Orientador: Morris William Montogomery / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-21T15:04:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mori_EmiliaEmicoMiya_D.pdf: 6228383 bytes, checksum: fa1b3974dda989c94b426c9373622f86 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Estudou-se a melancia [Citrullus lanatus (Tunberg) Matsumura and akai] quanto aos aspectos físico, químico e tecnológico principalmente para obtenção de suco integral e concentrado e formulação de misturas com os sucos de frutas tropicais. Foram determinadas, na matéria-prima, as composições física e química. Extraiu-se o suco dos frutos da melancia das variedades Crimson Sweet e Jubilee. O suco concentrado, o misto de melancia e maracujá, o integral e o misto de melancia e abacaxi esterilizados foram processados com frutos da variedade Crimson Sweet. O rendimento de extra.ção do suco de melancia variou de 47,9% para a variedade Jubilee e de 48,7 a 54,4 % para a variedade Crimson Sweet em relação ao peso da fruta. Conduziu-se um experimento com misturas, utilizando metodologia de superfície de resposta. para mistura. Um modelo de mistura utilizando equação polinomial canônica de Scheffé foi ajustada para predizer as respostas sensoriais. No experimento de misturas com sucos de melancia, abacaxi e acerola, o modelo polinomial cúbico especial explicou adequadamente os dados experimentais com um coeficiente de determinação ajustado de 86,3 %. Analisando as curvas de contorno da superfície de resposta observou-se que o grau de aceitação correspondente ao "gostei" da escala hedônica foi alcançado com as misturas de 70 % melancia + 30 % abacaxi, 60 % melancia + 40 % abacaxi ou 60 % melancia + 30% abacaxi + 10% acerola. Os produtos processados foram analisados quanto à composição química, atividade enzimática qualitativa, cor instrumental, contaminação microbiológica e testes de aceitabilidade. O suco de melancia integral apresentou teor de umidade ao redor de 91 % e valor de pH de 5,3 o que o caracteriza como um produto de baixa acidez. Os teores de açúcares encontrados no suco constituem cerca de 77 % da matéria seca do suco. Dos açúcares presentes 4,05% correspondem aos açúcares redutores dos quais 2,64% são constituídos de frutose e 1,41 % de glucose. Os teores médios de licopeno, pigmento responsável pela cor vermelha do suco, foram de 3,66mg/l00g no suco integral e 16,71mg/l00g no concentrado. A vitamina C não foi detectada no suco processado. A atividade enzimática da peroxidase e polifenoloxidase continuou mesmo após o tratamento térmico, porém não foi detectada a presença de substrato para as mesmas. O suco misto de melancia e maracujá servido a 86 julgadores não treinados obteve média entre" gostei pouco e gostei" da escala hedônica e resultaram em 86 % de aceitação contra 6 % de indiferença e 8 % de rejeição.Os resultados obtidos~ indicam ser viável o processamento do suco de melancia integral e concentrado e formulação de misturas com os sucos de abacaxi, acerola e maracujá / Abstract: The physical, chemical and technological aspects of the watermelon fruit were studied with respect to whole and concentrated juice processing and experiments with mixtures. The physical and chemical composition of the raw material was determined. Juice was extracted from the Crimson Sweet and Jubilee varieties. The concentrated juice, the mixture of watermelon and passionfruit juices and the UHT processed whole and mixture of watermelon and pineapple juices were all processed with the Crimson Sweet variety. The watermelon juice extraction yield was about 47.9% for the Jubilee variety and varied from 48.7% to 54.4% for the Crimson Sweet variety as a function of the fruit weight. A mixture response surface model, using the Scheffé canonical polynomial equation, was used to fit the treatment means and predict the sensory responses. In the watermelon, pineapple and acerola juices formulation, the special cubic polynomial equation showed goodness of fit and the coefficient of determination R 1 of the model was 86.3%. Contours plots given by the model showed that the combination containing 70 % watermelon + 30% pineapple, 60% watermelon + 40% pineapple and 60% watermelon + 30% pineapple + 10% acerola, obtained a degree of preference corresponding to "liked" on the scale. The processed products were anaÍyzed for chemical composition, qualitative enzyme activity, instrumental color determination, microbiology examination and acceptability testing. The natural watermelon juice presented 91 % of moisture content and a pH of 5.3. The total sugar content constituted approximately 77 % of the total solids of the juice. 4.05% of the sugars were reducing sugars, of which 2.64% consisted of frutose and 1.41 % of glucose. The lycopene pigment, responsible for the red color, had an average value of 3.66mg/l00g in the natural juice and 16.71mg/l00g in the concentrated juice. Vitamin C was not detected in the processed juice. Peroxidase and polifenoloxidase activities continued after the thermal treatment, though the presence of substrate was not detected. The combination containing 85 % watermelon and 15 % passion fruit served to 86 non-trained testers obtained a mean between "liked slight1y" and "liked" resulting in 86% of acceptance, 6 % of indifference and 8 % of rejection. From the results obtained it would seem that it is technically viable for natural and concentrated watermelon juice to be processed and formulated in mixture with pineapple, acerola and passion fruit / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

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. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-02T17:45:32Z No. of bitstreams: 1 Tese Ivana Greice Sandri.pdf: 1824755 bytes, checksum: c0fad543a60bbb77cd7beb3d28893487 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-02T17:45:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Ivana Greice Sandri.pdf: 1824755 bytes, checksum: c0fad543a60bbb77cd7beb3d28893487 (MD5) / 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.

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.