Orientador: Hilary Castle de Menezes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-22T18:24:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Petrus_JoseCarlosCunha_D.pdf: 9572373 bytes, checksum: 9f7a98b200ca6bd12c0c9c146e8fce2c (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Membranas microporosas e assimétricas foram preparadas pela técnica de inversão de fases a partir de PVDF (Polifluoreto de vinilideno) puro ou associado a outros polímeros, como o PMMA (Polimetilmetacrilato), PVP (polivinilpirrolidona) e PVAc (Poliacetato de vinila). Foi feito um estudo dos efeitos da variação nas condições de preparo das membranas. Constataram-se que diferenças morfológicas e funcionais são acentuadas, mesmo quando pequenas variações são introduzi das, tanto na composição da solução polimérica, quanto nas condições de preparo das membranas. As principais técnicas utilizadas na caracterização das membranas foram a microscopia eletrônica de varredura, a espectroscopia de absorção na região do infravermelho, a calorimetria de varredura diferencial e ensaios de permeabilidade e retenção. As membranas com melhores desempenhos foram utilizadas na clarificação de suco de frutas, principalmente de maçã, através de uma unidade piloto de ultrafiltração. Fluxos de permeado da ordem de 170 Uhm2 foram obtidos com membranas de PVDF/PVAc, a 50°C, 2,0 Kgf/cm2 e com velocidade tangencial de 0,8 m/s. Após limpeza e sanitização, o fluxo de permeado através da membrana, retomou aos valores iniciais demonstrando a reversibilidade do processo de colmatagem. Todos os sucos clarificados apresentaram turbidez inferior a 2,0 NTU, mesmo após estocagem por um período de 6 meses à temperatura ambiente, podendo ser considerados como de excelente qualidade. Pela determinação das resistências individuais ao fluxo de permeado, verificou-se que a mais importante delas é devida à camada de gel que se forma na superfície da membrana que passa a funcionar como uma segunda membrana. A análise sensorial do suco de maçã, elaborado a partir do concentrado estocado por 6 meses, sob refrigeração, comprovou a qualidade do produto / Abstract: Microporous asymmetric membranes were prepared using the technique of phase inversion from both pure PVDF (Polyvinylidene fluoride) and PVDF associated with other polymers such as PMMA (Polymethylmethacrylate), PVP (Polyvinylpyrrolidone) and PVAc (Polyvinylacetate). The effects of varying the conditions of preparation of the membranes were studied. Accentuated morphological and functional differences were shown to be produced with relatively small variations both in the composition of the polymeric solution and in the conditions used to prepare the membranes. The main techniques used to characterize the membranes were scanning electron microscopy, infrared spectroscopy, differential scanning calorimetry and permeability and retention assays. Membranes showing the best performances were used to clarify fruit juices, mainly apple juice, using a pilot-scale ultrafiltration unit. Permeate flow rates of the order of 170 Uhm2 were attained with PVDF/PVAc membranes at 50De, 2.0 Kgf/cm2 and a tangential velocity of 0.8 m/s. After cleaning and sanitization of the membrane, the flow rate returned to the initial values. All the clarified juices showed turbidity values below 2.0 NTU (Nephelos Turbidity Units) even after 6 months storage at room temperature. It was shown that the major factor causing resistance to permeate flow was the layer of gel forming at the filter surface during clarification. A sensory analysis of the apple juice, reconstituted after 6 months refrigerated storage in the concentrated form, demonstrated the high quality of the product / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Devido ao aumento do consumo de sucos de uva, o controle da qualidade é uma realidade em todos os países produtores e consumidores desse produto. A forma mais comum de adulteração é através da substituição por suco de maçã. As amostras adulteradas podem ser identificadas através de análises específicas, pois o suco de maçã possui alguns compostos que a uva não apresenta ou possui pequenas quantidades, como a florizina e o sorbitol. Portanto, métodos analíticos capazes de identificar a composição de sucos de uva e determinar sua autenticidade são necessários para garantir um controle eficaz da qualidade dos sucos de uva. Por esta razão, o presente trabalho teve como objetivo validar os métodos analíticos da florizina e do sorbitol para detectar adição de suco de maçã em suco de uva. Inicialmente, foram validados os métodos para análise de florizina e sorbitol, realizados em cromatografia líquida. Após a validação dos métodos, foram realizados testes de adições de suco de maçã das cultivares Gala e Fugi em sucos de uva das cultivares Concord, Isabel e Bordô, e, foram analisados sucos de uva e maçã comerciais. Todos os sucos de uva que apresentaram concentração elevada de sorbitol também apresentaram concentração elevada de florizina. Através dos resultados deste estudo, observou-se que os métodos da florizina e do sorbitol são eficazes para detectar a adição de suco de maçã em suco de uva. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-16T13:53:53Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Fernanda Rodrigues Spinelli.pdf: 1344721 bytes, checksum: 0bc678dfb56889bf18f2bec97cb8c74e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-16T13:53:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Fernanda Rodrigues Spinelli.pdf: 1344721 bytes, checksum: 0bc678dfb56889bf18f2bec97cb8c74e (MD5) / Due to the increased consumption of grape juice, quality control is a reality in every country producers and consumers of this product. The most common form of adulteration is by substitution with apple juice. The adulterated samples can be identified by specific analyzes, as apple juice has some compounds that the grape does not have or has in small amounts, as phlorizin and sorbitol. Therefore, analytical methods capable of identifying the composition of grape juices and determine its authenticity are needed to ensure effective control of the quality of the grape juices. For this reason, the present study aimed to validate the analytical methods of phlorizin and sorbitol to detect addition of apple juice in grape juice. Initially, the methods were validated for the analysis of phlorizin and sorbitol, carried out in liquid chromatography. After validation of the methods, tests were conducted additions of apple juice cultivars Gala and Fugi in grape juices from cultivars Concord, Isabel and Bordô, and were analyzed grape and apple commercial juices. All grape juices show that high concentrations of sorbitol also showed high concentration of phlorizin. Through this study, it was observed that the methods of phlorizin and sorbitol are effective to detect the addition of apple juice grape juice.

Devido ao aumento do consumo de sucos de uva, o controle da qualidade é uma realidade em todos os países produtores e consumidores desse produto. A forma mais comum de adulteração é através da substituição por suco de maçã. As amostras adulteradas podem ser identificadas através de análises específicas, pois o suco de maçã possui alguns compostos que a uva não apresenta ou possui pequenas quantidades, como a florizina e o sorbitol. Portanto, métodos analíticos capazes de identificar a composição de sucos de uva e determinar sua autenticidade são necessários para garantir um controle eficaz da qualidade dos sucos de uva. Por esta razão, o presente trabalho teve como objetivo validar os métodos analíticos da florizina e do sorbitol para detectar adição de suco de maçã em suco de uva. Inicialmente, foram validados os métodos para análise de florizina e sorbitol, realizados em cromatografia líquida. Após a validação dos métodos, foram realizados testes de adições de suco de maçã das cultivares Gala e Fugi em sucos de uva das cultivares Concord, Isabel e Bordô, e, foram analisados sucos de uva e maçã comerciais. Todos os sucos de uva que apresentaram concentração elevada de sorbitol também apresentaram concentração elevada de florizina. Através dos resultados deste estudo, observou-se que os métodos da florizina e do sorbitol são eficazes para detectar a adição de suco de maçã em suco de uva. / Due to the increased consumption of grape juice, quality control is a reality in every country producers and consumers of this product. The most common form of adulteration is by substitution with apple juice. The adulterated samples can be identified by specific analyzes, as apple juice has some compounds that the grape does not have or has in small amounts, as phlorizin and sorbitol. Therefore, analytical methods capable of identifying the composition of grape juices and determine its authenticity are needed to ensure effective control of the quality of the grape juices. For this reason, the present study aimed to validate the analytical methods of phlorizin and sorbitol to detect addition of apple juice in grape juice. Initially, the methods were validated for the analysis of phlorizin and sorbitol, carried out in liquid chromatography. After validation of the methods, tests were conducted additions of apple juice cultivars Gala and Fugi in grape juices from cultivars Concord, Isabel and Bordô, and were analyzed grape and apple commercial juices. All grape juices show that high concentrations of sorbitol also showed high concentration of phlorizin. Through this study, it was observed that the methods of phlorizin and sorbitol are effective to detect the addition of apple juice grape juice.

Significantes quantidades de maçãs produzidas no Rio Grande do Sul são usadas para a produção de suco destinado à exportação. As frutas que são utilizadas pela indústria são aquelas que não atingem o padrão exigido para o consumo in natura. Estas maçãs constituem fator de risco quanto à contaminação por fungos, que podem produzir micotoxinas, como a patulina. O Brasil não tem legislação que estabeleça níveis permitidos de patulina em alimentos. Mas muitos países têm adotado a recomendação do Codex Alimentarius que indica um nível máximo permitido de 50 μg/L de patulina em suco de maçã. Esse fato estimula países exportadores, como o Brasil, a pesquisar a qualidade micotoxicológica dos seus produtos, a fim de se tornarem competitivos no mercado internacional e de fornecerem alimentos seguros. Nesse contexto, os objetivos desse trabalho foram: (1) avaliar a contaminação fúngica de maçãs destinadas à produção de suco, bem como a possível presença de patulina nos sucos produzidos a partir destas frutas; (2) adaptar metodologicamente a técnica de cromatografia em camada delgada à quantificação de patulina em maçãs e sucos de maçã; (3) analisar os níveis de patulina nas fases do processamento de suco de maçã; e (4) pesquisar fungos termorresistentes nos sucos em estudo. As amostras de maçãs e de sucos foram fornecidas pela Golden Sucos Ltda de Farroupilha, RS. Penicillium expansum foi a espécie isolada predominantemente, sendo que 94,44% dos isolados pertencentes a esta espécie se mostraram produtores de patulina nas condições testadas. A prevalência de fungos produtores de patulina nas maçãs processadas resultou em altas concentrações da micotoxina nessas maçãs, variando entre 254,62 e 653,37 μg/kg e também nos sucos concentrados produzidos, com níveis de patulina nestes entre 56,04 e 231,44 μg/L. O método desenvolvido para extração e quantificação da patulina foi eficaz. O detector de carga acoplada forneceu boa sensibilidade, precisão, linearidade e recuperação para a determinação quantitativa de patulina. Todos os estágios do processamento do suco contribuíram para a redução dos níveis de patulina. Desde a maçã até o suco a redução foi de 75,2%. A presença de Byssochlamys nivea em uma das amostras de suco indica que a patulina poderia ser produzida por este fungo durante o armazenamento. / Significant amounts of apples produced in the state of Rio Grande do Sul, Brazil, are used to juice production destined to exportation. Fruits used by the industry show some defects and are not accepted for fresh consumption. These apples are a risk factor considering the contamination by fungus, which can produce mycotoxins, such as patulin. Brazil does not have legislation for patulin in food. But many countries have adopted the recommendation of the Codex Alimentarius, which indicates a maximum permitted level of 50 μg/L of patulin in apple juice. This concern stimulates exporting countries, like Brazil, in the research of mycotoxigenic quality of apples and by-products, to become competitive and provide safe foods. In this context, the objectives of this work were (1) evaluate mould contamination of apples used to juice production and possible presence of patulin in apples; (2) methodologically adapt the thin-layer chromatographic technique for quantification of patulin in apples and apple juice; (3) analyze patulin levels in some processing stages of apple juice production; and (4) investigate heat-resistant moulds in juices. The apples and juice samples were obtained from Golden Sucos Ltda, located in Farroupilha city, in Rio Grande do Sul state, Brazil. Penicillium expansum was the most frequently isolated fungus, among these isolates, 94.44% were able to produce patulin under the tested conditions. The prevalence of patulin-producing fungi in apples resulted in high patulin levels in these apples, ranging from 254.62 to 653.37 μg/Kg and in juices ranging from 56.04 to 231.44 μg/L. The method developed to patulin extraction and quantification was effective. The charged coupled device imaging system provides good sensitivity, precision and linearity for the quantitative determination of patulin. All stages of apple juice production contributed to patulin reduction. The overall loss of patulin through processing from apple to apple juice was 75.2%. The presence of Byssochlamys nivea in a juice sample indicates that this fungus could produce patulin during storage.

Significantes quantidades de maçãs produzidas no Rio Grande do Sul são usadas para a produção de suco destinado à exportação. As frutas que são utilizadas pela indústria são aquelas que não atingem o padrão exigido para o consumo in natura. Estas maçãs constituem fator de risco quanto à contaminação por fungos, que podem produzir micotoxinas, como a patulina. O Brasil não tem legislação que estabeleça níveis permitidos de patulina em alimentos. Mas muitos países têm adotado a recomendação do Codex Alimentarius que indica um nível máximo permitido de 50 μg/L de patulina em suco de maçã. Esse fato estimula países exportadores, como o Brasil, a pesquisar a qualidade micotoxicológica dos seus produtos, a fim de se tornarem competitivos no mercado internacional e de fornecerem alimentos seguros. Nesse contexto, os objetivos desse trabalho foram: (1) avaliar a contaminação fúngica de maçãs destinadas à produção de suco, bem como a possível presença de patulina nos sucos produzidos a partir destas frutas; (2) adaptar metodologicamente a técnica de cromatografia em camada delgada à quantificação de patulina em maçãs e sucos de maçã; (3) analisar os níveis de patulina nas fases do processamento de suco de maçã; e (4) pesquisar fungos termorresistentes nos sucos em estudo. As amostras de maçãs e de sucos foram fornecidas pela Golden Sucos Ltda de Farroupilha, RS. Penicillium expansum foi a espécie isolada predominantemente, sendo que 94,44% dos isolados pertencentes a esta espécie se mostraram produtores de patulina nas condições testadas. A prevalência de fungos produtores de patulina nas maçãs processadas resultou em altas concentrações da micotoxina nessas maçãs, variando entre 254,62 e 653,37 μg/kg e também nos sucos concentrados produzidos, com níveis de patulina nestes entre 56,04 e 231,44 μg/L. O método desenvolvido para extração e quantificação da patulina foi eficaz. O detector de carga acoplada forneceu boa sensibilidade, precisão, linearidade e recuperação para a determinação quantitativa de patulina. Todos os estágios do processamento do suco contribuíram para a redução dos níveis de patulina. Desde a maçã até o suco a redução foi de 75,2%. A presença de Byssochlamys nivea em uma das amostras de suco indica que a patulina poderia ser produzida por este fungo durante o armazenamento. / Significant amounts of apples produced in the state of Rio Grande do Sul, Brazil, are used to juice production destined to exportation. Fruits used by the industry show some defects and are not accepted for fresh consumption. These apples are a risk factor considering the contamination by fungus, which can produce mycotoxins, such as patulin. Brazil does not have legislation for patulin in food. But many countries have adopted the recommendation of the Codex Alimentarius, which indicates a maximum permitted level of 50 μg/L of patulin in apple juice. This concern stimulates exporting countries, like Brazil, in the research of mycotoxigenic quality of apples and by-products, to become competitive and provide safe foods. In this context, the objectives of this work were (1) evaluate mould contamination of apples used to juice production and possible presence of patulin in apples; (2) methodologically adapt the thin-layer chromatographic technique for quantification of patulin in apples and apple juice; (3) analyze patulin levels in some processing stages of apple juice production; and (4) investigate heat-resistant moulds in juices. The apples and juice samples were obtained from Golden Sucos Ltda, located in Farroupilha city, in Rio Grande do Sul state, Brazil. Penicillium expansum was the most frequently isolated fungus, among these isolates, 94.44% were able to produce patulin under the tested conditions. The prevalence of patulin-producing fungi in apples resulted in high patulin levels in these apples, ranging from 254.62 to 653.37 μg/Kg and in juices ranging from 56.04 to 231.44 μg/L. The method developed to patulin extraction and quantification was effective. The charged coupled device imaging system provides good sensitivity, precision and linearity for the quantitative determination of patulin. All stages of apple juice production contributed to patulin reduction. The overall loss of patulin through processing from apple to apple juice was 75.2%. The presence of Byssochlamys nivea in a juice sample indicates that this fungus could produce patulin during storage.

O desenvolvimento de novas tecnologias para o tratamento de efluentes contendo corantes tem sido alvo de grande interesse nos últimos anos, devido ao aumento da conscientização acerca da preservação ambiental, além da rigidez da legislação específica. Neste contexto, a adsorção tem se mostrado uma técnica bastante promissora para a remoção de cor, uma vez que apresenta custo relativamente baixo, além de possuir apreciável eficiência. Considerando os aspectos mencionados, este trabalho teve por objetivo avaliar a capacidade adsorvente de um resíduo sólido proveniente da indústria de suco de maçã na remoção do corante catiônico azul de metileno em meio aquoso. Após sua coleta e preparação, o bagaço de maçã foi caracterizado por meio de várias técnicas, como análise elementar, espectroscopia no infravermelho com Transformada de Fourier, espectroscopia de ressonância magnética nuclear de carbono-13 no estado sólido, análise termogravimétrica e microscopia eletrônica de varredura. A área superficial específica, bem como o diâmetro médio das partículas e o pH no ponto de carga zero foram igualmente determinados. Após a caracterização, a capacidade de adsorção do bagaço de maçã foi investigada em sistema de batelada. A concentração de corante remanescente em todos os experimentos de adsorção foi estimada por meio de uma curva de calibração, utilizando-se a técnica de espectroscopia de absorção molecular na região do visível. Além disso, a influência de parâmetros experimentais, tais como concentração inicial do corante, massa de adsorvente, pH do meio, velocidade de agitação do sistema e temperatura, foi avaliada por meio da execução de planejamento fatorial. Com relação ao equilíbrio de adsorção, foi verificado que a isoterma de Langmuir foi a que melhor se ajustou aos resultados experimentais em todas as temperaturas avaliadas, apresentando valores para a constante de Langmuir (KL) e para a capacidade máxima de adsorção (qm) nas faixas 0,0951 a 0,1122 L mg-1 e 97,60 a 133,15 mg g-1, respectivamente. Do ponto de vista termodinâmico, os resultados revelaram um processo físico e espontâneo, com valores de ΔG°ads menores do que -0,59 kJ mol-1, enquanto que ΔH°ads e ΔS°ads resultaram em -19,84 kJ mol-1 e -62,72 J mol-1 K-1, respectivamente. No que se refere à cinética de adsorção, o modelo de pseudossegunda ordem foi o que melhor descreveu o processo. O estudo dos mecanismos de transferência de massa demonstrou que o processo de adsorção é controlado tanto pela difusão no filme estagnado que recobre as partículas, quanto pela difusão intrapartícula no interior dos poros das mesmas para a maior parte das condições de processo verificadas. Os valores para o coeficiente de transferência de massa através do filme estagnado (kf) situaram-se na faixa de 0,57 × 10-6 a 3,13 × 10-5 m min-1, enquanto que a constante de velocidade de difusão intrapartícula (kint) ficou compreendida entre 4,43 e 9,81 mg g-1 min-1. Por fim, o bagaço de maçã mostrou ser um bom adsorvente para a remoção do corante catiônico azul de metileno, podendo ser reutilizado em mais de um ciclo de remoção, sem perdas significativas de propriedades após o processo de regeneração utilizando etanol como solvente. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2016-07-22T19:21:35Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Luis Rafael Bonetto.pdf: 3625274 bytes, checksum: b586378c3ea99b12edd36246954da943 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-22T19:21:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Luis Rafael Bonetto.pdf: 3625274 bytes, checksum: b586378c3ea99b12edd36246954da943 (MD5) Previous issue date: 2016-07-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES. / The development of new technologies for the treatment of wastewater containing dyes has generated a great interest in recent years, due to increase awareness about environmental preservation, in addition to the rigidity of specific legislation. In this sense, the adsorption has been a promising technique for color removal, once it offers relatively low-cost, besides to be endowed appreciable efficiency. Considering the mentioned aspects, this study aimed to evaluate the adsorption capacity of a solid agro-industrial waste from apple juice industry (pomace) in the removal of methylene blue cationic dye in aqueous medium. After its collection and preparation, the biomass was characterized by means of several techniques, including elemental analysis, Fourier transform infrared spectroscopy, solid-state 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy, thermogravimetric analysis and scanning electron microscopy. The specific surface area, as well as the average diameter of the particles and the pH at the point of zero charge were also determined. After characterization, the adsorption capacity of the apple pomace was investigated in a batch system. The concentration of dye in all remaining adsorption experiments was estimated using a calibration curve by means of molecular absorption spectroscopy in the visible region. Furthermore, the influence of experimental parameters such as initial dye concentration, adsorbent amount, pH of the medium, stirring rate of the system and temperature were also evaluated by a factorial design. Concerning the adsorption equilibrium, the Langmuir isotherm provided the best fit for the experimental data for all temperature evaluated, with values for the Langmuir constant (KL) and maximum adsorption capacity (qm) situated in the ranges from 0.0951 to 0.1122 L mg-¹ and 97.60 to 133.15 mg g-¹, respectively. From the thermodynamic point of view, the results revealed a physical and spontaneous adsorption process, with values lower than -0.59 kJ mol-1 for ΔG°ads, while ΔH°ads and ΔS°ads resulted in -19.84 kJ mol-1 and -62.72 J mol-1 K-1, respectively. The adsorption kinetics was better described using a pseudo-second-order model. Studies on the mechanisms of mass transfer have shown that the adsorption process is controlled by either diffusion on the stagnant film that covering the particles and intraparticle diffusion inside particle porous in the most part of experimental conditions tested. The values of stagnant film mass transfer coefficient (kf) lie within 0.57 × 10-6 to 3.13 × 10-5 m min-1 range, while intraparticle diffusion rate constant (kint) remained between 4.43 and 9.81 mg g-1 min-1. Finally, the apple pomace shown to be a suitable adsorbent for the removal of methylene blue cationic dye and can be reused for several adsorption cycles without significant properties losses after the regeneration process using ethanol as a solvent.

Significantes quantidades de maçãs produzidas no Rio Grande do Sul são usadas para a produção de suco destinado à exportação. As frutas que são utilizadas pela indústria são aquelas que não atingem o padrão exigido para o consumo in natura. Estas maçãs constituem fator de risco quanto à contaminação por fungos, que podem produzir micotoxinas, como a patulina. O Brasil não tem legislação que estabeleça níveis permitidos de patulina em alimentos. Mas muitos países têm adotado a recomendação do Codex Alimentarius que indica um nível máximo permitido de 50 μg/L de patulina em suco de maçã. Esse fato estimula países exportadores, como o Brasil, a pesquisar a qualidade micotoxicológica dos seus produtos, a fim de se tornarem competitivos no mercado internacional e de fornecerem alimentos seguros. Nesse contexto, os objetivos desse trabalho foram: (1) avaliar a contaminação fúngica de maçãs destinadas à produção de suco, bem como a possível presença de patulina nos sucos produzidos a partir destas frutas; (2) adaptar metodologicamente a técnica de cromatografia em camada delgada à quantificação de patulina em maçãs e sucos de maçã; (3) analisar os níveis de patulina nas fases do processamento de suco de maçã; e (4) pesquisar fungos termorresistentes nos sucos em estudo. As amostras de maçãs e de sucos foram fornecidas pela Golden Sucos Ltda de Farroupilha, RS. Penicillium expansum foi a espécie isolada predominantemente, sendo que 94,44% dos isolados pertencentes a esta espécie se mostraram produtores de patulina nas condições testadas. A prevalência de fungos produtores de patulina nas maçãs processadas resultou em altas concentrações da micotoxina nessas maçãs, variando entre 254,62 e 653,37 μg/kg e também nos sucos concentrados produzidos, com níveis de patulina nestes entre 56,04 e 231,44 μg/L. O método desenvolvido para extração e quantificação da patulina foi eficaz. O detector de carga acoplada forneceu boa sensibilidade, precisão, linearidade e recuperação para a determinação quantitativa de patulina. Todos os estágios do processamento do suco contribuíram para a redução dos níveis de patulina. Desde a maçã até o suco a redução foi de 75,2%. A presença de Byssochlamys nivea em uma das amostras de suco indica que a patulina poderia ser produzida por este fungo durante o armazenamento. / Significant amounts of apples produced in the state of Rio Grande do Sul, Brazil, are used to juice production destined to exportation. Fruits used by the industry show some defects and are not accepted for fresh consumption. These apples are a risk factor considering the contamination by fungus, which can produce mycotoxins, such as patulin. Brazil does not have legislation for patulin in food. But many countries have adopted the recommendation of the Codex Alimentarius, which indicates a maximum permitted level of 50 μg/L of patulin in apple juice. This concern stimulates exporting countries, like Brazil, in the research of mycotoxigenic quality of apples and by-products, to become competitive and provide safe foods. In this context, the objectives of this work were (1) evaluate mould contamination of apples used to juice production and possible presence of patulin in apples; (2) methodologically adapt the thin-layer chromatographic technique for quantification of patulin in apples and apple juice; (3) analyze patulin levels in some processing stages of apple juice production; and (4) investigate heat-resistant moulds in juices. The apples and juice samples were obtained from Golden Sucos Ltda, located in Farroupilha city, in Rio Grande do Sul state, Brazil. Penicillium expansum was the most frequently isolated fungus, among these isolates, 94.44% were able to produce patulin under the tested conditions. The prevalence of patulin-producing fungi in apples resulted in high patulin levels in these apples, ranging from 254.62 to 653.37 μg/Kg and in juices ranging from 56.04 to 231.44 μg/L. The method developed to patulin extraction and quantification was effective. The charged coupled device imaging system provides good sensitivity, precision and linearity for the quantitative determination of patulin. All stages of apple juice production contributed to patulin reduction. The overall loss of patulin through processing from apple to apple juice was 75.2%. The presence of Byssochlamys nivea in a juice sample indicates that this fungus could produce patulin during storage.

O desenvolvimento de novas tecnologias para o tratamento de efluentes contendo corantes tem sido alvo de grande interesse nos últimos anos, devido ao aumento da conscientização acerca da preservação ambiental, além da rigidez da legislação específica. Neste contexto, a adsorção tem se mostrado uma técnica bastante promissora para a remoção de cor, uma vez que apresenta custo relativamente baixo, além de possuir apreciável eficiência. Considerando os aspectos mencionados, este trabalho teve por objetivo avaliar a capacidade adsorvente de um resíduo sólido proveniente da indústria de suco de maçã na remoção do corante catiônico azul de metileno em meio aquoso. Após sua coleta e preparação, o bagaço de maçã foi caracterizado por meio de várias técnicas, como análise elementar, espectroscopia no infravermelho com Transformada de Fourier, espectroscopia de ressonância magnética nuclear de carbono-13 no estado sólido, análise termogravimétrica e microscopia eletrônica de varredura. A área superficial específica, bem como o diâmetro médio das partículas e o pH no ponto de carga zero foram igualmente determinados. Após a caracterização, a capacidade de adsorção do bagaço de maçã foi investigada em sistema de batelada. A concentração de corante remanescente em todos os experimentos de adsorção foi estimada por meio de uma curva de calibração, utilizando-se a técnica de espectroscopia de absorção molecular na região do visível. Além disso, a influência de parâmetros experimentais, tais como concentração inicial do corante, massa de adsorvente, pH do meio, velocidade de agitação do sistema e temperatura, foi avaliada por meio da execução de planejamento fatorial. Com relação ao equilíbrio de adsorção, foi verificado que a isoterma de Langmuir foi a que melhor se ajustou aos resultados experimentais em todas as temperaturas avaliadas, apresentando valores para a constante de Langmuir (KL) e para a capacidade máxima de adsorção (qm) nas faixas 0,0951 a 0,1122 L mg-1 e 97,60 a 133,15 mg g-1, respectivamente. Do ponto de vista termodinâmico, os resultados revelaram um processo físico e espontâneo, com valores de ΔG°ads menores do que -0,59 kJ mol-1, enquanto que ΔH°ads e ΔS°ads resultaram em -19,84 kJ mol-1 e -62,72 J mol-1 K-1, respectivamente. No que se refere à cinética de adsorção, o modelo de pseudossegunda ordem foi o que melhor descreveu o processo. O estudo dos mecanismos de transferência de massa demonstrou que o processo de adsorção é controlado tanto pela difusão no filme estagnado que recobre as partículas, quanto pela difusão intrapartícula no interior dos poros das mesmas para a maior parte das condições de processo verificadas. Os valores para o coeficiente de transferência de massa através do filme estagnado (kf) situaram-se na faixa de 0,57 × 10-6 a 3,13 × 10-5 m min-1, enquanto que a constante de velocidade de difusão intrapartícula (kint) ficou compreendida entre 4,43 e 9,81 mg g-1 min-1. Por fim, o bagaço de maçã mostrou ser um bom adsorvente para a remoção do corante catiônico azul de metileno, podendo ser reutilizado em mais de um ciclo de remoção, sem perdas significativas de propriedades após o processo de regeneração utilizando etanol como solvente. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES. / The development of new technologies for the treatment of wastewater containing dyes has generated a great interest in recent years, due to increase awareness about environmental preservation, in addition to the rigidity of specific legislation. In this sense, the adsorption has been a promising technique for color removal, once it offers relatively low-cost, besides to be endowed appreciable efficiency. Considering the mentioned aspects, this study aimed to evaluate the adsorption capacity of a solid agro-industrial waste from apple juice industry (pomace) in the removal of methylene blue cationic dye in aqueous medium. After its collection and preparation, the biomass was characterized by means of several techniques, including elemental analysis, Fourier transform infrared spectroscopy, solid-state 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy, thermogravimetric analysis and scanning electron microscopy. The specific surface area, as well as the average diameter of the particles and the pH at the point of zero charge were also determined. After characterization, the adsorption capacity of the apple pomace was investigated in a batch system. The concentration of dye in all remaining adsorption experiments was estimated using a calibration curve by means of molecular absorption spectroscopy in the visible region. Furthermore, the influence of experimental parameters such as initial dye concentration, adsorbent amount, pH of the medium, stirring rate of the system and temperature were also evaluated by a factorial design. Concerning the adsorption equilibrium, the Langmuir isotherm provided the best fit for the experimental data for all temperature evaluated, with values for the Langmuir constant (KL) and maximum adsorption capacity (qm) situated in the ranges from 0.0951 to 0.1122 L mg-¹ and 97.60 to 133.15 mg g-¹, respectively. From the thermodynamic point of view, the results revealed a physical and spontaneous adsorption process, with values lower than -0.59 kJ mol-1 for ΔG°ads, while ΔH°ads and ΔS°ads resulted in -19.84 kJ mol-1 and -62.72 J mol-1 K-1, respectively. The adsorption kinetics was better described using a pseudo-second-order model. Studies on the mechanisms of mass transfer have shown that the adsorption process is controlled by either diffusion on the stagnant film that covering the particles and intraparticle diffusion inside particle porous in the most part of experimental conditions tested. The values of stagnant film mass transfer coefficient (kf) lie within 0.57 × 10-6 to 3.13 × 10-5 m min-1 range, while intraparticle diffusion rate constant (kint) remained between 4.43 and 9.81 mg g-1 min-1. Finally, the apple pomace shown to be a suitable adsorbent for the removal of methylene blue cationic dye and can be reused for several adsorption cycles without significant properties losses after the regeneration process using ethanol as a solvent.

Orientadores: Pilar Rodriguez de Massaguer, Amauri Rosenthal / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T21:56:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sant'Ana_AndersondeSouza_M.pdf: 2935543 bytes, checksum: 8836bcdf5bfa2652ee4e277718b808dc (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A patulina é uma micotoxina produzida por fungos pertencentes aos gêneros Penicillium, Aspergillus e Byssochlamys. Penicillium expansum se destaca por ser potencial produtor de patulina nas maçãs, enquanto Byssochlamys nivea e B.fulva se destacam pela potencial produção desta micotoxina em sucos de maçãs pasteurizados. À patulina tem sido atribuídos diversos efeitos agudos e crônicos adversos à saúde humana. No presente estudo determinou-se quantitativamente o risco dos níveis de patulina no suco de maçã ultrapassar o limite de 50ppb estabelecido pela Organização Mundial de Saúde (OMS) e a probabilidade de produção da patulina por bolores termoresistentes sobreviventes à pasteurização do produto. Para isto, i) avaliou-se a ocorrência de bolores termoresistentes e patulina em amostras pertencentes à 5 diferentes lotes de suco de maçã provenientes de uma unidade produtora localizada no sudeste do Brasil; ii) avaliou-se a capacidade de produção da patulina por cepas de B.fulva (IOC 4518) e B.nivea (ATCC 24008 e FRR 4421) em suco de maçã armazenado à 21ºC e à 30ºC (consideradas temperaturas médias anuais das regiões tropicais e subtropicais do Brasil); iii) determinou-se a cepa Byssochlamys produtora de patulina mais termoresistente dentre as três estudadas, em suco de maçã; iv) determinou-se a resistência térmica através do método dos tubos TDT (thermal death tubes) da cepa mais termoresistente; v) Estabeleceu-se o efeito da pasteurização em sistema contínuo (UHT), simulando as condições industriais, sobre a cepa de Byssochlamys spp mais termoresistente produtora de patulina; vi) determinou-se a probabilidade de produção de patulina pela cepa mais termoresistente produtora de patulina em suco clarificado de maçã variando-se a temperatura de estocagem (21ºC e 30ºC), com carga remanescente pós-processo de 10º e 101 esporos / 100 mL e vii) determinou-se quantitativamente o risco da patulina em suco clarificado de maçã a partir de 15 cenários que relacionados a diferentes cargas de esporos sobreviventes e temperatura de estocagem do suco pós-pasteurização, utilizando-se a modelagem de Monte Carlo, feita através do software @RISK versão 4.5 for students com 1 simulação e 10000 iterações. Os resultados revelaram que a ocorrência de bolores termoresistentes nas amostras de suco de maçã é baixa (<10ºesporos/100mL), com a cepa isolada de (Aspergillus carneus ¿ IOC 4519) não sendo confirmada como um bolor termoresistente. As três cepas estudadas (B.nivea FRR 4421, B.nivea ATCC 24008 e B.fulva IOC 4518) foram capazes de produzir a patulina em concentrações que dependeram da carga de esporos inoculada no suco de maçã, temperatura de estocagem e material de embalagem. B.fulva IOC 4518 foi determinada como a cepa mais termoresistente, sobrevivendo ao choque térmico de 95ºC por 5 min. Valores D* à 85ºC, 90ºC, 92ºC e 95ºC iguais a 64,58 min; 16,68 min; 6,31 min e 3,10 min, respectivamente foram obtidos, enquanto o valor Z foi igual a 7,4ºC. O processo de pasteurização do suco de maçã na unidade Microthermics mostrou que há variabilidade com relação ao número de reduções causadas pelo processo equivalente ao industrial quando variações na temperatura de processo da ordem de até 1ºC são observadas. Maiores probabilidades de crescimento de B.fulva IOC 4518 e maior extensão da deterioração no suco de maçã estão relacionadas ao aumento da carga de esporos sobreviventes e temperatura de estocagem pós-processo. A produção de patulina por B.fulva IOC 4518 é influenciada principalmente pela temperatura de estocagem quando a carga de sobreviventes é elevada (101esporos/100mL), com maiores quantidades da micotoxina sendo produzidas à 30ºC do que à 21ºC. Através do modelo de risco para o suco de maçã e patulina pôde-se concluir que a etapa de recepção é sempre a que mais impactou para que níveis elevados de patulina estejam presentes nos sucos de maçã. Mas, a etapa de estocagem após a pasteurização quando há bolores termoresistentes sobreviventes, foi a responsável pelas maiores concentrações finais de patulina, à medida que se aumentava o tempo de estocagem. As etapas de lavagem, filtração e seleção das frutas, respectivamente, são as responsáveis pela redução nos níveis de patulina durante o processamento do suco, enquanto a pasteurização em virtude da elevada resistência térmica desta micotoxina praticamente não apresenta efeito algum para redução dos níveis da micotoxina no produto final. Após 10000 iterações, dentre os 15 cenários avaliados, somente nos de número 1 (sem sobreviventes à pasteurização e concentração de patulina na matéria-prima na faixa baixa), 2 (sem sobreviventes à pasteurização e concentração de patulina na matéria-prima na faixa média), 4 (10ºesporos/100mL de B.fulva IOC 4518 sobreviventes à pasteurização, com temperatura de estocagem de 21ºC e concentração de patulina na matéria-prima na faixa baixa) e 7 (10ºesporos/100mL de B.fulva IOC 4518 sobreviventes à pasteurização, com temperatura de estocagem de 30ºC e concentração de patulina na matéria-prima na faixa baixa) o limite de 50ppb de patulina não seria ultrapassado para nenhuma das iterações, considerando-se valores médios e máximos da concentração final desta micotoxina. A distribuição da concentração de patulina no produto final se ajustou às distribuições do tipo Betageneral, Lognormal e Inversa Gaussiana dependendo da concentração de patulina na recepção das frutas, com a média e a maior parte dos dados se concentrando à esquerda / Abstract: Patulin is a mycotoxin produced by some species from Penicillium, Aspergillus and Byssochlamys ssp genera. Penicillium expansum are known by their potential to produce patulin in apples, while Byssochlamys nivea and B.fulva are recognized by its potential to produce this micotoxin in pasteurized apple juice. Several acute and chronic effects to human health have been attributed to patulin. This study has quantitatively assessed the risk of levels of patulin to exceed the level established by The World Health Organization ¿ WHO (50ppb) and also was determined the probability of patulin being produced by heat-resistant mold which survived the apple juice pasteurization. Therefore, the following items have been analyzed: i) it was evaluated the occurrence of heat resistant mold and patulin in samples belonging to 5 different lots of apple juice from a factory located in the southeast of Brazil; ii) the ability of patulin production by the strains of B.fulva (IOC 4518) and B.nivea (ATCC 24008 and FRR 4421) in apple juice stored at 21°C and 30°C (these are average year temperature in the tropical and subtropical regions of Brazil); iii) it was determined which of the three patulin producer strains, B. fulva and/or B.nivea, was the most heat resistant in apple juice; iv) it was determined the heat resistance (D and Z values) of the most heat resistant patulin producer strain of Byssochlamys using thermal death tubes (TDT); v) the effect of the continuous pasteurization system (UHT), simulating the industrial conditions, has been established over the most heat resistant and patulin producer strain of Byssochlamys spp; vi) the probability of producing patulin by the most heat resistant strain in clarified apple juice stored at 21°C and 30°C with a survival level post pasteurization process of 10º e 101 spores/100 mL, has also been established. vii) it has been quantitatively assessed the risk of patulin in clarified apple juice using Monte Carlo simulation, with @Risk software for students (version 4.5). The simulation was carried out with 10000 iterations. The results showed that the occurrence of heat resistant mold in the apple juice samples examined was low (<10ºesporos/100mL), with the strain Aspergillus carneus ¿ IOC 4519 isolated not confirming their heat resistance. The three mold strains studied (B.nivea FRR 4421, B.nivea ATCC 24008 and B.fulva IOC 4518) were able to produce patulin in concentrations that were dependent of spore inocula in apple juice, storage temperature and package type. B.fulva IOC 4518 was determined as the most heat resistant strain, surviving to heat shock at 95ºC/5 min. D* values at 85ºC, 90ºC, 92ºC and 95ºC of 64,58 min; 16,68 min; 6,31 min and 3,10 min, respectively were obtained, while z value was of 7.4ºC. The apple juice pasteurization process applied in a Microthermics pilot plant showed variability related to the number of decimal reductions caused by the equivalent process when temperature variations were near 1ºC. Higher growth probabilities for B.fulva IOC 4518 and higher extension of spoilage of apple juice are related to the increase of survival spore level and to storage temperature pos-pasteurization. The patulin production by B.fulva IOC 4518 was mainly influenced by storage temperature when survival spores level is elevated (101spores/100mL), with the higher quantities of this mycotoxin being produced at 30ºC than 21ºC. The risk assessment model for the apple juice and patulin showed that fruit reception is always the step that more impacted to higher levels of patulin being found in apple juices. However, storage step after pasteurization, when there are heat resistant survivors was responsible for the higher final concentrations, when the storage time increased. Fruit washing, juice filtration and fruit selection, respectively, are the main responsible steps to reduce patulin levels during apple juice processing, while juice pasteurization due to high heat resistance of patulin practically does not presents effects on mycotoxin reduction in the final product. After 10000 iterations, among the 15 scenarios evaluated, only in the scenario number 1 (without mold survival to pasteurization and with low level of patulin concentration in fruits), 2 (without mold survival to pasteurization and with medium level of patulin concentration in fruits), 4 (10º/100mL of B.fulva IOC 4518 spores survival to pasteurization, with storage temperature at 21ºC and low level of patulin in fruits) and 7 (10º/100mL of B.fulva IOC 4518 spores survival to pasteurization, with storage temperature at 30ºC and low level of patulin in fruits) the limit of 50ppb of patulin would not be exceeded for any of iterations, considering medium and maximum values of the final quantity of this mycotoxin. The final distribuition of patulin concentration in apple juice best fitted to Betageneral, Lognormal and Inverse Gaussian depending on the concentration on fruit reception, with the mean and the most part of data skewed to the left / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Orientador: Pilar Rodriguez de Massaguer / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-04T11:48:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LueraPena_WilmerEdgard_D.pdf: 1783533 bytes, checksum: 59fcd5288937a1e607c7124e74e4aef5 (MD5) Previous issue date: 2005 / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutor em Ciência de Alimentos