Orientador: Daniel Barrera-Arellano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-15T04:26:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_JuliceDutra_M.pdf: 4059439 bytes, checksum: 28428ec58afcd84da3b0d3863f3e1f0e (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A cera de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) obtida da torta de filtro, um subproduto da indústria de açúcar e álcool, tem despertado grande interesse devido ao grande potencial de aplicação em diversos segmentos industriais, incluindo a indústria farmacêutica. O Brasil é o maior produtor de cana e maior exportador de açúcar do mundo, o que o torna um potencial produtor de cera de cana dado o grande volume de torta de filtro disponível. A cera de cana é composta de uma mistura de ésteres de cera, triacilgliceróis, esteróis, ácidos e álcoois graxos de cadeia longa, apresentando alto ponto de fusão e composição química extremamente complexa, o que dificulta seu manuseio e análise. É uma fonte de ácidos graxos alifáticos primários de cadeia longa, os quais têm apresentado efeitos antiplaquetários, antitrombóticos e de redução do colesterol sanguíneo, comprovados através de diversos estudos realizados em animais e humanos. Neste trabalho foi estudada a obtenção de um Concentrado de Ácidos Graxos de Cadeia Longa (CAGCL), denominado D-003, através de um processo simplificado contendo 3 etapas: saponificação da cera, extração com etanol anidro a quente e acidulação dos sais de ácidos graxos para obtenção do concentrado. Foram avaliados o rendimento e pureza dos concentrados obtidos e estes derivatizados por três metodologias distintas para posterior análise cromatográfica. Houve variações nos resultados entre as metodologias de derivatização utilizadas, porém pôde-se ter uma noção da faixa de concentração de ácidos e álcoois presentes nos concentrados estudados. Os CAGCL apresentaram rendimento, em massa, ao redor de 40% em relação à cera clarificada e purificada. O concentrado que apresentou maior teor de ácidos graxos (38,9%) foi extraído 3 vezes com etanol à quente, utilizando relação cera saponificada:etanol 1:5-1:3-1:3 (p/v). A obtenção do CAGCL utilizando o processo simplificado proposto é viável tecnicamente, com pureza dependente da quantidade de extrações e volume de etanol empregado. Para a correta e segura quantificação dos concentrados de ácidos graxos é indispensável o desenvolvimento de uma metodologia analítica para este tipo de amostra / Abstract: The sugar cane (Saccharum officinarum L.) wax obtained from filter cake, a byproduct of the sugar and alcohol industries, has attracted great interest due to the large potential for application in various industrial sectors, including the pharmaceutical industry. Brazil is the largest sugar cane producer and sugar exporting country in the world, making it a potential sugar cane wax producer due to the large volume of filter cake available. Sugar cane wax is composed of a mixture of wax esters, triacylglycerols, sterols, long chain fatty acids and alcohols with a high melting point and extremely complex chemical composition, making handling and analysis difficult. It is a source of long-chain aliphatic primary fatty acids which have shown anti-platelet effects, anti-thrombotic and cholesterollowering effects, demonstrated by several studies in animals and humans. This research was conducted to obtain long chain fatty acids concentrate (LCFAC), called D-003, through a simplified process involving three steps: saponification of the wax; extraction with hot anhydrous ethanol and acidulation of fatty acids salts. The yield and purity of the concentrates were evaluated using three different derivatization methods before gas chromatographic analysis. Differences between the methods were detected, but the range of these results provides a prediction of the concentration range of acids and alcohols present in the concentrates. The LCFAC had yield around 40% in comparison to the clarified and purified wax. The concentrate with the highest fatty acids content (38.9%) was extracted 3 times with hot ethanol, using the proportion of saponified wax: ethanol 1:5-1:3-1:3 (w/v). LCFAC using the simplified process proposed is technically viable, but purity depends on the amount of extraction and volume of ethanol used. For the accuracy and safe measurement of concentrated fatty acids the development of an analytical methodology appropriate for this kind of sample is essential / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Daniel Barrera Arellano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-17T11:52:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_RaquelSilveiraPorto_M.pdf: 986495 bytes, checksum: d352a370cc01760bd026619e000bddd8 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O óleo de cera de cana-de-açúcar constitui 25% da cera bruta. O aproveitamento da fração óleo representa uma necessidade urgente que garanta o destino deste material e sua valorização, pois se trata da fração menos nobre e de menor valor agregado em relação às frações contidas na cera. O programa de biocombustíveis brasileiro requer grandes quantidades de óleos para a produção de biodiesel. A proposta deste trabalho foi estudar a viabilidade em transformar o óleo de cera de cana-de-açúcar em ésteres etílicos (Biodiesel) através de uma catálise ácida. Este estudo envolveu as etapas de caracterização do óleo de cera de cana-de-açúcar, reação de esterificação, otimização da reação de esterificação pelo monitoramento da redução da acidez, tentativa de determinação dos ésteres etílicos e a investigação de outros componentes lipídicos presentes no óleo de cera de cana-de-açúcar que poderiam ter efeito na eficiência da reação de esterificação. O óleo apresentou como principais ácidos graxos, os ácidos palmítico (31,8%), linolênico (28,7%), linoléico e oléico (21,2%) e triacontanóico (7,8%). Os monoacilgliceróis e os ácidos graxos livres são predominantes neste material, representando juntos 66,6% das classes lipídicas. Após a reação de esterificação, utilizaram-se as técnicas de RMN-1H, ésteres etílicos totais e famílias de lipídios por CG além de espectroscopia por infravermelho para determinação dos ésteres etílicos totais, porém sem resultados positivos. A técnica de espectrometria de massa (ESI-MS e ESI-FT-MS) revelou a existência de componentes lipídicos oxidados, além de outros não identificados no óleo de cera de cana-de-açúcar. Os resultados indicam que o óleo de cera de cana-de-açúcar é uma amostra complexa, altamente hidrolisada, de insaturação média, mas com baixa estabilidade oxidativa, indicativo, portanto, de uma matéria-prima inadequada para a produção de biodiesel. A determinação de ésteres etílicos totais em óleo de cera de cana-de-açúcar após esterificação pelas três metodologias testadas mostrou-se ineficiente, sendo necessária a revisão das técnicas para contar com um método confiável para esta determinação neste tipo de amostra / Abstract: Sugar cane wax oil makes up 25% of crude wax. The exploitation of the oil fraction represents an urgent need to ensure a destination for this material and its valorization, for it is the less noble and less valuable fraction contained in the wax. The Brazilian biofuels program requires large amounts of oils for biodiesel production. The purpose of this study was to investigate viability of the transformation of sugar cane wax oil into ethyl esters (Biodiesel) through acid catalysis. This study comprised the stages of characterization of sugar cane wax oil, esterification reaction, esterification reaction optimization by means of reducing the acidity, attempt at ethyl esters characterization and investigation of other lipidic components present in the sugar cane wax oil that could possibly have an effect on the efficiency of the esterification reaction. The oil presented its major fatty acids as palmitic (31.8%), linolenic (28.7%), oleic and linoleic (21.2%) and triacontanoic (7.8%). The monoglycerides and free fatty acids are predominant in this fraction, together representing 66.6% of lipid classes. After the esterification reaction, the following techniques were used: 1H-NMR; ethyl esters and total lipids by GC families; infrared spectroscopy for determination of total ethyl esters in oil after esterification. However, none yielded positive results. Mass spectometry (ESI-MS and ESI-FT-MS) revealed the existence of presence of oxidated lipid components as well as unknown lipid components. The results indicated that sugar cane wax oil is a complex sample, highly hydrolyzed, of medium unsaturatation and with low oxidative stability, indicating not to be a suitable source material for biodiesel production. The determination of total ethyl esters in sugar cane wax oil after esterification by three tested methods proved itself inefficient, requiring a review of the techniques in order to achieve a reliable method for such determination in this type of sample / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Carlos Raimundo Ferreira Grosso / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-05T19:14:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_AndreaHelena_M.pdf: 4903421 bytes, checksum: fd80a241ebcaf4fba8db2edc9f0f90f0 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Várias pesquisas nestas ultimas décadas surgiram sobre os filmes biodegradáveis e/ou comestíveis devido a suas características para reduzir a poluição ambiental e melhorar as propriedades organolépticas, funcionais e nutricionais dos alimentos. A gelatina uma proteína de origem animal é muito usada na produção nos biofilmes como matriz formadora por apresentar excelentes propriedades funcionais além de ser produzida em larga escala e de baixo custo no Brasil. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar filmes de gelatina contendo triacetina como plastificante, blenda de ácidos graxos (palmítico e esteárico), cera de carnaúba e cana-de-açúcar utilizando-se Tween 80 e Dodecil sulfato de sódio (SDS) como surfactantes e também o ajuste de pH (8,5) da solução filmogênica na tentativa de melhorar a introdução dos lipídios na matriz filmogênica protéica. Estes filmes foram caracterizados quanto às propriedades mecânicas (tensão na ruptura - TR e elongação - E), solubilidade, permeabilidade ao vapor de água (PVA), opacidade e quanto sua morfologia superficial (microscopia eletrônica de varredura - MEV). Para os melhores filmes obtidos, foi realizada avaliação calorimétrica utilizando a calorimetria diferencial de varredura (DSC), adsorção de água (isotermas de adsorção), além da análise da microestrutura por microscopia confocal de varredura a laser (MCVL). A adição da cera (carnaúba ou cana-de-açúcar) nos filmes a base de gelatina em pH ácido provocou uma diminuição nos valores de PVA e RT e um aumento nos valores de elongação, solubilidade em água, opacidade e de adsorção de água, em relação ao filme simples de gelatina. Ajustando-se o pH destes filmes para 8,5 os valores de PVA, elongação e opacidade aumentam, já os valores de RT, solubilidade em água e a adsorção de água diminuem em relação ao filme simples de gelatina. O ajuste de pH nos filmes emulsionados contendo cera tendem de forma geral a diminuir os valores de PVA, RT, solubilidade e aumentar a elongação, em relação aos filmes sem ajuste de pH. A adição da mistura de surfactantes nos filmes com pH alcalino tende a diminuir os valores de RT, elongação, opacidade e a adsorção em água e aumentar a PVA e a solubilidade em água, com relação ao filme sem a adição de surfactante. Em pH natural o surfactante age nos filmes diminuindo a PVA, RT, opacidade e aumenta a elongação, solubilidade em água e a adsorção de água, em relação aos filmes sem a adição de surfactante. Os resultados microestruturais (MEV e MCVL) indicaram que o ajuste de pH e a adição da mistura de surfactante nos filmes emulsionados promoveram boa distribuição e diminuição do tamanho dos glóbulos de lipídios, enquanto a adição da cera nos filmes causou um aumento na irregularidade da morfologia. Com relação à análise térmica (DSC) a adição da cera, o ajuste de pH e a adição de surfactante nos filmes emulsionados promoveram aumento no número de picos de fusão (2 a 3 picos), exceto para os filmes contendo a mistura de surfactante 160S (3:1 Tween 80/SDS, na concentração de 160g/g de gelatina) em pH alcalino apresentando apenas um pico de fusão e sugerindo maior homogeneidade na estrutura do filme / Abstract: Innumerous researches on the production of biofilms have been developed lately considering the possibility of reduction in the amount of non biodegradable waste compounds and also because of the opportunity to improve organolepic, functional and nutrition properties of foods when associated with biofilms. Gelatin is an animal protein and largely used to produce filmogenic materials and also it is produced in large amount in Brazil with a low cost. The goal of this work w as to develop and to characterize the composite films produced with gelatin, triacetin as a plasticizer, a blend of fatty acids (palmitic and stearic), carnauba wax or sugar cane wax and surfactants, including Tween 80 and sodium lauryl sulphate (SDS). Also the effect of the pH was studied. Thus films characterization included: mechanical properties (tensile strength ¿ TR and Elongation ¿ E), water solubility, water vapour permeability (PVA), opacity and morphology of the surface (scanning electric microscopy ¿ MEV). After the first screening, the best films were evaluated using differential calorimetry (DSC), adsorption curves, and microstructure using laser scanning confocal microscopy (MCVL). The addition of waxes (carnauba and sugar cane waxes) considering the natural pH of the filmogenic solution, decreased the PVA and RT and increased the E, water solubility, opacity and water adsorption compared to gelatin film. When the pH was increased to 8,5, PVA, E and opacity increased and RT, water solubility and water adsorption decreased compared to gelatin film. In general, the pH adjustment for films containing waxes decreased the PVA, RT and water solubility and increased elongation compared to films without pH adjustment. The addition of surfactants on the filmogenic solutions (pH=8,5) seems decrease RT, elongation, opacity and water adsorption and to increase PVA and water solubility compared to the same formulation without surfactants. At natural pH the surfactants decreased the PVA, RT and opacity and increased E, water solubility and water adsorption compared to films without surfactants. The microstructural evaluation (MEV and MCVL) indicated that the pH adjustment and the inclusion of surfactants improved the lipidic distribution and decreased the size of emulsion drops inside the filmogenic matrix. On the other hand the addition of waxes to the films, made the films matrix more heterogeneous. Thermal analysis showed that the addition of wax, the pH adjustment and the surfactants addition promoted a higher number of melting point peaks, except when 160S surfactants mixture (3:1 Tween 80/SDS, in the concentration of 160g/g of gelatin) was used which produced more homogeneous films as was showed by DSC / Mestrado / Mestre em Alimentos e Nutrição