A jabuticabeira (Plinia sp.) é uma espécie nativa que se encontra amplamente distribuída em quase todas as regiões brasileiras. Recentemente, diferentes frutos nativos, entre eles a jabuticaba, têm sido alvo de pesquisa para investigar o melhor aproveitamento de suas propriedades nutricionais. Com perspectivas de trazer novas alternativas para o melhor aproveitamento de subprodutos agroindustriais que tenham propriedades nutritivas e funcionais, pesquisadores estão buscando o desenvolvimento de produtos inovadores e funcionais (bioativos). Por esse viés, este trabalho objetivou avaliar se diferentes processos de extração de suco de jabuticaba para obtenção das cascas interferiam nas suas propriedades nutritivas bem como na posterior desidratação, com o intuito de transformar um resíduo rico em nutrientes, aproveitado agroindustrialmente, em um produto alimentício atrativo para o consumidor, além da facilidade de manuseio, armazenamento e transporte. Sendo assim, este estudo foi dividido em três fases: a primeira com a aquisição dos frutos de jabuticabeira, de dois genótipos, identificados como genótipo adquirido no sítio em Clevelândia (“25°07’20” S e 52°19’15” W,) e genótipo do sítio em Verê (25° 53' 1'' S: 52° 55' 11'' W). Os frutos passaram pelo processo de extração por esmagamento e por vapor forçado, para obtenção da casca. Na sequência, foram submetidas ao processo de desidratação em estufa com circulação forçada de ar a 70 °C. Depois de desidratadas foram moídas e peneiradas com granulometria 80 mesh para obtenção do pó. Foram realizadas análises para avaliar a influência desses processos nos compostos bioativos e suas variações nas amostras das cascas frescas de jabuticaba dos genótipos, ao passarem pelos processos de extrações e em seguida desidratação. Esta investigação decorreu a partir de análises físico-químicas dos extratos hidroalcoólicos das amostras. Foram avaliados os parâmetros da composição centesimal: sólidos solúveis totais (SST), acidez titulável, pH, cinzas, fibras, proteínas e grau de umidade, compostos bioativos (fenóis, flavonoides e antocianinas) e atividade antioxidante (DPPH, ABTS e FRAP). O tipo de extração da casca de jabuticaba fresca ou desidratada (em pó) não influenciou nos resultados físico-químicos, nem para as atividades antioxidantes medidas por ABTS e FRAP. As cascas de jabuticaba de ambos genótipos, extraídas por esmagamento, apresentaram melhores índices de flavonoides, fenólicos e atividade antioxidante pelo método DPPH. As cascas de jabuticabas do genótipo Clevelândia apresentaram maior teor de antioxidante, flavonoides, fenólicos, ABTS e FRAP. Na segunda fase do trabalho verificou-se o efeito do armazenamento, nos conteúdos de antocianinas, atividade antioxidante por três métodos distintos (DPPH, FRAP e ABTS), flavonoides, fenólicos e características físico-químicas (teor de umidade, acidez titulável, pH e cinzas proteína e fibra) do pó destes resíduos (obtenção da casca de jabuticaba em pó de dois genótipos, extraídos a vapor e esmagamento), embalados a vácuo e armazenados por 135 dias. Observou-se que a extração por esmagamento apresentou melhores resultados para atividade de DPPH em função do tempo de armazenamento e que a casca de jabuticaba do genótipo Clevelândia apresentou maior atividade antioxidante em relação à casca do genótipo Verê, no tempo inicial e ao longo de 135 dias de armazenamento. Além deste tempo não ter sido alterado, foram obtidos os parâmetros de acidez e teor de proteína totais em ambos genótipos e seus distintos processos de extrações da casca de jabuticaba em pó. Para fase três, foram selecionados dois dos resíduos avaliados nas fases I e II, cujo pó da casca de jabuticaba do genótipo de Clevelândia foi extraído pelo processo a vapor (GCLV) e o pó da casca de jabuticaba do genótipo de Verê foi extraído por esmagamento (GVRE). Em seguida, foram realizadas análises microbiológicas (coliformes a 45°C g-1, Salmonella spp. 25g-1 e bolores e leveduras) com o iogurte natural e com a cascas de jabuticaba em pó, selecionadas. Na sequência, foram elaboradas quatro formulações sendo duas para cada genótipo: GCLV ix 3,6% e GCLV 1,8% e duas proporções para as amostras, GVRE (3,6% e 1,8%). As formulações foram submetidas às análises sensorial de aceitabilidade, intenção de compra, frequência e motivo do consumo do produto avaliado, contando com 100 consumidores não treinados. Também foi avaliada a qualidade da cor das cascas de jabuticaba (genótipo Verê/Clevelândia) em pó após extrações (vapor/esmagamento), e foram analisadas as coordenadas de cor a*, b*, L*, C*, H* e Δab*. O produto desidratado e o iogurte apresentaram baixa contagem para fungos filamentosos, leveduras, coliformes termotolerantes e ausência de Salmonella spp., indicando boas condições de processamento. A adição da casca de jabuticaba em pó, no iogurte, resultou em boa aceitação para as amostras GCLV 1,8g; GCLV 3,6 g e GVRE 1,8g situando-se entre o termo gostei moderadamente e gostei muito. As mesmas obtiveram resultados de boa intenção de compra para as amostras GCLV 1,8g; GCLV 3,6 g e GVRE 1,8g. Na cor, a casca de jabuticaba em pó não teve a qualidade afetada até 135 dias de armazenamento. De forma geral, as cascas obtidas por esmagamento apresentaram melhores índices de flavonoides, fenólicos e atividade antioxidante pelo método DPPH. Portanto, os antioxidantes desse produto em iogurte é uma alternativa promissora, visto que obtiveram resultados com bons índices para ambos genótipos e tratamentos de extração (vapor/esmagamento). Logo, além de dar destinação adequada a um resíduo, tal processo aproveita nutrientes e corantes naturais, importantes para agregar valor a vários alimentos. / Jabuticaba tree (Plinia sp.) is a native species that has been widely distributed in almost all regions of Brazil. Recently, different native fruits, including jabuticaba, have been a research aim in order to investigate the best benefit of its nutritional properties. In order to arouse new alternatives for better utilization of agro-industrial by-products with nutritional and functional properties, researchers are seeking to develop innovative and functional bioactive products. By this angle, this study aimed at evaluating whether different jabuticaba juice extraction processes applied to obtain peels interfered on its nutritional properties as well as on the subsequent dehydration in order to turn a nutrient-rich residue, agro-industrial benefitted, in a food product that can be attractive to the consumer, as well as easy to be handled, stored and transported. Thus, this study was divided into three phases: the first one was divided according to the acquisition of jabuticaba fruits, from two identified genotypes as: one genotype as acquired in Clevelândia farm (25°07'20" S and 52°19'15" W) and the other genotype from Verê farm (25°53'1'' S: 52° 55' 11'' W). The fruits underwent through extraction process by crushing and forced steam to obtain peels. Subsequently, peels were submitted to dehydration process in an oven with forced air circulation at 70 °C. Then, after being dehydrated, they were ground and sieved to an 80-mesh size to obtain powder. Analyses were carried out to evaluate the influence of these processes in bioactive compounds and their variations based on samples of fresh jabuticaba peels from each genotype, since they underwent through the extraction process and then dehydration. This research was based on physicochemical analyses of hydroalcoholic extracts of samples. Centesimal composition parameters were evaluated: total soluble solids (TSS), titratable acidity, pH, ash, fiber, protein and moisture content, bioactive compounds (phenols, flavonoids and anthocyanins) and antioxidant activity (DPPH, ABTS and FRAP). The way jabuticaba peel was extracted (fresh or dried - powder) did not influence the obtained physicochemical results, or antioxidant activities measured by ABTS and FRAP. Jabuticaba peels of both studied genotypes, extracted by crushing, showed the best contents concerning flavonoids, phenolic compounds and antioxidant activity by DPPH method. Jabuticaba peels of Clevelândia genotype showed the highest antioxidant content, flavonoids, phenolic, ABTS and FRAP. In the second moment of this trial, there was some effect of storage in anthocyanin content, antioxidant activity according to three different methods (DPPH, FRAP and ABTS), flavonoids, phenolic and physicochemical characteristics (moisture content, total acidity, pH, ashes, protein and fiber) of such waste powder (to obtain jabuticaba peel powder from both genotypes, extracted by steam and crushing). They also were vacuum packed and stored for 135 days. It was observed that the extraction by crushing showed the best results for DPPH activity according to the storage time and jabuticaba peel from Clevelândia genotype showed the highest antioxidant activity when compared to Verê genotype at the start time and over 135 storage days. Likewise this time has not changed, parameters as acidity and total protein content were obtained in both genotypes and their different extraction processes of jabuticaba powder peel. For the third phase, two evaluated waste samples were selected in phases I and II, which powder peel of Clevelândia genotype was extracted by forced-steam process (GCLV) while powder peel of Verê genotype was extracted by crushing (GVRE). Then, microbiological analyses were carried out (coliforms at 45 °C g-1, Salmonella spp. 25g-1 and yeasts and molds) with natural yogurt and selected powder peels of jabuticaba. Subsequently, four formulations were prepared and two of them were for each genotype: 3.6% GCLV and 1.8% GCLV while two ratios were for (3.6% / 1.8%) GVRE samples. The formulations were submitted to sensorial analyses of acceptability, purchase intent, frequency and reason for the evaluated product consumption, with 100 untrained consumers. The quality of jabuticaba peel color (Verê/Clevelândia genotypes) in powder was also evaluated after extraction xi (steam/crushing), and a*, b*, L*, C*, H* and Δab* color coordinates were analyzed. The dehydrated product and yogurt showed a low counting for filamentous fungi, yeasts, thermotolerant coliforms and absence of Salmonella spp., which indicates some good processing conditions. The addition of jabuticaba peel powder in yogurt resulted in good acceptance for samples such as 1.8g GCLV; 3.6g GCLV and 1.8g GVRE, whose answers varied from: “I liked moderately” and I liked very much”. These samples received results of good intention to buy samples such as 1.8g GCLV, 3.6g GCLV and 1.8g GVRE. Concerning color, there was no effect on the quality of jabuticaba peel powder up to 135 storage days. Generally, the obtained peels by crushing showed the highest contents of flavonoids, phenolic compounds and antioxidant activity by DPPH method. Therefore, antioxidants of this product in yogurt is a promising alternative, since the results showed good rates for both genotypes and extraction treatments (steam/crushing). Wherefore, this process not only provides some proper disposal for waste but also uses important nutrients and natural dyes to add value to several kinds of foodstuff.

O estudo da inativação da enzima pectinametilesterase (PME) em suco de laranja foi realizado, tanto por tratamento térmico convencional quanto por microondas em batelada. O tratamento térmico convencional foi realizado em banho termostático em diferentes temperaturas no intervalo entre (40 e 95) °C e tempo de retenção entre (0 a 60) s. O processo de aquecimento assistido por micro-ondas foi conduzido em digestor e em reator de síntese química e enzimática, ambos operando em modo descontínuo, por energia de micro-ondas. Nesse processo as condições de ensaio foram: intervalo de temperatura entre (40 e 90) °C e tempo de retenção entre (0 e 60) s. O histórico da temperatura foi adquirido em tempo real para todos os processos. Foram conduzidas análises físico-químicas de caracterização do suco não processado. As análises da atividade da enzima PME presente, acidez e teor de sólidos solúveis foram realizadas tanto para o suco não processado quanto para o suco pasteurizado em diferentes condições. A efetividade entre os métodos empregados foi verificada pela análise dos parâmetros obtidos para a cinética da inativação enzimática. Os resultados demonstram que o processo térmico assistido por micro-ondas focalizadas se mostrou mais efetivo que o processamento térmico convencional atingindo inativação de 90 % a 60 °C após 10 s de processamento e atingindo 99 % de inativação quando exposto a 80 °C por no mínimo 20 s. / The enzyme pectin methylesterase (PME) inactivation in orange juice was studied by both conventional and microwave heat treatment in batch conditions. Conventional heat treatment was carried out in a thermostatic bath, maintaining the temperature constant during the process. Different temperatures were tested at the interval between (40 and 95) °C and time between (0 and 60) s. The microwaveassisted heating process took place through two equipments: the first one have used a multi-mode microwave digestor, and the second a chemical and enzymatic synthesis mono-mode microwave reactor. Temperatures have been tested in the range of (40 to 90) °C and retention time between (0 and 60) s. The temperature\'s history has been acquired in real time for all processes. Physical-chemical characterization of the non-processed juice, pectin methylesterase enzyme activity, acidity and soluble solids content were conducted for both, fresh and treated juice. The results demonstrated that the microwave-assisted pasteurization was more effective than conventional, reaching 90 % inactivation at 60 °C after 10 s and reaching 99 % inactivation when exposed to 80 °C by at least 20 s.

Orientador: Luiz Antonio Viotto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-10T12:40:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barato_NaraCardoso_M.pdf: 23668695 bytes, checksum: eac9460257f2c6e2f23cfadfbaee6442 (MD5) Previous issue date: 2008 / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

A produção brasileira dos pequenos frutos morango, amora, framboesa e mirtilo vem sendo incrementada nos últimos vinte anos devido ao interesse do consumidor por estes frutos, sobretudo graças às suas propriedades nutracêuticas. O processamento industrial destes frutos, para a obtenção de sucos e polpas, é uma alternativa para minimizar as perdas decorrentes da alta perecibilidade intrínseca aos mesmos. Para a obtenção de sucos e polpas de pequenos frutos com alta qualidade nutricional e sensorial, há a necessidade de se conhecer o comportamento das propriedades físicas destes produtos nas condições de processo, já que elas são de fundamental importância no projeto, otimização, simulação e automação das operações unitárias envolvidas no processamento industrial. A predição teórica destas propriedades não traz bons resultados, pois a estrutura física e composição química destes alimentos são bastante variáveis, sendo a experimentação a melhor alternativa para este fim. O objetivo deste trabalho é determinar as propriedades massa específica, condutividade elétrica, difusividade térmica, calor específico e condutividade térmica de polpas e néctares de morango, framboesa, mirtilo e amora. Este estudo envolveu a variação da temperatura e da composição dos produtos, dada pela adição de açúcar aos mesmos em diversas proporções e pela variação do teor de polpa na formulação dos néctares. As polpas e os néctares foram processados em escala de bancada, a partir de frutos congelados. O teor de açúcar adicionado aos produtos variou de 0 a 10% e o teor de polpa dos néctares formulados variou de 25 a 100%. As massas específicas foram determinadas pelo método picnométrico, na faixa de 30 a 80°C; as difusividades térmicas, pelo método baseado na solução da difusão de calor em um cilindro longo, na faixa de 25 a 70°C; as condutividades elétricas, por condutivimetria, na faixa de 30 a 80°C; os calores específicos, pelo método de misturas modificado, a 30°C; e a condutividade térmica, a partir do conhecimento das demais propriedades. A partir dos dados obtidos, foram ajustados uma série de modelos quadráticos de regressão múltipla para a predição das propriedades destes produtos em função da temperatura, do teor de açúcar adicionado aos produtos e do teor de polpa empregado, quando na elaboração dos néctares.Estes modelos, em sua maioria, apresentaram coeficientes de correlação superiores a 0,98. / The Brazilian production of strawberry, blackberry, red raspberry and blueberry has been increasing in the last twenty years mainly due to the interest in their nutraceutical properties. These small fruits have a short shelf life, and the industrial processing for the production of juices and purées is an alternative for this limitation. For the production of small fruits juices and purées with high nutritional and sensorial quality, is necessary to know the behavior of the physical properties of these products in the process conditions, since this knowledge is fundamental in the design, optimization, simulation and automation of the units operations for these industrial processes. Since the physical structure and chemical composition of these foods change very much, the theoretical prediction of their properties does not give good results and the experimentation is the only alternative. The objective of this work is to determine physical properties of purées and nectars of strawberry, red raspberry, blueberry and blackberry such as density, electrical conductivity, thermal diffusivity, specific heat and thermal conductivity. This study was carried out varying the temperature and the composition of the products, by adding sugar and changing pulp content in the formulation of the nectars. The pulps and the nectars were processed in a bench scale experiments, from frozen fruits. The sugar content added to the products varied between 0 and 10% and the pulp content of formulated nectars varied between 25 and 100%. The density was determined by the picnometric method, between 30 and 80°C; the thermal diffusivity was obtained using the solution of the heat diffusion in a long cylinder, between 25 and 70°C; the electrical conductivity was determined with a conductivity meter, between 30 and 80°C; the specific heat was measure through the modified mixtures method, at 30°C; and the thermal conductivity, from the knowledge of the other properties. Many multiple regression quadratic models for the prediction of these propertiesas a function of the temperature, the sugar content added to the products and the pulp concentrationhave been adjusted. Most of these models have presented correlation coefficients higher than 0,98.

No presente trabalho, a produção de pectinases por Aspergillus niger LB-02-SF em estado sólido foi estudada em biorreator de tambor rotativo em escala de bancada. Adicionalmente, a extração e a concentração do extrato enzimático foram avaliadas. Com o extrato concentrado por ultrafiltração, formulações com KCl e glicerol foram testadas quanto à conservação da atividade enzimática e à eficiência no tratamento de sucos de frutas. Com respeito à produção das pectinases em biorreator, os parâmetros de operação avaliados foram: a agitação, a temperatura do cultivo, o volume de ocupação (30, 50 e 70%) e o fluxo específico de ar (0,18, 0,36, 0,54, 0,72 e 0,90 LkgM – litros de ar por kg de meio por minuto). Ensaios sem e com agitação do biorreator (frequência de 1 rpm por 5 minutos, a cada 120 minutos) indicaram que, para o volume de ocupação de 30%, a agitação leva ao aumento do crescimento fúngico e à redução da produção de enzimas, enquanto que com 50% de ocupação, comportamento oposto foi observado. Com 70% de ocupação, não foi observada diferença significativa entre as atividades pectinolíticas obtidas com e sem agitação, sendo que, em ambos os casos, a produção foi prejudicada pela insuficiente aeração do meio. O intervalo entre os eventos de agitação foram avaliados para o volume de ocupação em 70%, não sendo observada diferença significativa na produção de pectinases nos intervalos de 120 minutos (condição padrão) e 90 minutos. Para um intervalo de 60 minutos, a atividade reduziu-se em aproximadamente 58%. Os cultivos com controle de temperatura em 34oC e sem controle indicaram que a produção enzimática foi favorecida com a elevação natural da temperatura do cultivo, um aspecto que pode estar relacionado a uma condição de estresse que levaria à maior produção enzimática. Fluxos específicos de ar entre 0,18 e 0,90 LkgM foram testados em ensaios com 30 e 50% de volume de ocupação do biorreator. Maior crescimento fúngico foi atingido quando o biorreator foi carregado com menor volume de ocupação. Com o fluxo intermediário de 0,54 LkgM, as maiores atividades enzimáticas para ambos os volumes de ocupação foram atingidas; porém, a ocupação de 50% do volume resultou na maior atividade pectinolítica, 178,2 U/g, com uma atividade de 133,4 U/g sendo medida com 30% de ocupação. No estudo sobre a extração de pectinases do meio sólido, com água pH 4, sob agitação de 200 rpm, foi observado que tempos entre 15 e 120 minutos apresentaram resultados similares. Os resultados atingidos apontam que para maior produção enzimática o biorreator deve ser operado com 50% de ocupação, fluxo específico de ar de 0,54 LkgM e intervalos entre as agitações de 120 minutos. Temperaturas de extração de 20, 30 e 40oC não influenciaram na extração de proteínas, porém a atividade de pectinases foi reduzida em 40% a 40oC, possivelmente em razão da termoestabilidade da enzima. Entre as razões de extração sólido / líquido avaliadas, o valor de 1/10 foi a que resultou na maior atividade enzimática solubilizada, sendo recuperados 81% da atividade pectinolítica presente no meio. Nos ensaios de concentração, a ultrafiltração do extrato concentrado sem qualquer tratamento prévio resultou em recuperação de 59% das enzimas e em fluxo final de permeado da ordem de 11 L/m2/h. Por outro lado, o protocolo de operação que incluía o uso de carvão ativado e microfiltração, apresentou recuperação de enzimas de 74% e fluxo final de permeado de 24 L/m2/h, demonstrando a importância dos pré-tratamentos na ultrafiltração. Previamente à preparação das formulações enzimáticas, um volume de 30 L de extrato bruto foi concentrado 103 vezes por ultrafiltração, com recuperação enzimática de 69%, e um extrato com 663 U/mL foi obtido. Este extrato concentrado foi formulado com 20, 30, 40 e 50% (m/m) de glicerol e 2% (m/m) de KCl e avaliado, por 59 semanas, quanto à conservação da atividade a 5°C. Ao final do período de teste, a amostra controle (sem aditivos) teve queda de 25% da atividade além de apresentar contaminação microbiana, enquanto as formulações mantiveram a atividade em torno de 100% durante todo o experimento. A formulação com 50% de glicerol foi utilizada na maceração de uva bordô e na despectinização de sucos de maçã, uva rosada e amora, demonstrando comportamento similar aos encontrados com as preparações comerciais Novozym 33095 e Pectinex Ultra SP-L utilizadas como referência. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. / In the present work, the production of pectinases by Aspergillus niger LB-02-SF in solid-state cultivation was studied using a rotating drum bench bioreactor. Furthermore, extraction and concentration of enzymes by ultrafiltration were evaluated. Formulations with the concentrated extract, KCl and glycerol were assayed with respect to the maintenance of activity level and the efficiency in the treatment of fruit juices. With respect to the production of enzymes in bioreactor, the operational parameters evaluated were agitation, cultivation temperature, occupation volume (30, 50 and 70%) and specific air flow (0.18, 0.36, 0.54, 0.72 e 0.90 LkgM – liter of air per kilogram of medium per minute). Tests without and with agitation of the bioreactor (1 rpm per 5 minutes each 120 minutes) indicated that, with occupation volume of 30%, agitation leads to increasing fungal growth and decreasing enzyme production, whereas with 50% of occupation an opposite behavior was noticed. With 70% of occupation volume, no significant difference was observed among the pectinolytic activities achieved with and without agitation, the production being hindered in both cases by the insufficient aeration of medium. The interval between agitation events was evaluated for an occupation volume of 70% and no significant difference in enzyme production was observed for the intervals of 90 and 120 minutes (standard condition). For the interval of 60 minutes, the activity was reduced in approximately 58%. The cultivations with temperature control at 34oC and without control indicated that enzyme production was favored with the natural increase of medium temperature, an aspect that could be related to a stress condition that would lead to a higher enzyme production. Specific air flows between 0.18 and 0.90 LkgM were evaluated for 30 and 50% of bioreactor occupation volume. Larger fungal growth was observed when the bioreactor was loaded with the smallest occupation volume. With the intermediate flow of 0.54 LkgM, the highest enzyme activities were achieved for both occupation volumes; however, the occupation volume of 50% resulted the higher activity of 178.2 U/g, with an activity of 133.4 U/g being measured for 30% of occupation. The results achivied indicated that for a higher enzyme production, the bioreactor should be conducted with 50% of occupation volume, specific airflow of 0.54 LkgM and interval between the agitations of 120 minutes. In the study on the extraction of pectinases from the solid medium with water pH 4, under agitation, it was observed that extraction times from 15 to 120 minutes presented similar results. The extraction temperatures of 20, 30 and 40oC did not influence protein extraction, but pectinase activity was reduced in 40% at 40oC, possibly due to the low enzyme thermostability. Among the extraction ratios of solid/liquid assessed, the value 1/10 resulted in the highest enzyme activity solubilized, with recovery of 81% of the pectinolytic activity that was present in the medium. In the concentration tests, ultrafiltration of concentrated extract with no previous treatment resulted in 59% of enzyme activity recovery and in a final permeate flux of about 11 L/m²/h. On the other hand, the operation protocol that included the use of activated charcoal, microfiltration and ultrafiltration presented enzyme recovery of 74% and final permeate flux of 24 L/m2/h, results that demonstrate the importance of pre-treatments in this process. Previously to the preparation of enzyme formulations, a volume of 30 L of enzyme extract was 103-fold concentrated by ultrafiltration, with 69% of enzyme recovery, and a final 663-U/mL extract was obtained. This concentrated extract was formulated with 20, 30, 40 and 50% (w/w) of glycerol and 2% (w/w) of KCl and evaluated for 59 weeks with respect to the enzyme activity conservation at 5ºC. At the end of the test period, the blank sample (with no additives) presented an activity decrease of 25% and also microbial contamination, whereas the formulations preserved 100% of the initial activity along the experiment. The 50%-glycerol formulation was used for Bordô grape maceration and for depectinization of apple, Rosé grape and blackberry juices, showing statistically similar results to those obtained with the commercial preparations Novozym 33095 and Pectinex Ultra SP-L used as reference. The results attained in this work pointed out to the possibility of scaling-up this process, from the enzyme production in solid-state cultivation to the achievement of an enzyme formulation that has shown potential to be used in the industry of fruit juice.

Nesse trabalho, isolados fúngicos obtidos de vegetais em decomposição foram testados quanto à sua capacidade de produzir pectinases aplicáveis ao tratamento enzimático de sucos de maçã e de mirtilo. Com base na secreção de endo-poligalacturonase (endo-PG), dois isolados identificados e denominados Aspergillus niger LB23 e Aspergillus fumigatus LB39J foram selecionados para uso em processos em estado sólido e submerso, respectivamente. Os extratos enzimáticos dessas linhagens não apresentam teores de aflatoxinas totais (B1, B2, G1, G2) até um limite de detecção de 2 μg/Kg. A preparação enzimática obtida em cultivo em estado sólido de A. niger LB23 apresentou maiores atividades de endo-PG e exo-poligalacturonase (exo-PG) em pH 4,0, enquanto a reação enzimática com os extratos enzimáticos obtidos em cultivos submersos de A. fumigatus LB39J foram favorecidos em pH entre 4,0 e 5,0, para endo-PG, e 5,0, para exo-PG. Com relação à temperatura de reação da preparação pectinolítica de A. niger LB23, endo e exo-PG mostraram melhores desempenhos nas faixas 40-50°C e 50-60°C, respectivamente. Para as poligalacturonases de A. fumigatus LB39J, definiu-se um intervalo entre 40 e 60°C, para endo-PG, e 60ºC, para exo-PG, como as melhores temperaturas. Quando a estabilidade térmica das poligalacturonases presentes em ambas as preparações foi avaliada, observou-se preservação de cerca de 70% das atividades após 150 minutos de exposição a temperaturas de até 40ºC. Foi avaliada a influência de diferentes concentrações de glicose e pectina sobre os resultados do processo em cultivos em estado sólido com A. niger LB23, sendo observado incremento das atividades de endo e exo-PG em meio com 6% (m/m) de pectina e isento de glicose, atingindo-se 65 unidades por grama de meio seco (U/g) e 198 U/g, respectivamente. Em cultivos submersos com A. fumigatus LB39J, maiores atividades foram obtidas em meio com 20 g/L de pectina e sem glicose: 42 U/mL de endo-PG e 32 U/mL de exo-PG. Nas condições definidas para o processo submerso, foram testados diferentes valores de pH inicial do meio. As máximas atividades foram observadas com pH inicial 3,0 para endo-PG (44 U/mL) e 4,0 para exo-PG (37 U/mL). Adicionalmente, em fermentador de bancada, constatou-se que um valor de pH inicial de 4,0, com o valor mínimo sem controle e, após, com o valor máximo controlado em 3,5, proporcionou as maiores atividades com 81 U/mL de endo-PG e 49 U/mL de exo-PG. Comparando-se os extratos enzimáticos produzidos pelas linhagens selecionadas, verificou-se que as pectinases produzidas por A. niger LB23 foram mais eficientes na hidrólise enzimática das substâncias pécticas presentes nos sucos de maçã e mirtilo, proporcionando, maior redução de turbidez (90 e 40%) e viscosidade (40 e 60%) e aumento na clarificação (90 e 55%). Esses resultados indicam o potencial das pectinases de A. niger LB23 para o tratamento enzimático de sucos de frutas, ressaltando-se que o teor de compostos fenólicos e a capacidade antioxidante dos sucos foram, em sua maior parte, preservados após o tratamento. / In this work, fungus samples isolated from decomposing vegetables were tested with respect to their capacity of producing pectinases to be applied to the enzymatic treatment of apple and bilberry juices. Taking in account the secretion of endo-polygalacturonase (endo-PG), two isolates which were identified and named Aspergillus niger LB23 e Aspergillus fumigatus LB39J were selected for solid-state and submerged cultivations, respectively. The enzymatic extracts from these strains did not present total aflatoxin (B1, B2, G1, G2) levels up to detection limit of 2 μg/Kg. The enzyme preparation obtained from solid-state cultivation of A. niger LB23 showed the largest activities of both endo-PG and exo-polygalacturonase (exo-PG) at pH 4.0, whereas the reaction with submerged A. fumigatus L39J enzymatic extracts was favoured at pH between 4.0 and 5.0 for endo-PG and 5.0 for exo-PG. With respect to the reaction temperature for A. niger LB23 pectinolytic preparation, endo and exo-PG showed the best performances at the ranges 40-50ºC and 50-60ºC, respectively. For A. fumigatus L39J polygalacturonases, a range from 40 to 60ºC, for endo-PG, and 60ºC, for exo-PG, were defined as the best temperatures. When the thermal stability of polygalacturonases present in both preparations was evaluated, preservation of about 70% of activities was observed after exposing the enzymes to temperatures up to 40ºC for 150 minutes. The influence of different glucose and pectin concentrations on the results of the solid-state process with A. niger LB23 was assessed and an increment in endo and exo-PG activities were observed in medium containing 6% (w/w) of pectin and absence of glucose, with activities of 65 units per gram of dry medium (U/gdm) and 198 U/gdm being achieved. In submerged cultivation of A. fumigatus LB39, highest enzyme activities were obtained in medium with 20 g/L of pectin and without glucose: 42 U/mL for endo-PG and 32 U/mL for exo-PG. In the conditions defined for the submerged process, different medium initial pH values were tested. Maximum activities were observed at initial pH of 3.0 for endo-PG (44 U/mL) and 4.0 for exo-PG (37 U/mL). Furthermore, in bench bioreactor, it was observed that an initial pH of 4.0, with uncontrolled minimum value and, afterwards, maximum value controlled at 3.5 led to the largest enzyme production with 81 U/mL of endo-PG and 49 U/mL of exo-PG. By comparing the enzymatic preparations produced by the selected strains, it was noticed that the pectinase produced by A. niger LB23 were more efficient for the hydrolysis of pectic substances present in both apple and bilberry juices, since it improved reduction of turbidity (90 and 40%) and viscosity (40 and 60%) and increasing clarification (90 and 55%), respectively. These results indicate the potential of A. niger LB23 pectinases for the enzymatic treatment of fruit juices, being remarkable that both the level of phenolic compounds and antioxidant capacity of juices were mostly preserved after treatment.

Orientador: Kuiz Antonio Viotto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-05T22:26:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ushikubo_FernandaYumi_M.pdf: 1970912 bytes, checksum: 59316ce15b7494297351f4dd5ac477e4 (MD5) Previous issue date: 2006 / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Luiz Antonio Viotto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-09T00:42:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Watanabe_AnnaPaula_M.pdf: 997082 bytes, checksum: 362f6a4ebe3fa5e31285e1f7c7cacc76 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A aplicação do processo de microfiltração para clarificação de certos sucos de frutas tem demonstrado resultados economicamente viáveis. Inúmeros sucos de frutas típicas do Brasil ainda não foram testados neste tipo de processo, visando a sua clarificação. Suco de tamarindo (Tamarindus indica L.) reconstituído na proporção de 1 de polpa para 3 de água foi microfiltrado a 35ºC, em membrana tubular de polipropileno de diâmetro médio de poro de 0,2 µm, variando-se as condições de pressão transmembrana, velocidade de escoamento e utilizando ou não um pré-tratamento enzimático da polpa. Foram observados fluxos finais de permeado de 70 a 115 kg/m2h. O aumento da pressão transmembrana aumentou o fouling, mas resultou em altos valores de fluxo de permeação, tanto iniciais quanto finais. Alta pressão associada ao uso de enzima pectinolítica na concentração de 100 ppm apresentou o melhor resultado de fluxo final, a um fator de concentração igual a dois e, conseqüentemente, no menor tempo de processamento. O aumento da velocidade de escoamento e uso de baixas pressões melhorou o fluxo de modo geral, e o uso concomitante de enzima, melhorou ainda mais o fluxo. Ao usar alta velocidade e alta pressão, o fluxo foi elevado no processamento em que não foi feito o tratamento enzimático. Entretanto, no processamento em que foi realizado o tratamento enzimático, o fluxo diminui em 26%, possivelmente devido ao aumento do fouling na membrana. O permeado obtido apresentou uma coloração amarelo ouro, límpido e sem presença de sólidos insolúveis. Houve também retenção de sólidos solúveis (açúcares e pectinas, entre outros) e, conseqüentemente, dos sólidos totais (diminuição da umidade no retentado). Os resultados de fluxo de permeado em diversas condições de operação permitiram uma análise da influência da camada gel e do fouling de acordo com a teoria de resistências em série. Os dados obtidos para a construção da curva de permação foram ajustados a um modelo matemático, baseado na teoria de renovação de superfície, e calcularam-se os valores da constante de declínio de fluxo. Estes foram maiores nos experimentos em que se fez uso de altas pressões e tratamento enzimático / Abstract: Clarification of a lot of fruit juices using microfiltration process has been showing viable economic results. Countless juices of typical fruits of Brazil aren't studied yet in membrane separation process. Tamarind juice (Tamarindus indica L.) reconstituted at 35ºC was microfiltred using a polypropylene tubular membrane of 0,2 µm average diameter poro. The operating conditions of transmembrane pressure, crossflow velocity and enzymatic treatment were evaluated. Final fluxes values of 70 until 115 kg/m2h was observed. The increase in transmembrane pressure resulted in high fouling, but increased the values of inicial and final permeates fluxes. Associated of enzyme pectinolitic at 100 ppm, this experiment presents the best result of final flux and, consequently, the smaller time processing. The increase in crossflow velocity and use of low transmembrane pressure improved the fluxes in general, and using enzymes at the same time, improved the fluxes even more. High crossflow velocities and high transmembrane pressures results in high fluxes just in the experiment without enzymatic treatment. In the experiment where enzymatic treatment was done, the flux reduce 26%, possible due to increase of the fouling on membrane. The permeate presents a gold yellow colour, cloudless and without insoluble solids. There was soluble solids (sugar, pectin etc.) retention and, consequently, total solids retention (reducing of humidity in retentate). The influence of polarized layer and the fouling in several operating conditions results of fluxes allow an analysis by resistance in series theory. The experimental data picked to permeate curve was ajusted to mathematical model based on surface renewal theory and the flux decay constant were calculated. There were higher on experiments with high pressure and enzymatic treatment / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Fernando Antonio Cabral / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-03T18:03:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Perozin_Denise_M.pdf: 4208838 bytes, checksum: 377d3d931173564bc306e6c756a7f8bb (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: A modelagem termodinâmica que usa a EOS de Peng-Robinson foi empregada no equilíbrio de fases de sistemas aquosos de açúcares em condições atmosféricas de pressão (onde existem dados experimentais de equilíbrio), para posteriormente ser aplicada em condições de equikíbrio à altas pressões. Dados experimentais de atividade de água dos sistemas binários água-açúcares foram coletados da literatura e os parâmetros de interação binária água-açúcar foram obtidos pelo ajuste ao modelo. Foi avaliada a capacidade do modelo predizer o equilíbrio multicomponente (comparando com valores experimentais disponíveis na literatura), utilizando-se dos parâmetros de interação binária açúcar-água ajustados e adotando como nulos os parâmetros de interação binária açúcar-açúcar. Teve também como objetivo, avaliar as características do equilíbrio quando se aplica pressão elevada. Os parâmetros de interação binária foram obtidos pelo ajuste do modelo termodinâmico a dados experimentais do equilíbrio líquido-vapor (dados de atividade de água em sistemas binários). As fugacidades, ou pressão de sublimação, dos açúcares no estado sólido foram obtidas a partir de dados de solubilidade, calculando a fugacidade do açúcar na solução aquosa saturada. Os resultados obtidos indicam que a modelagem termodinâmica à pressão atmosférica correlaciona bem os dados experimentais dos sistemas binários, apresentando um desvio médio de 5% na fração mássica do açúcar ou o equivalente a O) 7% de desvio médio em atividade de água. Um desvio um pouco maior, de 7% em média, foi observado para o equilíbrio líquido-vapor multicomponente. Valores de fugacidade do açúcar no estado sólido foram estimados e quando comparados a valores de pressão de sublimação, extrapolando os dados experimentais, para glicose e para a xilose, mostraram que os valores são coerentes em ordem de grandeza com os experimentais, principalmente para a xilose, no entanto a modelagem não reproduziu bem os dados experimentais do equilíbrio sólido-líquido. A pressões elevadas, os cálculos usando a modelagem termodinâmica com parâmetros obtidos a baixa pressão indicam que a solubilidade da sacarose decresce com o aumento de pressão e a solubilidade da glicose tem um leve acréscimo com o aumento da pressão, sugerindo com isto que o uso de pressões elevadas pode vir a ser uma técnica para processos de separações / Abstract: The thermodynamic model that use the Equation of State of Peng-Robinson was used in the phase equilibrium of sugars aqueous at atmospheric pressure (where there are experimental data of equilibrium), for to afterwards to employ it at high pressures systems. Water activity experimental data of the binary systems water-sugars were collected of the literature and the binary interaction parameters of water-sugar were obtained fitting the model to these experimental binary equilibrium data. It was evaluated the capacity of the model to predict the equilibrium of the multicomponent system (comparing with available experimental values in the literature), using the binary interaction parameters fittings to the sugar-water system and considering null the binary interaction parameters of the sugarsugar system. It were evaluated also the characteristics of equilibrium of these binary systems at high pressure when it applies elevated pressure. The binary interaction parameters were obtained by the fitting of the thermodynamic model to the experimental data of the vapour - liquid equilibrium (data of water activity in binary systems). The fugacity, or sublimation pressure, of the sugars in the solid state were obtained by the solubility data, calculating the fugacity of the sugar in the saturated aqueous solution. The results indicate that the thermodynamic modeling, shawed a good correlation to the experimental data of the binary systems (at atmospheric pressure), showing an average deviation of 5% in the sugar mass fraction, equivalent to 0,17% of average deviation in water activity. For the multicomponent vapour-liquid equilibrium was observed a deviation of 7% on average. Values of sugar fugacity in the solid state were estimate and when compared to the sublimation pressure values, extrapolated from the experimental data, for glucose and xylose, showed that the values are coherent, and in the same order with the experimental data, most1y for xylose. However the modeling did not showed a good reproduction the solid-liquid equilibrium of the experimental data. The calculations using the thermodynamic modeling with at high pressure the parameters obtained at low pressure, indicate that the solubility of the saccharose decreases with the pressure and the solubility of the glucose increase with the pressure, showing that the use of the elevated pressures can become a technique for separations processes / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientadores: Hilary Castle de Menezes, Silvia Tondella Dantas / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:14:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Saron_ElisabeteSegantini_M.pdf: 1585969 bytes, checksum: 62f0753fe79c5076a75df66de797a41a (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Este estudo teve por objetivo avaliar diferentes especificações de envernizamento interno do corpo e da costura lateral de latas de folha-de-flandres de três peças, formadas por eletrossolda, no acondicionamento de suco de maracujá pronto para beber, por meio de teste de estocagem e avaliação do desempenho em relação à interação embalagem/alimento. Durante o estudo foram avaliados três sistemas de revestimento orgânico interno da embalagem, sendo o primeiro composto de verniz epóxi-fenólico líquido aplicado na folha plana e verniz epóxi-vinílico-acrilado líquido aplicado na região da solda; o segundo um verniz epóxi-fenólico líquido aplicado na folha plana, verniz epóxi-vinílico-acrilado líquido aplicado na solda e uma segunda camada de verniz epóxi modificado líquido, aplicado por spray após a formação da lata e o terceiro um verniz líquido epóxi-fenólico aplicado na folha plana e verniz poliéster em pó aplicado na solda, denominados latas Normal, Repair e Pó, respectivamente. As embalagens foram caracterizadas quanto ao tipo de material metálico (espessura, dureza e camadas de estanho e cromo), avaliação do fechamento (recravação), atendimento aos requisitos de embalagens para contato com alimentos previstos pela Legislação Brasileira e pelo MERCOSUL e caracterização dos revestimentos orgânicos do corpo, tampa, fundo e side stripe, em relação à camada seca, identificação, aderência, porosidade e grau de cura. O teste de estocagem foi realizado pelo período de 6 meses em duas condições de temperatura controlada, 25oC ± 2°C e 35oC ± 3oC, com avaliações periódicas a intervalos de 15 dias no primeiro mês, 30 dias no segundo mês e de 60 dias até completar 180 dias de estocagem. Os parâmetros de avaliação periódica foram aparência visual interna das latas, nível de vácuo, composição de gases (O2, N2, CO2 e H2) no espaço-livre da embalagem, avaliação sensorial, avaliação instrumental de cor, pH, acidez, estimativa dos sólidos solúveis (°Brix), concentração de ferro, estanho e cromo no suco de maracujá e conteúdo de vitamina C, sendo que este último foi determinado apenas ao zero dia, 15 e 180 dias de estocagem / Abstract: The purpose of this study was to evaluate different specifications of welded three piece tinplate cans with respect to the internal body passion fruit juice. The evaluation was by a storage test, evaluating the performance relative to food/packaging interaction. Three systems of internal organic coatings of the cans were analyzed. The first was composed of a liquid epoxy-phenolic lacquer applied to the flat tinplate and liquid epoxyvinillic-acrylate lacquer applied to the side stripe. The second type was a liquid epoxyphenolic lacquer applied to the flat tinplate and a liquid epoxy-vinillic-acrylate lacquer applied to the side stripe and a second layer of liquid modified epoxy lacquer, applied by spraying after the formation of the can. The third type was a liquid epoxy-phenolic lacquer applied to the flat tinplate and a powdered polyester lacquer applied to the side stripe. The systems were denominated Normal, Repair and Pó, respectively. The cans were characterized according to the type of metallic material (thickness, hardness and tin and chromium layers), evaluation of the double seams, approval for contact with foodstuffs in accordance with the procedures and rules of the Brazilian and MERCOSUR Legislation and evaluation of the organic coatings of the body, bottom, end and side stripe, in relation to the internal lacquer weight, porosity, identification, adherence and curing degree. The storage test was conducted during a period of 6 months under two conditions of controlled temperature, 25°C ± 2°C and 35°C ± 3°C, with evaluations at intervals of 15 days during the first month, 30 days up to the second month and then every 60 days to complete 180 days of storage. The parameters included in the evaluations were visual internal appearance of the cans, vacuum level, oxygen, nitrogen, carbon dioxide and hydrogen composition of the cans headspace, sensorial analysis, instrumental evaluation of color, pH, total titratable acidity, soluble solids (°Brix), iron, tin and chromium concentration in the passion fruit juice and ascorbic acid content (vitamin C), which was only determined at zero day and after 15 and 180 days of storage. The results showed that all cans presented no restriction for use in contact with aqueous acid foodstuffs (pH < 5;0) at processing temperatures of up to 100ºC, followed by prolonged use at temperatures of up to 40ºC. The results for vacuum level, pH, acidity and soluble solids in the juice remarried stable at the two temperatures throughout storage. In the same period at both temperatures, there was a decrease in vitamin content and a slight darkening of the juice. The alterations observed in the visual internal evaluation and the increase in hydrogen concentration in the can headspace and iron and tin concentrations in the juice, demonstrated the beginning of internal can corrosion. The sensorial evaluation demonstrated a loss of quality of the juice packed in the three cans, mainly in the cans stored at 35°C, but all juices maintained acceptable quality up to the 180th day of storage. The storage test showed that the three kinds of cans presented good performance for the packaging of passion fruit juice and that the sample with powdered lacquer on the side stripe presented a worse performance than the other two systems studied, due to the smaller protection offered by the lacquer applied to the body. The study allowed for the conclusion that the three packages studied could be used in the packaging of passion fruit juice with a shelf life of up to 6 months / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos