlanEx apresentou ser uma ferramenta rápida, interativa, gratuita e simples de ensino e pesquisa em nível de pós-graduação.

Evidências recentes têm demonstrado que dietas com elevado conteúdo de vegetais, frutas e grãos podem reduzir o risco de diversas doenças não transmissíveis. As propriedades benéficas desses alimentos têm sido atribuídas, em grande parte, à presença de substâncias antioxidantes, que são capazes de diminuir os efeitos prejudiciais dos radicais livres. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma formulação de molho tipo Pesto, com base nas propriedades antioxidantes dos seus ingredientes principais: manjericão, castanha do Brasil e azeite de oliva extra virgem. A metodologia foi divida em duas fases: a primeira consistiu na avaliação da interação entre os componentes com atividade antioxidante (AA) presentes nos ingredientes principais do molho, realizada através da metodologia de superfície de resposta por modelagem de misturas. Foi utilizado um planejamento centróide simplex, no qual a resposta medida foi a atividade antioxidante dos extratos de diferentes polaridades obtidos das diferentes formulações. Utilizando-se o método DPPH (1,1-difenil-2-picrilhidrazil) e o sistema ß-caroteno/ácido linoléico, não foi encontrada interação entre os componentes com AA presentes nos ingredientes. Apesar dos modelos obtidos não descreverem adequadamente a variação dos resultados, o manjericão foi identificado como o ingrediente de maior contribuição para a AA total do molho. Foi realizada análise sensorial para determinar a formulação melhor aceita dentre as possibilidades obtidas. A segunda fase consistiu em submeter a formulação determinada na fase 1 às análises de composição centesimal, quantificação dos compostos fenólicos totais e quatro métodos in vitro de avaliação da AA: método do poder redutor, sistema ß-caroteno/ácido linoléico, DPPH e ensaio em meio lipídico pelo aparelho Rancimat®. A formulação final pode ser considerada como uma boa fonte de antioxidantes naturais e portanto fazer parte de uma dieta saudável. / Recent evidences have shown that high consumption of vegetables, fruits and grains can reduce the risk of non-communicable diseases. The healthy properties of these foods have been related mostly to the presence of antioxidants, substances which are known as capable of decreasing the harmful effects of free radicals. The objective of this work was to develop a Pesto sauce formulation, based on the antioxidant properties of its main ingredients: sweet basil, Brazil nut and extra-virgin olive oil. The methodology was divided in two phases: The first one consisted in the evaluation of the interaction between the components with antioxidant activity (AA) present in the sauce\'s main ingredients, applying the response surface methodology with a mixture model. A centroid simplex plan was used, in which the response measured was the AA of the extracts of different polarities from the different formulations. By using the DPPH (1,1-diphenyl-2-picryhydrazyl) method and the ß-carotene/linoleic acid system, no interaction between the components with AA was detected. Although the models could not describe properly the response variation, sweet basil was identified as the main responsible for the total AA of the sauce. Sensory analysis was conducted to determine the most accepted formulation among the possibilities. The second phase consisted in submitting the formulation obtained in phase 1 to centesimal composition analysis, quantification of total phenolics and four in vitro AA methods: reducing power, DPPH method, ß-carotene/linoleic acid system and the Rancimat® method. The final formulation may be considered a good source of natural antioxidants and therefore be part of a healthy diet.

Orientador: Hilary Castle de Menezes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-04T14:08:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Torezan_GabrielaAparecidaPompeu_D.pdf: 5215421 bytes, checksum: 2cefe1bcde6d43c19ecb1fdfc1763eac (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O desenvolvimento de novos produtos visando o uso de matérias-primas nacionais é de grande interesse para a economia do país, uma vez que agrega valor ao produto e diminui o grande excedente da produção que resulta muitas vezes em perdas. A manga possui apreciação de destaque dentre as frutas tropicais em todo o mundo, é uma matéria-prima barata, presente em abundância em nosso país, mas em contrapartida as perdas da produção chegam a até 30%. Dentro desse contexto e aliando-se o aumento nos últimos tempos da procura por produtos de conveniência, o Departamento de Tecnologia de Alimentos da Unicamp em parceria com o CIRAD (Centre de Coopération International em Recherche Agronomique pour le Développment) ¿ Montpellier/França, implantou uma nova linha de pesquisa que visa expandir a aplicação de fritura em frutas para a produção de chips, da qual faz parte o presente trabalho, tendo como matéria prima a manga. Os estudos foram direcionados a fim de se obter parâmetros otimizados de processos, tipo de pré tratamento (desidratação osmótica), variedade e ponto de maturação da matéria-prima, e caracterização dos produtos finais, quanto aos aspectos químicos, físicos, microscópicos e sensoriais. Primeiramente foram estudadas e estabelecidas algumas condições de processo de fritura, como: razão fruta:óleo (p/p) de 1:4, reutilização do óleo até 15 frituras (3 minutos cada à temperatura de 160°C); espessura das fatias de 3mm, sem descascamento e desidratação osmótica à pressão ambiente com agitação. Em seguida, o pré tratamento de desidratação osmótica foi estudado através da Metodologia de Superfície de Resposta (MSR), verificando-se um aumento das taxas de transferência de massa com aumento do tempo e temperatura; a imersão em banhos consecutivos de solução osmótica com concentração crescente (35, 45 e 65 °Brix; 35 e 65°Brix), empregada a fim de se aumentar o teor de sólidos finais do produto desidratado osmoticamente também foi avaliada; os resultados mostraram no entanto que o aumento dos sólidos obtido pelo uso dos banhos não acarretou em aumento da qualidade final dos chips (aceitação sensorial). Estabelecida a condição de desidratação osmótica (80 minutos, 40°C, agitação de 200rpm, solução sacarose 65°Brix, relação fruta e solução 1:4 (p/p)), o processo de fritura foi estudado através da MSR, sendo analisados os teores de umidade, lipídeos, parâmetros de cor (L*, a*, b*) e aceitação sensorial (aparência, cor, aroma, sabor, textura e intenção de compra). As respostas teor de umidade e aceitação da cor e do sabor foram escolhidas para definição da faixa ótima de tempo (140-180s) e temperatura (155-165°C) de fritura. Estabelecidas as condições do método combinado desidratação osmótica ¿ fritura, foram comparados os chips de manga das cultivares Tommy Atkins e Palmer, nos estágios de maturação verde, ¿de vez¿ e maduro. As análises mostraram que a matéria-prima das duas cultivares, no ponto de maturação verde e ¿de vez¿, foram as de melhor qualidade. As micrografias dos chips de manga apresentaram encolhimento da matriz celular, células plasmolizadas, resultantes da rápida evaporação da água devido à alta temperatura de processo, e glóbulos de óleo aderidos na superfície do tecido ou nos poros criados pela saída da água. As isotermas de sorção dos chips de manga Tommy Atkins e Palmer apresentaram característica do tipo III, e o fenômeno de adsorção começou em atividade de água 0,4, indicando uma boa estabilidade dos produtos. O último trabalho foi conduzido no CIRAD ¿ França, e consistiu na aplicação de pressão reduzida durante o processo de fritura, e os efeitos observados no desenvolvimento de cor dos chips, utilizando uma fruta modelo (maçã Granny Smith). Os resultados revelaram a grande vantagem de aplicação de vácuo, com a obtenção de chips com menor teor de água e praticamente nenhum escurecimento em relação ao material in natura. A aplicação do processo combinado desidratação osmótica ¿ fritura (à pressão atmosférica) para obtenção de chips de manga se mostrou prática, sem a necessidade de equipamentos sofisticados, econômica (uso de materiais abundantes e baratos, como a manga e a sacarose), resultando em um produto de boas características de qualidade, com baixos teores de umidade (2-5%) e de lipídeos (11-13%) e boa aceitação sensorial sensorial (variando entre gostei ligeiramente e gostei moderadamente), mostrando ser uma ótima aplicação de tecnologia para desenvolvimento de um novo produto e agregação de valor à matéria-prima / Abstract: The development of new products using national raw materials is of considerable importance to the national economy, adding value to the product and decreasing surplus production, resulting in increasingly smaller losses. Throughout the World, the mango stands out amongst the tropical fruits, being a cheap raw material, produced in abundance in this country, although currently, production losses reach 30%. In this context and considering the current demand for convenience foods, the Department of Food Technology/UNICAMP/Brazil in partnership with CIRAD (Centre de Coopération International em Recherche Agronomique pour le Développment), Montpellier/France, implanted a new research line aimed at expanding the application of frying to fruits, for the production of chips and this thesis is part of this research line. The studies were directed at optimising the process parameters, defining the type of pre-treatment (osmotic dehydration), raw material variety and maturation and characterising the final products with respect to their chemical, physical, microscopic and sensory aspects. Firstly some of the frying conditions were studied and established, such as: fruit:oil (w/w) ratio of 1:4; re-use of the frying oil up to 15 times without alterations of the oil or the product; 3mm thickness of the mango slices without peeling and osmotic dehydration at atmospheric pressure with agitation. The osmotic dehydration pre-treatment was then studied using Response Surface Methodology (RSM). Immersion in consecutive baths of increasingly concentrated osmotic solution (35, 45 and 65°Brix; 35 and 65°Brix) was also studied, aimed at increasing the final solids content of the osmotically dehydrated product. However, the results showed that this procedure did not result in an improvement in chip quality (sensory acceptance). Having determined the conditions for osmotic dehydration (80 minutes and 40°C), the frying process was studied using RSM, analysing the moisture and lipid contents, colour parameters (L*, a*, b*) and sensory acceptance (appearance, colour, aroma, flavour, texture and intent to buy). The responses of moisture content, colour and taste acceptance were chosen to define the optimal ranges of time (140-180s) and temperature (155-165°C). Having established the conditions for the combined osmotic dehydration ¿ deep fat frying method, mango chips made from the cultivars Tommy Atkins and Palmer were compared, and also the states of maturity (mature green, half ripe and ripe). The analyses showed that for both cultivars, the mature green and the half ripe states of maturity gave the best quality chips. The chip micrographs presented a shrunk cellular matrix, plasmolyzed cells, results of the rapidly evaporated surface water by the high temperature process and oil globules adhered at the surface tissue or at the porous created by the water vaporisation. The sorption isotherms of Tommy Atkins and Palmer mango chips had type III characteristics, and the adsorption phenomenon starts at water activity above 0.4, showing good product stability. The last part of the study was conducted at CIRAD, France, and consisted of the application of reduced pressure during the frying process of a model fruit (Granny Smith apples), and the effects observed on chip colour development. The results showed the great advantage of applying vacuum, obtaining chips with lower moisture content and almost no darkening as compared to the raw material. The application of the combined osmotic dehydration ¿ frying method (at atmospheric pressure) to obtain mango chips was shown to be practical, not requiring sophisticated equipment, economic (use of cheap, abundant raw materials, such as mango and sucrose), resulting in a product with good quality characteristics, low moisture (2 - 5%) and lipid (11 ¿ 13%) contents and good sensory acceptance (6-7), showing itself to be an optimum technological application to develop a new product and add value to the raw material / Doutorado / Tecnologia de Alimentos / Doutor em Tecnologia de Alimentos

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A degradação oxidativa dos lipídeos é um fator preponderante que limita a vida útil dos alimentos, reduzindo suas qualidades nutricionais e organolépticas. A utilização de antioxidantes durante o processo de fabricação pode diminuir consideravelmente a extensão da oxidação lipídica, desencadeada pela reação de radicais livres. A crescente preocupação pelo consumo de alimentos mais saudáveis e livres de aditivos sintéticos tem recebido maior atenção pelas indústrias, que atualmente tem procurado por alternativas mais naturais, como o uso de antioxidantes provenientes de especiarias, como uma forma promissora de substituição dos compostos sintéticos. O objetivo deste trabalho foi estudar as condições de obtenção de extratos hidroalcoólicos de cravo (Syzygium aromaticum), canela (Cinnamomum verum) e pimenta dedo-de-moça (Capsicum annuum) e sua aplicação em óleos de soja refinado, armazenado em embalagens de vidro, em comparação com amostras adicionadas de antioxidante sintético TBHQ e amostras livres de antioxidantes (controle), durante sete meses, simulando a comercialização em supermercados. Foram verificados também as propriedades antioxidantes dos extratos de especiarias produzidos nas condições selecionadas através das metodologias de DPPH e ABTS. O estudo do efeito da temperatura de extração e do grau de hidratação do etanol sobre o rendimento de compostos fenólicos totais dos extratos destas especiarias foi realizado com aplicação de planejamento experimental e metodologia de superfícies de resposta. As condições para uma extração eficiente dos compostos fenólicos do cravo, da canela e da pimenta foram o emprego de etanol a 49,5 % (v/v). As melhores temperaturas estiveram entre 45 a 50 °C para o cravo e canela, e 60 °C para a pimenta. Os extratos de cravo, canela e pimenta dedo-de-moça preparados nas condições otimizadas, foram adicionados nas proporções de 50 mg kg-1, 100 mg kg-1, 150 mg kg-1 e 200 mg kg-1 às amostras de óleo de soja refinado e submetido a um teste acelerado em estufa a 65 °C juntamente com amostras adicionadas nas mesmas proporções de TBHQ e amostras isentas de antioxidantes (controle), para verificação da concentração mais eficiente no retardar a oxidação. Em seguida, após os resultados do teste de estufa, os óleos adicionados de 100 mg kg-1 de extratos, TBHQ, e isento de antioxidantes foram acondicionados em embalagens de vidro transparente de 250 mL e armazenados sob condições de comercialização (incidência de luz fluorescente por 15 horas / 24 horas e 331,71 Lux). Os resultados de Índice de Peróxido, Acidez e Absortividade na faixa do ultravioleta evidenciaram que os extratos foram capazes de oferecer proteção antioxidante ao óleo de soja refinado em diferentes níveis, sendo que o tratamento adicionado de extrato de cravo foi o que mais se destacou na inibição da oxidação lipídica do óleo de soja, seguido do extrato adicionado de canela e pimenta (p<0,05). / Lipid deterioration is a major cause of shorter food shelf life, reducing its nutritional and organoleptical quality. The use of antioxidants during the manufacturing process can significantly decrease the extent of lipid oxidation reactions triggered by free radicals. The growing concern about the consumption of healthier foods and free from synthetic additives has received increased attention by the industry, which is currently looking for more natural alternatives, such as the use of antioxidants from herbs and spices, as a promising replacement of synthetic compounds. The objective of this work was to study the conditions for obtaining hydroalcoholic extracts of cloves (Syzygium aromaticum), cinnamon (Cinnamomum verum) and red pepper (Capsicum annuum) and its application in soybean oil refined, stored in glass containers, compared with samples added of synthetic antioxidant TBHQ and samples free antioxidant (control) during 7 months simulating marketing conditions in supermarkets. Extracts were analyzed by DPPH and ABTS methods. The study of the effect of extraction temperature and the degree of hydration of ethanol on the yield of total phenolic compounds of the extracts of these spices was carried out with application of experimental design and response surface methodology. The best solvent concentration for efficient extraction of phenolic compounds from clove, cinnamon and pepper was 49.5% ethanol (v / v). The best temperatures were between 45 and 50°C for cloves and cinnamon, and 60 ° C for pepper. The extracts of clove, cinnamon and red pepper prepared under optimized conditions were added in concentration of 50 mg kg-1 , 100 mg kg-1, 150 mg kg-1 and 200 mg kg-1 to samples of refined soybean oil and subjected to an accelerated storage test at 65°C with samples containing the same concentrations of TBHQ and samples free of antioxidant (control) in order to check the most efficient concentrations to slow the oxidation. The best extracts concentration 100 mg kg-1 from the Schaal oven test was added to oil packed in glass containers against oil with 100 mg kg-1 of TBHQ, and oils free of antioxidants and stored under normal commercialization conditions (fluorescence light exposure for 15 hours / 24 hours and 333,71 Lux). Peroxide, acid values and absorptivity in the ultraviolet range showed that the extracts were able to offer antioxidant protection to soybean oil at different levels. Clove extract, showed the best performance in the inhibition soybean oil oxidation, followed by cinnamon and pepper (p<0,05).