O crescente interesse científico relacionado ao estudo das propriedades dos grãos de arroz vermelho (Oryza glaberrima) e preto (Oryza sativa) está atrelado ao elevado teor nutricional desses grãos. Quando submetidos ao processo de beneficiamento, eles geram subprodutos, entre os quais a quirera e o farelo, ricos em amido e compostos fenólicos, respectivamente. Uma vez consideradas as diferenças varietais dos grãos e o potencial uso dos seus subprodutos, os objetivos deste trabalho foram, primeiramente, determinar a composição química e o perfil de compostos bioativos desses grãos e, sequencialmente, avaliar sua atividade antioxidante por meio da análise do efeito protetor de células SH- SY5Y. Posteriormente, esses grãos e seus subprodutos foram utilizados como material para o desenvolvimento de filmes biodegradáveis. A identificação e quantificação de compostos fenólicos foi avaliada em extratos da fração farelo de ambos os grãos, por ser essa a fração que contém sua maior concentração. Os resultados evidenciaram que o ácido ferúlico foi o principal composto fenólico encontrado em ambas as amostras. Enquanto no farelo de arroz preto a cianidina-3-glicosídeo foi a antocianina majoritária, no farelo de arroz vermelho foi identificada a presença de proantocianidinas Com relação à atividade antioxidante, o ensaio realizado em cultura de células SH-SY5Y, demonstrou que os extratos de ambos os farelos de arroz, nas duas concentrações testadas (10 and 50 μg/mL), apresentam um efeito protetor contra as espécies reativas geradas pelo H2O2 (ensaio DCFH-DA) e, esse resultado foi relacionado à presença de compostos bioativos, especialmente ácidos fenólicos e antocianinas. Devido às propriedades físico-químicas e antioxidantes, amido e farinha de arroz vermelho foram utilizados para o desenvolvimento de filmes biodegradáveis. Foram desenvolvidas formulações contendo diferentes proporções de farinha e amido (10:0, 9:1, 7:3, 5:5 e 0:10, p/p). A incorporação de amido nos filmes de farinha promoveu melhora das propriedades mecânicas e estruturais e, redução da permeabilidade ao vapor de água. Baseado na excelente atividade de sequestro do radical DPPH. e no menor custo de produção, a formulação 9:1 foi escolhida para ser aplicada na forma de sachê para análise da estabilidade de óleo de girassol armazenado sob condições de oxidação acelerada. Os resultados demonstraram que os filmes foram eficazes como embalagem protetora impedindo a formação de produtos de degradação primários (peróxidos e dienos conjugados) e secundários (trienos conjugados) durante o armazenamento. A partir dos resultados obtidos neste trabalho, fica evidenciada a possibilidade de utilização dos grãos de arroz vermelho e preto e seus subprodutos como matérias-primas promissoras para o desenvolvimento de embalagens biodegradáveis fonte de compostos antioxidantes. / The increase scientific interest related to the study of the properties of red (Oryza glaberrima) and black rice (Oryza sativa) grains is related to the high nutritional content of these grains. When submitted to the polishing process, they generate by-products, among them broken grains and bran, rich in starch and phenolic compounds, respectively. Once considered varietal differences of the grains, and the potential use of their by-products, the goals of this work were, firstly, to determine the chemical composition and the bioactive compounds profile of these grains and, sequentially evaluate their antioxidant activity by analyzing the protective effect of SH-SY5Y cells. Subsequently, these grains and their by-products were used as material for the development of biodegradable films. The identification and quantification of phenolic compounds was evaluated in extracts of the bran fraction of both grains, since this is the fraction that contains the highest concentration of them. The results showed that ferulic acid was the main phenolic compound found in both samples. While in the black rice bran cyanidin-3-glycoside was the major anthocyanin, in the red rice bran the presence of proanthocyanidins was identified. In relation to the antioxidant activity, the SHSY5Y cell culture assay showed that the extracts from both rice bran, at both concentrations tested (10 and 50 μg/ mL), had a protective effect against the reactive species generated by H2O2 (DCFH-DA assay) and this result was related to the presence of bioactive compounds, especially phenolic acids and anthocyanins. Due to the physicochemical and antioxidant properties, starch and red rice flour were used for the development of biodegradable films Formulations containing different ratios of flour and starch (10:0, 9:1, 7:3, 5:5 and 0:10, w/w) were developed. The incorporation of starch in the flour films promoted improved mechanical and structural properties, and reduced permeability to water vapor. Based on excellent scavenging activity of DPPH radical and lowest production cost, the 9: 1 formulation was chosen to be applied in the form of sachets to analyze the stability of sunflower oil stored under accelerated oxidation conditions. The results demonstrated that the films were effective as protective packaging preventing the formation of primary degradation products (peroxides and conjugated dienes) and secondary (conjugated trienes) during the storage. Based on the results obtained in this work, it was confirmed the possibility of using red and black rice grains and their by-products as promising raw materials for the development of biodegradable packaging source of antioxidant compounds.

Currently there is great concern about the consumption of fossil fuels, as well as a possible depletion of traditional sources of production of raw materials mainly hydrocarbon derivatives. Parallel challenges to the preservation of the environment bring to discussions agenda every question involving biofuels and their means of obtaining. That said this issue still has major concerns about the use of raw materials that require less energy expenditure and prevent competition for land for food production, which end up entering the agenda of externalities related with this issue. In the case of the production of ethanol from starch sources, traditional processes still have high costs associated with the production of enzymes used and the great energy demand for starch gelatinisation at high temperatures. An alternative to the granular starch hydrolysis process is the use of enzymes capable of processing these starches at low temperatures which makes it unnecessary to gelatinization and reduces energy expenditure, also called simultaneous saccharification and fermentation (SSF), resulting in considerable economic advantage. Brazil is a traditional agricultural producer, and the rice production is quite significant and is as a by-product of rice bran that has low commercial value, being used for oil extraction, as an ingredient in animal feed and as fertilizer organic therefore be in perfect conditions to be used as raw starchy material to obtain ethanol. This work aims to investigate the use of this raw material and set the parameters for increased production scale-up with the use of commercial enzymes. The initial data to establish the working parameters were taken from the literature establishing this initial data for testing. In view of the large number of variables used to Plackett-Burman methodology to verify the effects of the main variables and select the ones that have most effect on the model.Thus for the job 1 in the shake flasks were selected following parameters: concentration of bran inoculum percentage, corn percentage of water macerated, soybean concentration, enzyme percentage yeast addition time and percentage of cellulase. This initial planning, among the most significant variables and, consequently, were selected for the planning application Outlining Central Composite Rotational (CCRD), are rice bran concentration, the percentage of inoculum and the percentage of cellulase. To work 2 were investigated variables agitation and temperature in ethanol production in bioreactor 3 liters. For analysis of the experiment of reducing sugar was used DNS method (Miller, 1959), and analysis of the ethanol present in the sample specimens were removed and subjected to Alcolyzer. For the tests performed in the first work the greatest amount of ethanol was obtained at 12 assay which was reached 172.70 grams of ethanol per kilogram of rice bran with 84% efficiency in the experiment. For experiments performed in the second study, with 3 liter reactor the best result is shown in Test 1 reaching 182.52 grams of ethanol per kilogram of rice bran with 89% efficiency. Thus, it was demonstrated that there is considerable potential for the production of ethanol using this raw material. Taking into account that the availability of this raw material is estimated at 1 million tonnes per year, the IRGA, we would have a much ethanol around 35 to 50 million liters per year. / Atualmente, existe grande preocupação em relação ao consumo de combustíveis fósseis, bem como um possível esgotamento das tradicionais fontes de produção de matéria-prima, principalmente os derivados de hidrocarbonetos. Paralelamente a isso, os desafios com a preservação do meio ambiente trazem para as discussões questões que envolvem os biocombustíveis e seus meios de obtenção. Isso posto, essa questão ambiental ainda traz grandes preocupações referentes à utilização de matérias primas que exijam menos gastos energéticos, bem como evitar a disputa por terras destinadas à produção de alimentos, o que acaba entrando na pauta das externalidades envolvendo o tema. No caso da produção de etanol de fontes amiláceas, os processos tradicionais ainda apresentam elevados custos de produção associados às enzimas empregadas e à grande demanda energética para a gelatinização do amido com altas temperaturas. Uma alternativa ao processo de hidrólise do amido granular é a utilização de enzimas capazes de processar esses amidos a baixas temperaturas, o que torna desnecessária a gelatinização e reduz o gasto energético, também denominado sacarificação e fermentação simultânea (SSF), apresentando considerável vantagem econômica. O Brasil é um tradicional produtor agrícola, sendo que a produção de arroz é bem expressiva e tem como um dos subprodutos o farelo de arroz. Este subproduto possui baixa valor comercial e é utilizado para extração de óleo, além de funcionar como ingrediente de ração animal e como fertilizante orgânico, estando, portanto, em perfeitas condições para utilização como matéria-prima amilácea para obtenção de etanol. A partir disso, este trabalho visa investigar a utilização e a viabilidade técnica do farelo de arroz, com a utilização de enzimas comerciais. Os dados iniciais para estabelecer os parâmetros de trabalho foram retirados da literatura. Tendo em vista o grande número de variáveis, utilizou-se a metodologia Plackett-Burman, visando verificar os efeitos das principais variáveis e selecionar as que tiveram maior efeito sobre o modelo. Dessa forma para o trabalho 1 em frascos agitados foram selecionadas as seguintes variáveis: concentração de farelo, percentual de inoculo, percentual de água de milho macerada, concentração de farelo de soja, percentual de enzima, tempo de adição de levedura e percentual de celulase. Desse planejamento inicial, entre as variáveis mais significativas e que, consequentemente, foram selecionadas para a aplicação do planejamento Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), estão a concentração de farelo de arroz, o percentual de inoculo e o percentual de celulase. Para o trabalho 2 em biorreator de 3 litros, foram investigadas as variáveis agitação e temperatura na produção de etanol. Para análise do açúcar redutor dos experimento foi utilizado a metodologia de DNS (Miller, 1959), e para análise do etanol presente nos ensaios foram retirados amostras e submetidas ao Alcolyzer. Para os ensaios realizados no primeiro trabalho a maior quantidade de etanol foi de 172,70 gramas de etanol por quilograma de farelo de arroz, com eficiência de 84%. Para os experimentos realizados no segundo trabalho, com reator de 3 L o melhor resultado foi 182,52 gramas de etanol por quilograma de farelo de arroz com eficiência de 89 %.Dessa forma, foi demonstrado que existe um potencial considerável para produção de etanol utilizando esta matériaprima, tendo em vista que há a estimativa de 1 milhão de toneladas por ano, com a possibilidade de produção de 35 a 50 milhões de litros adicionais de etanol por ano.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The experiment was conducted to evaluate the growth and reproductive development of beef heifers from 10 to 14 months of age in three food systems. Ryegrass pasture exclusively (Lolium multiflorum Lam.) or on pasture and receiving rice bran (0.8% of body weight) with or without ionophore. The experimental design was a completely randomized design with repeated measures, three food systems and nine replications, each animal considered an experimental unit. Body weight gain, body condition score and weight:height ratio (kg:cm) of heifers that received more ionophore rice bran were higher than those observed for heifers exclusively on ryegrass or receiving rice bran without ionophore. Regardless of the food system had hip height and pelvic area similar. Heifers that received rice bran with or without ionophore had higher reproductive tract score (RTS) that heifers exclusively on ryegrass. Heifers that received rice bran as a supplement with or without ionophore, the initial body weight of heifers was that best explained the variation in RTS, while the average daily gain of heifers on ryegrass exclusively explained the variation in RTS. / O experimento foi conduzido com o objetivo de avaliar o crescimento e o desenvolvimento reprodutivo de bezerras de corte dos 10 aos 14 meses em três sistemas alimentares, exclusivamente em pastagem de azevém (Lolium multiflorum Lam.) ou em pastagem e recebendo farelo de arroz integral (FAI) com ou sem adição de ionóforo. A quantidade diária de FAI correspondeu a 0,8% do peso corporal. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com medidas repetidas no tempo, três sistemas alimentares e nove repetições, sendo cada animal considerado uma unidade experimental. O peso corporal, ganho de escore de condição corporal e de relação peso:altura (kg:cm) de bezerras que receberam FAI mais ionóforo foram superiores aos observados por bezerras exclusivamente em azevém ou recebendo FAI sem adição de ionóforo. Independente do sistema alimentar as bezerras apresentaram altura de garupa e área pélvica similar. Bezerras que receberam FAI com ou sem ionóforo apresentaram maior escore de trato reprodutivo (ETR) que bezerras exclusivamente em azevém. Para bezerras que receberam FAI como suplemento com ou sem adição de ionóforo, o peso corporal inicial foi que melhor explicou a variação em ETR, enquanto o ganho médio diário das bezerras exclusivamente em azevém explicou a variação em ETR.

O crescente interesse científico relacionado ao estudo das propriedades dos grãos de arroz vermelho (Oryza glaberrima) e preto (Oryza sativa) está atrelado ao elevado teor nutricional desses grãos. Quando submetidos ao processo de beneficiamento, eles geram subprodutos, entre os quais a quirera e o farelo, ricos em amido e compostos fenólicos, respectivamente. Uma vez consideradas as diferenças varietais dos grãos e o potencial uso dos seus subprodutos, os objetivos deste trabalho foram, primeiramente, determinar a composição química e o perfil de compostos bioativos desses grãos e, sequencialmente, avaliar sua atividade antioxidante por meio da análise do efeito protetor de células SH- SY5Y. Posteriormente, esses grãos e seus subprodutos foram utilizados como material para o desenvolvimento de filmes biodegradáveis. A identificação e quantificação de compostos fenólicos foi avaliada em extratos da fração farelo de ambos os grãos, por ser essa a fração que contém sua maior concentração. Os resultados evidenciaram que o ácido ferúlico foi o principal composto fenólico encontrado em ambas as amostras. Enquanto no farelo de arroz preto a cianidina-3-glicosídeo foi a antocianina majoritária, no farelo de arroz vermelho foi identificada a presença de proantocianidinas Com relação à atividade antioxidante, o ensaio realizado em cultura de células SH-SY5Y, demonstrou que os extratos de ambos os farelos de arroz, nas duas concentrações testadas (10 and 50 μg/mL), apresentam um efeito protetor contra as espécies reativas geradas pelo H2O2 (ensaio DCFH-DA) e, esse resultado foi relacionado à presença de compostos bioativos, especialmente ácidos fenólicos e antocianinas. Devido às propriedades físico-químicas e antioxidantes, amido e farinha de arroz vermelho foram utilizados para o desenvolvimento de filmes biodegradáveis. Foram desenvolvidas formulações contendo diferentes proporções de farinha e amido (10:0, 9:1, 7:3, 5:5 e 0:10, p/p). A incorporação de amido nos filmes de farinha promoveu melhora das propriedades mecânicas e estruturais e, redução da permeabilidade ao vapor de água. Baseado na excelente atividade de sequestro do radical DPPH. e no menor custo de produção, a formulação 9:1 foi escolhida para ser aplicada na forma de sachê para análise da estabilidade de óleo de girassol armazenado sob condições de oxidação acelerada. Os resultados demonstraram que os filmes foram eficazes como embalagem protetora impedindo a formação de produtos de degradação primários (peróxidos e dienos conjugados) e secundários (trienos conjugados) durante o armazenamento. A partir dos resultados obtidos neste trabalho, fica evidenciada a possibilidade de utilização dos grãos de arroz vermelho e preto e seus subprodutos como matérias-primas promissoras para o desenvolvimento de embalagens biodegradáveis fonte de compostos antioxidantes. / The increase scientific interest related to the study of the properties of red (Oryza glaberrima) and black rice (Oryza sativa) grains is related to the high nutritional content of these grains. When submitted to the polishing process, they generate by-products, among them broken grains and bran, rich in starch and phenolic compounds, respectively. Once considered varietal differences of the grains, and the potential use of their by-products, the goals of this work were, firstly, to determine the chemical composition and the bioactive compounds profile of these grains and, sequentially evaluate their antioxidant activity by analyzing the protective effect of SH-SY5Y cells. Subsequently, these grains and their by-products were used as material for the development of biodegradable films. The identification and quantification of phenolic compounds was evaluated in extracts of the bran fraction of both grains, since this is the fraction that contains the highest concentration of them. The results showed that ferulic acid was the main phenolic compound found in both samples. While in the black rice bran cyanidin-3-glycoside was the major anthocyanin, in the red rice bran the presence of proanthocyanidins was identified. In relation to the antioxidant activity, the SHSY5Y cell culture assay showed that the extracts from both rice bran, at both concentrations tested (10 and 50 μg/ mL), had a protective effect against the reactive species generated by H2O2 (DCFH-DA assay) and this result was related to the presence of bioactive compounds, especially phenolic acids and anthocyanins. Due to the physicochemical and antioxidant properties, starch and red rice flour were used for the development of biodegradable films Formulations containing different ratios of flour and starch (10:0, 9:1, 7:3, 5:5 and 0:10, w/w) were developed. The incorporation of starch in the flour films promoted improved mechanical and structural properties, and reduced permeability to water vapor. Based on excellent scavenging activity of DPPH radical and lowest production cost, the 9: 1 formulation was chosen to be applied in the form of sachets to analyze the stability of sunflower oil stored under accelerated oxidation conditions. The results demonstrated that the films were effective as protective packaging preventing the formation of primary degradation products (peroxides and conjugated dienes) and secondary (conjugated trienes) during the storage. Based on the results obtained in this work, it was confirmed the possibility of using red and black rice grains and their by-products as promising raw materials for the development of biodegradable packaging source of antioxidant compounds.

Orientador: Ranulfo Monte Alegre, Vanildo Luiz Del Bianchi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T12:41:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guandalini_NataliaCapeletti_M.pdf: 871682 bytes, checksum: e4a32e6ca78e765cdc8ad2777861e933 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O fungo Metharhizium anisopliae tem sido empregado no biocontrole de insetos em diferentes regiões do Brasil, com aplicação principal em lavouras de cana-de-açúcar. O processo de biocontrole envolve a adesão dos esporos do fungo à superfície do inseto, a destruição do mesmo através da pressão mecânica das hifas, além de processos de digestão enzimática de proteínas, quitinas e lipídeos. Por esse motivo, estudos indicam a viabilidade da produção de amilases, proteases, lipases e quitinases pelo fungo. Além disso, este fungo tem sido objeto de estudos como produtor de swainsonine, um alcalóide com ação potencial na inibição da metástase celular e do crescimento primário de tumores, sendo promissora a sua utilização em tratamentos contra o câncer e AIDS. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo estudar o potencial amilolítico de linhagens de Metarhizium anisopliae. Para a produção das enzimas utilizou-se fermentação em meio sólido. Para tanto, o microrganismo mantido em meio BDA foi inoculado através da suspensão de células na concentração de 107 esporos/g em 10 g de meio farelo e casca de arroz, em proporções de 7/3 (p/p), 6/4 (p/p) e 8/2 (p/p). A umidade inicial dos meios de cultivo variou em 47%, 65% e 74%. A fermentação ocorreu em sacos de polipropileno, os quais foram mantidos a 28ºC durante 480 horas, sendo retiradas amostras a cada 24 horas. No extrato enzimático obtido foram determinadas as atividades de a-amilase e de amiloglicosidase. Para o estudo da influência da interação de fatores como meio de cultivo, umidade, pH e concentração de esporos na produção das enzimas em estudo, foi utilizado um planejamento experimental 24-1, onde se observou que o pH apresenta influência na produção de a-amilase. Para a produção de a-amilase e amiloglicosidase, observou-se que o melhor meio de cultivo foi o constituído por farelo e casca de arroz na proporção 6/4 (p/p), com umidade de 47%. O pH ótimo para a atividade de a¿amilase e de amiloglicosidase foi de 5 - 5,5, apresentando estabilidade numa faixa de 5 ¿ 6,5 para a a¿amilase e de 5,5 ¿ 6 para a amiloglicosidase. A temperatura ótima para a atividade enzimática de a¿amilase foi de 70ºC e de 60ºC para a amiloglicosidase, apresentando estabilidade numa faixa de 10 a 50ºC. A atividade enzimática de a¿amilase foi influenciada positivamente pelos íons Mg+2, Mn+2, K+, Ca+2 e EDTA, enquanto o íon Zn+2 influenciou negativamente a atividade da enzima. Para a amiloglicosidase, todos os íons testados apresentaram efeito negativo, com destaque para o Zn+2 que apresentou a maior redução na atividade enzimática / Abstract: The fungus Metharhizium anisopliae has been used as biocontrol agent, actuating on insects in different areas of Brazil, with main application in sugarcane farmings. Such a biocontrol process involves the adhesion of the fungus spores to the surface of the insect, destruction of the same through the mechanical pressure of the hyphal, as well the processes of enzymatic digestion of proteins, chitins and lipids. For that reason, studies indicate the viability of the production of amylases, proteases, lipases and chitinases by this fungus. Besides, it is object of studies as producer of swainsonine, an alkaloid with potential action in the metastasis cellular and in the primary growth of tumors, being promising its use in treatments against the cancer and AIDS. The objective of this work was to evaluate the amylolytic potential of the strains of Metharizium anisopliae. For the enzymes production, it was utilized solid state fermentation. For that, the microorganism maintained in PDA media was inoculated through the suspension of cells in the concentration of 107 spores/g in 10 g of media constituted by bran and rice chaff, in proportions of 7/3 (p/p), 6/4 (p/p) and 8/2 (p/p). The initial moisture content of fermentation was varied on 47%, 65% and 74%. The experiments were carried in polypropylene bags, which were incubated at 28ºC for 480 hours of fermentation, being removed from it, samples every 24 hours. From the crude enzymatic solution, there were determined the activities of a-amylase and the amiloglucosidase. For the study of the interaction of factors such as cultivation medium, moisture, pH and inoculum size in the enzymes production, a statistical design 24-1 was used, where it was observed that the pH presents influence in the production of a-amylase. For the production of a-amylase and amiloglicosidase, it was concluded that the best cultivation medium is constituted by bran and rice chaff in the proportion 6/4 (p/p), with a moisture content of 47%. The optimum pH for a-amylase and amiloglicosidase was of 5 - 5,5, presenting stability in a pH range from 5 to 6,5 for the a- amylase and 5,5 to 6 for the amiloglicosidase activity. The best temperature for a-amylase activity was 70ºC and 60ºC for the amiloglicosidase, presenting stability in a range from 10 to 50ºC. The a-amylase activity was influenced positively by the ions Mg+2, Mn+2, K+, Ca+2 and EDTA, while the ion Zn+2 influenced negatively the enzyme activity. For the amiloglicosidase, all of the tested ions presented negative effect, with prominence for Zn+2 that presented the largest reduction in the enzymatic activity / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:16:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marina Costa.pdf: 2328262 bytes, checksum: 24e902369adefec2ee090a942f4e62ce (MD5) Previous issue date: 2010-02-26 / The aim of this study was to evaluate the influence of microwave roasting time on the sensorial, physical, and chemical characteristics of rice brans and their application in cereal bars. The raw and roasted rice brans of the BRS Sertaneja, BRS Primavera and IRGA 417 cultivars differed in regard to the color parameter, with darkening, yellowing and reddening occurring with roasting. IRGA 417 s raw and roasted brans presented a lighter coloration in comparison with those of the BRS Primavera and BRS Sertaneja cultivars. The Free Profile made it possible to differentiate the samples by cultivar and roasting time. The longer the roasting time, the more intense were the brans roasted and burned aroma and flavor. The IRGA 417 cultivar was characterized by a less burnt aroma and flavor. IRGA and Primavera were more similar to each other and differed from the BRS Sertaneja cultivar for the same roasting times. The centesimal composition of rice bran changed during roasting, but rice bran may still be used as human food since it remains rich in proteins and lipids as well as increasing insoluble and total dietary fiber content. The roasting process lowered the level of reducer sugar and phytic acid in rice bran. As the quantity of roasted rice bran in the cereal bar formulations increased, there was a tendency toward lower rupture force (0.87 N), less water activity (0.54), intermediate density (0.76 g/cm3) and darkening of the bars (L* of 31. 20). The experimental formulation with the proportion of 0.34 roasted rice bran, 0.32 rice flakes and 0.34 corn flakes was closest to the bar with the greatest desirability. The experimental cereal bars with roasted rice bran may be classified as a functional product due to their high level of dietary fibers. The cereal bars formulated with roasted rice bran levels between 10.15% and 20% were accepted by consumers, varying on the scale between I liked it somewhat to I liked it a lot . / Este trabalho objetivou avaliar a influência do tempo de torra por microondas nas características sensoriais, físicas e químicas de farelos de cultivares de arroz e sua aplicação em barras de cereais. Os farelos de arroz cru e torrados se diferenciaram aos parâmetros de cor para as cvs. BRS Sertaneja, BRS Primavera e IRGA 417, com escurecimento, amarelecimento e avermelhamento com a torração. Os farelos cru e torrados da cv. IRGA 417 apresentaram coloração mais clara em relação às cvs. BRS Primavera e BRS Sertaneja. O Perfil Livre permitiu diferenciar as amostras quanto a cultivar e o tempo de torra. Quanto maior o tempo, os farelos caracterizaram-se com aroma e sabor mais intenso de torrado e de queimado. A cv. IRGA 417 caracterizou-se com aroma agradável e sabor adocicado. Os farelos das cvs. IRGA e BRS Primavera são mais parecidos e diferenciados dos farelos da cv. BRS Sertaneja, considerando os mesmos tempos de torra. O farelo de arroz modificou sua composição centesimal durante a torração, mas pode ser utilizado para alimentação humana, pois continua um produto rico em proteínas e lipídios, além de apresentar conteúdo de fibra alimentar insolúvel e total mais elevado. O processo de torra diminui o teor de açúcares redutores e de ácido fítico do farelo de arroz. Quanto maior a quantidade de farelo de arroz torrado nas formulações de barras de cereais observou-se tendência a menor força de ruptura (0,87 N), menor atividade de água (0,54), densidade intermediária (0,76 g/cm3) e escurecimento das barras (L* de 31,20). A formulação experimental com a proporção de 0,34 de farelo de arroz torrado, 0,32 de flocos de arroz e 0,34 de flocos de milho, se apresentou mais próxima da barra com maior desejabilidade. As barras de cereais experimentais com farelo de arroz torrado podem ser classificadas como produtos funcionais, devido ao alto teor de fibras alimentares. As barras de cereais formuladas com teores de farelo de arroz torrado entre 10,15% e 20% são aceitas pelos consumidores, variando na escala adotada entre gostei moderadamente e gostei muito.

Durante o desenvolvimento da presente Tese de Doutorado buscou-se como objetivo principal o estudo da viabilidade técnica da substituição do solvente utilizado no processo industrial de extração de óleos vegetais, hexana, por álcoois de cadeia curta, etanol ou isopropanol, com diferentes graus de hidratação, sendo estes considerados mais seguros frente à alta toxicidade e inflamabilidade da hexana. Ainda, estes solventes alcoólicos podem ser parcialmente recuperados após o processo de extração devido apresentarem miscibilidade parcial com óleo à temperatura ambiente. Buscando-se aumentar o rendimento de extração de óleo e agregar valor ao material desengordurado rico em proteínas, a torta de sementes de gergelim foi submetida ao processo de extração alcoólica utilizando-se etanol ou isopropanol, absoluto ou azeotrópico, nas temperaturas de 50 a 90 °C. Resultados mostraram que a hidratação do solvente alcoólico afetou negativamente a eficiência de extração de óleo, enquanto o aumento da temperatura favoreceu este processo, com valores de rendimento de extração de aproximadamente 98 % sendo atingidos para solventes absolutos a 90 °C, considerando um único estágio de contato. O óleo de torta de sementes de gergelim obtido da extração alcoólica mostrou-se rico em sesamina, contendo aproximadamente 4 g/kg deste composto, independentemente do tipo de solvente e temperatura. Isopropanol absoluto exibiu a melhor capacidade de extração de tocoferóis, permitindo obter óleo de torta de sementes de gergelim com 177 mg/kg deste composto minoritário. Em adição, independentemente da condição de processo empregada, o óleo obtido da extração alcoólica apresentou composição típica de óleo de sementes de gergelim. Em relação à fração proteica, a utilização de temperaturas variando de 50 a 80 °C, para todos os solventes alcoólicos estudados, não afetou a solubilidade proteica e a estabilidade térmica dos sólidos desengordurados. Para o farelo de arroz, os baixos valores de índice de solubilidade obtidos, cerca de 10 %, inviabilizaram a produção de concentrados proteicos e, portanto, o impacto das condições de extração sobre as propriedades funcionais dos materiais desengordurados oriundos da extração alcoólica sequencial de óleo de farelo de arroz, a 60 e 80 °C, foi avaliado. Altos valores de capacidade de absorção de água (4 g/g amostra) e óleo (3 g/g amostra) foram obtidos, denotando a possibilidade da aplicação deste material em produtos de panificação e cárneos, respectivamente. Em adição, observou-se que o processo de extração alcoólica não interferiu na estabilidade das espumas produzidas, porém exerceu influência negativa na estabilidade das emulsões. Ademais, no estudo da recuperação do solvente, etapa subsequente ao processo de extração, dados de equilíbrio de fases determinados para sistemas lipídicos compostos por óleo bruto de sementes de gergelim, obtido da prensagem mecânica industrial, e solventes alcoólicos, entre 10 e 60 °C, mostraram que a temperatura influenciou fracamente a solubilidade mútua dos componentes do sistema, enquanto a hidratação do solvente causou uma diminuição desta solubilidade, com consequente redução do coeficiente de partição para o óleo e ácidos graxos livres. Parâmetros do modelo NRTL ajustados aos dados experimentais apresentaram adequada descrição do comportamento dos sistemas lipídicos, com desvios variando de 0,15 a 0,49 %. Em adição, buscando-se associar os resultados obtidos nos experimentos de extração alcoólica de óleo de torta de sementes de gergelim aos dados de equilíbrio líquido-líquido observou-se que os parâmetros estimados para os sistemas lipídicos contendo etanol e isopropanol conseguiram prever adequadamente os teores de sólidos solúveis contidos nas fases extrato oriundas dos experimentos de extração sólido-líquido nos quais Et0 e IPA12 foram utilizados como solventes. Ainda, os parâmetros de interação binários estimados foram utilizados para determinação da proporção mássica mínima de óleo:solvente no extrato que possibilitaria dessolventização parcial, devido à separação de fases com a redução da temperatura, sendo encontrados valores de 1:5 para Et0, 1:3 para IPA0 e 1:1 para os álcoois mais hidratados, Et6 e IPA12. / During the development of this Ph.D. Thesis, the main objective was to study the technical feasibility of replacing the solvent used in the industrial process of vegetable oils extraction, hexane, by short chain alcohols, ethanol or isopropanol, with different degrees of hydration, which are considered safer due to the hexane high toxicity and flammability. Also, these alcoholic solvents can be partially recovered after the extraction process due to partial miscibility with oil at room temperature. In order to increase the oil extraction yield and add value to the protein-rich defatted meal, sesame seed cake was submitted to the alcoholic extraction process using ethanol or isopropanol, absolute or azeotropic, at temperatures from 50 to 90 °C. Results showed that the hydration of the alcoholic solvent negatively affected the oil extraction efficiency, while the increase in temperature favored this process, with extraction yield values of approximately 98 % being reached for absolute solvents at 90 °C, considering a single stage of contact. The sesame seed cake oil obtained from alcoholic extraction was rich in sesamin, containing approximately 4 g/kg of this compound, regardless of the alcohol hydration and temperature. Absolute isopropanol exhibited the best tocopherol extraction capacity, enabling to obtain sesame seed cake oil with 177 mg/kg of this minor compound. In addition, regardless of the process condition employed, the oil obtained from the alcoholic extraction showed a typical composition of sesame seed oil. Regarding the protein fraction, the use of temperatures ranging from 50 to 80 °C, for all alcoholic solvents studied, did not affect the protein solubility and the thermal stability of the defatted meals. For the rice bran, the low values of solubility index obtained, about 10 %, made the production of protein concentrates unfeasible and, therefore, the impact of the extraction conditions on the functional properties of the defatted meals from the sequential alcoholic extraction of rice bran oil, at 60 and 80 °C, was evaluated. High values of water (4 g/g sample) and oil (3 g / g sample) absorption capacities were obtained, denoting the possibility of applying this material to bakery and meat products, respectively. In addition, it was observed that the alcoholic extraction process did not interfere in the stability of the foams produced, but had a negative influence on the stability of the emulsions. Furthermore, in the solvent recovery study, a subsequent step from the extraction process, phase equilibrium data determined for lipid systems composed of crude sesame seed oil, obtained from industrial mechanical pressing, and alcoholic solvents, at temperatures of 10 to 60 °C, showed that the temperature weakly influenced the mutual solubility of the system components, while the solvent hydration caused a decrease of this solubility, with consequent reduction of the partition coefficient for the oil and free fatty acids. NRTL model parameters adjusted to the experimental data presented an adequate description of the lipid systems behavior, with deviations varying from 0.15 to 0.49 %. In addition, looking for associate the results obtained in the alcoholic extraction of sesame seed cake oil with the liquid-liquid equilibrium data, it was observed that the parameters estimated for the lipid systems containing ethanol and isopropanol were able to adequately predict the contents of soluble solids in the extract phases from the solid-liquid extraction experiments in which Et0 and IPA12 were used as solvents. Moreover, the estimated binary interaction parameters were used to determine the minimum oil:solvent mass ratio in the extract that would allow partial desolventization, due to the phase separation with the reduction of temperature, with values of 1:5 being found for Et0, 1:3 for IPA0 and 1:1 for the more hydrated alcohols, Et6 and IPA12.

Orientador: Roberta Ceriani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T01:21:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Troni_KellyLendini_M.pdf: 3567932 bytes, checksum: fb83c16b04e83a1bcc666f11c5237dec (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A cera do óleo de farelo de arroz (OFA) é um resíduo da etapa de deceragem no processo de refino de óleos. Tradicionalmente, as ceras naturais, que em excesso geram turbidez no óleo vegetal embalado, são removidas por cristalização e filtração a baixa temperatura. Esse resíduo da etapa de deceragem pode conter de 20 a 80% em massa de óleo, seguido por uma fração principal de ceras, álcoois graxos livres, ácidos graxos livres e hidrocarbonetos. A fração de cera do resíduo é constituída por álcoois graxos e ácidos graxos de cadeia longos esterificados (mais de 18 carbonos). Considerando que o óleo de farelo de arroz tem 4-6% em massa de cera, uma grande quantidade dessa fonte natural de compostos graxos é subaproveitada na indústria de óleos vegetais. De acordo com a revisão bibliográfica, nenhum trabalho na literatura trata da produção de ácidos graxos e de álcoois graxos a partir da hidrólise do resíduo extraído da etapa de deceragem usando vapor supersaturado (elevadas temperaturas e alto vácuo). Nestas condições, a reação de degradação de ceras, ou de desesterificação, ocorre sem a presença de catalisadores em um meio graxo. Diante do exposto, esta dissertação de mestrado teve por objetivo o estudo inédito de aplicação das mesmas condições da desacidificação por via física como rota na produção de ácidos graxos e álcoois graxos a partir do resíduo da etapa de deceragem de óleo de farelo de arroz, sob baixa pressão, a temperaturas elevadas e mediante a injeção de vapor de arraste. Os experimentos foram realizados de acordo com um planejamento fatorial simples (23 + 3 pontos centrais) considerando a temperatura da camisa de aquecimento do vaso do desodorizador (ºC), a vazão de vapor de arraste (mL de água 25 ºC/ min) e o tempo de stripping (min) como variáveis independentes. Os efeitos destas variáveis foram relacionados aos resultados de análises químicas, sendo que, em cada ensaio, foram colhidas amostras para o resíduo e destilado, e analisadas quanto ao teor de ácidos graxos livres, espectros de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e a técnica EASI-MS (Easy Ambient Sonic- Spray Mass Spectrometry) / Abstract: The rice bran oil wax is a residue of step dewaxing in oil refining process. Traditionally, natural waxes, which generate excessive turbidity in commercial vegetable oil, are removed by crystallization and filtration at low temperatures. This residue of the dewaxing step or winterization may contain from 20 up to 80% by weight of oil, followed by a main fraction of waxes, free fatty alcohols, fatty acids and hydrocarbons. The wax fraction of the residue is composed of esterified fatty alcohols and long-chain fatty acids (more than 18 carbons). Considering that rice bran oil has 4-6% by weight of wax, a large amount of such natural source of fatty compounds is undervalued by the oil industry. According to literature review, no work has reported the production of fatty acids and fatty alcohols from the hydrolysis of the winterization residue using supersaturated steam (high temperatures and high vacuum). Accordingly, the degradation reaction of waxes, or deesterification occurs without the presence of catalysts in an oily medium. Given the above stated, this dissertation aimed to study the unprecedented application of the same conditions as stripping steam deacidification in the production of fatty acids and fatty alcohols from the residue of dewaxing step of rice bran oil, under low pressure, elevated temperatures and with the injection of stripping steam. The experiments were performed according to a simple factorial design (23 + 3 central points), i.e., temperature of the still heating jacket (ºC), the flow of stripping steam (mL water 25 ºC / min) and stripping time (min) as independent variables. The effects of these variables were related to the results of chemical analysis, and in each test, samples were taken for residue and distillate, and analyzed for their content of free fatty acids , spectra of Fourier transform infrared (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC) and EASI-MS (Easy-Ambient Sonic Spray Mass Spectrometry) / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestra em Engenharia Química

Orientador: Ming Chih Chiu / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T15:57:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sehn_GeorgiaAneRaquel_M.pdf: 2236870 bytes, checksum: 99206af2cdbd6bef903b1752c992b66e (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O óleo de farelo de arroz, além de ser utilizado como alimento, é conhecido pelo seu atributo nutricional, devido a sua fração insaponificável rica em antioxidantes como os tocoferóis, tocotrienóis e em especial o ?-orizanol, que dão ao óleo uma maior resistência à oxidação e à deterioração. Além disso, diversos estudos mostram a habilidade destes compostos em reduzir os níveis de colesterol no plasma sanguíneo e em suprimir o crescimento de células cancerígenas. O refino dos óleos tem como finalidade a remoção de compostos, como ácidos graxos livres, gliceróis parciais (mono e diacilgliceróis), fosfolipídios não hidratávies, pigmentos, produtos de oxidação, metais, resíduos de proteínas, ceras, hidrocarbonetos, partículas e contaminantes químicos, porém este refino apresenta diversos inconvenientes, como a perda de nutrientes e antioxidantes naturais pelas altas temperaturas e longa duração das etapas do processo. A tecnologia de membranas vem ganhando destaque nos processos industriais, principalmente na tecnologia de alimentos, simplificando-os, reduzindo o consumo de energia e poluentes, devido à possibilidade de não adição de agentes químicos utilizados pelos processos tradicionais. O objetivo da primeira etapa do trabalho foi o estudo do desempenho de membranas poliméricas compostas por polifluoreto de vinilideno (PVDF) e poliestersulfona (PES) na aplicação da degomagem em miscela do óleo bruto de farelo de arroz utilizando um módulo de filtração tangencial de bancada, além de uma análise comparativa das técnicas de filtração de óleo em miscela com hexano e álcool etílico em condições de temperatura, velocidade tangencial e pressão constantes. A membrana PVDF com massa molar de corte (MMC) de 50 KDa em miscela com hexano (30/70 m/m) demonstrou maior retenção de fosfolipídios (95,5%) associada a um fluxo elevado de permeado (48,1 L/m2.h), para um fator de concentração de 1,40. O objetivo da segunda parte do trabalho foi o estudo da retenção dos ácidos graxos livres e compostos minoritários frente à nanofiltração em membranas de PES com MMC de 200 e 400 Daltons e em relação ao solvente álcool etílico absoluto e álcool etílico 95%. Observou-se que a presença de impurezas, como a cera, reduziu a eficiência da interação solvente/soluto no processo de desacidificação, havendo necessidade de uma etapa de deceragem do óleo. Comprovou-se que a adição de água no álcool etílico reduziu a perda de óleo no permeado, e preservou compostos nutracêuticos devido o aumento da interação solvente/soluto na desacidificação. Em relação a compostos de cor, clorofila e carotenóides observou-se baixa retenção, ainda menor no teor de clorofila devido a baixa interação destes compostos com o solvente e tamanho de poros utilizados / Abstract: Rice bran oil, besides being used as food, is known for its nutritional attributes, owing to their unsaponifiable matter, rich in antioxidants tocopherols, tocotrienols and particularly ?-oryzanol. This especial composition provides the oil greater resistance to oxidation and deterioration. Additionally, several studies demonstrate the importance of these compounds in reducing cholesterol levels in blood plasma and suppressing growth of cancer cells. The refining of oils aims at removing compounds such as free fatty acids, partial glycerides (mono and diglycerides), phospholipids, pigments, oxidation products, metals, proteins, waxes, hydrocarbons, water, particulates and chemical contaminants. However, this refining has several disadvantages such as loss of nutrients and natural antioxidants due to exposure to high temperatures and long process steps. The membrane technology has been emphasizing in industrial processes, especially in food technology, simplifying processes, reducing energy consumption and pollutants, due to non-use of chemical agents. This work focused firstly, the study of the efficiency of the polymeric membranes composed of PVDF and PES on crude rice bran oil degumming, using in a tangential filtration. There were compared two oil micelle system, rice bran oil micelle with hexane and rice bran oil miscella with ethyl alcohol at constant conditions of temperature, tangential velocity and pressure. The PVDF membrane with 50 kDa in hexane miscella (30/70 w/w) showed greater retention of phospholipids (95.5%) associated with a high flow rate (48.1 L/h.m2) for a concentration factor of 1.40. The purpose of the second part of this work was to study the behavior of free fatty acids and minor compounds against nanofiltration process, using PES membranes with molar weight cut-off (MWCO) 200 and 400 Daltons and two micelle phases, with absolute ethyl alcohol and with ethyl alcohol 95%. It was observed that the presence of impurities, such as wax, reduced the efficiency of the solvent / solute interaction in the deacidification process, requiring a dewaxing step. It was shown that the addition of water in ethyl alcohol reduced the loss of oil in the permeate fraction and the nutraceutical compounds were preserved due to increased solvent / solute interaction in deacidification. In relation to color compounds, the membrane separation technology did not show reduction in chlorophyll content in retentate fraction, possibly due to no interaction of the solvent / solute. For carotenoids, it was observed a small reduction in the content of these compounds in the retentate fraction, which probably occurred due to the interaction of these compounds with the solvents used / Mestrado / Tecnologia de Alimentos / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientadores: Antonio José de Almeida Meirelles, Christianne Elisabete da Costa Rodrigues / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-26T22:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cuevas_MaiteSarria_D.pdf: 2717993 bytes, checksum: 17efa4cb37bc6b620f40df08cfdf5c06 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Os óleos de palma e farelo de arroz apresentam em sua composição carotenóides e gama-orizanol, respectivamente. Estes compostos minoritários representativos apresentam propriedades nutracêuticas, sendo desejável a sua preservação no óleo disponível para consumo. No entanto, as etapas de extração e refino de óleos vegetais apresentam grande impacto na perda ou preservação dos componentes minoritários. O objetivo desta tese foi priorizar a preservação dos componentes nutracêuticos nos óleos de farelo de arroz e de palma desacidificados por resina aniônica forte. Para atingir tal objetivo, inicialmente realizaram-se estudos de solubilidade do gama-orizanol, sendo desenvolvida uma metodologia para determinação da composição em esteril ferulatos em UPLC-MS, possibilitando a obtenção de dados de solubilidade dos esteril ferulatos que compõem o gama-orizanol. Os dados de solubilidade foram obtidos utilizando três solventes (hexano, n-propanol e metiletilcetona) a 30 e 50 ºC. Os resultados mostraram que tanto a temperatura, quanto o tipo de solvente influenciaram a composição de esteril ferulatos do gama-orizanol após o estabelecimento do equilíbrio de fases. Em adição, a solubilidade do gama-orizanol em misturas de solventes hexano:hexanol com diferentes composições (1:2; 2:1; 1:3 e 3:1) também foi estudada, sendo maximizada a solubilidade nas misturas contendo maior teor de hexanol. Os ensaios de solubilidade permitiram selecionar o solvente n-propanol para ser utilizado na etapa de desacidificação, uma vez que este apresenta solubilidade do gama-orizanol superior quando comparada ao hexano, além de permitir uma fácil remoção após o processo, por ser um solvente alcóolico puro com cadeia carbônica curta. Este mesmo solvente foi posteriormente utilizado na desacidificação do óleo de palma branqueado. A desacidificação de óleos vegetais por resina aniônica forte (Amberlyst A26 OH) permite a utilização de condições brandas de temperatura. Para aplicação desta técnica, inicialmente foram obtidas isotermas de adsorção de ácidos graxos em soluções de n-propanol e resina. Os resultados mostraram maiores concentrações de ácido na resina preferencialmente com o ácido oleico, seguido dos ácidos linoleico e palmítico. Para avaliar o processo de desacidificação foram obtidas curvas de ruptura de óleo de palma branqueado ou óleo de farelo de arroz degomado + n-propanol + resina aniônica forte. Os óleos desacidificados mostraram redução de pelo menos 91 % da acidez livre e preservação de seus componentes nutracêuticos: gama-orizanol (83 %), carotenóides (95 %), tocoferóis e tocotrienóis (100%), indicando que o processo de desacidificação proposto apresenta potencial para substituição dos processos convencionais, sendo possível a preservação dos componentes minoritários. Todavia, é necessário o estudo aprofundado da formação de ésteres durante o processo, como forma de avaliar o impacto na qualidade do óleo obtido / Abstract: The palm and rice bran oils present in its composition carotenoids and gamma-oryzanol, respectively. These representative minor compounds have nutraceutical properties, being important to preserve them in the oil available for consumption. The steps of extraction and refining have a great impact on the loss or preservation of minor components. The objective of this thesis was to prioritize the preservation of nutraceutical components in rice bran and palm oils deacidified by strong anionic resin. To achieve this goal, gamma-oryzanol solubility studies were performed, being developed an UPLC-MS methodology for the determination of steryl ferulates composition, which allow obtain solubility of gamma-oryzanol steryl ferulates. The solubility data were obtained using three solvents (hexane, n-propanol and methyl ethyl ketone) at 30 and 50 ° C. The results showed that both the temperature and the type of solvent influenced the gamma-oryzanol steryl ferulates composition after the establishment of the equilibrium phases. In addition, gamma-oryzanol solubility in mixtures of solvents hexane:hexanol with different compositions (1:2, 2:1, 1:3 and 3:1) was also studied. The solubility was maximized in mixtures containing higher levels of hexanol. Solubility tests allowed to select the n-propanol solvent for the deacidification step, since it presents greater solubility of gamma-oryzanol than hexane, and allow easy removal after the process, being an alcoholic pure solvent with short carbon chain. The same solvent was used in subsequent bleached palm oil deacidification. The deacidification of oils using strong anionic resin (Amberlyst A26 OH) allows the use of milder temperature conditions. For application of this technique adsorption isotherms of fatty acids in n-propanol and resin solutions were obtained. The results showed higher concentrations of the resin preferably with oleic acid, followed by linoleic and palmitic acids. To evaluate the process of deacidification breakthrough curves of bleached palm oil or degummed rice bran oil + n-propanol + strong anionic resin were obtained. The deacidified oils showed a reduction of at least 91% of the free acidity and preservation of their nutraceutical ingredients: gamma-oryzanol (83%), carotenoids (95%), tocopherols and tocotrienols (100%), indicating that the proposed deacidification process has potential to replace conventional processes, being possible the preservation of minor components. However, a deeper study of ester formation during the process is necessary, in order to assess the impact on the quality of the oil obtained / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutora em Engenharia de Alimentos