Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-08-15T04:10:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347196.pdf: 2410348 bytes, checksum: c8ecf0a8fa8230e8714504c2cb05a10c (MD5) Previous issue date: 2017 / Neste trabalho foi investigado o processo de produção de ésteres de ácidos graxos, utilizando as lipases Eversa® Transform e Eversa® Transform 2.0 em suas formas livres e imobilizadas, a partir de diferentes matérias-primas, em modo batelada alimentada em escala laboratorial e piloto. Primeiramente foi realizado o estudo da lipase livre Eversa® Transform na produção de FAME, utilizando os distintos substratos, onde, o óleo ácido residual teve o melhor desempenho (89,01% FAME). Porém, as melhores condições com esse substrato foram com álcool etílico comercial (93,57%) (95% FAEE): na razão molar etanol/óleo ácido residual de 3,5:1, Eversa® Transform 1% (m/m, em relação ao substrato), incubado em shaker por 8 h (35°C/250 rpm), com reuso da lipase por até 4 ciclos . Como o óleo ácido residual teve destaque, foi aplicado juntamente com a gordura ácida residual na produção de FAME em escala piloto utilizando a lipase Eversa® Transform nas condições reacionais: matéria graxa (550 kg), água 2% (m/m, em relação ao substrato), lipase 0,7% (m/m, em relação ao substrato) e a razão molar metanol/óleo de 4,5:1, com 35 °C em 13 h para ácido graxo residual. Com a gordura ácida residual os melhores resultados (94,1% FAME) foram com 0,3% de lipase Eversa® Transform 2.0 em 16 h de reação. No estudo da imobilização das lipases Eversa® Transform e Eversa® Transform 2.0, a máxima produção de FAEE foi com a lipase Eversa® Transform 2.0 nas reações de transesterificação de óleo de girassol em meio com solvente orgânico, foram: 0,3 g de lipase imobilizada em Sepabeads-C18, razão molar álcool/óleo de girassol de 4:1, 4,1 ml de hexano, 0,2 g de peneira molecular, a 40 °C e 150 rpm, em 3 h, onde foi possível sua reutilização por 4 ciclos. No estudo da síntese de ésteres em meio livre de solvente orgânico as melhores condições reacionais para a produção de FAEE (>98% FAEE) foram: 0,5 g de lipase Eversa® Transform 2.0 imobilizada em Sepabeads-C18, 0,2 g de peneira molecular, razão molar etanol/óleo de girassol de 3,25:1, 40 °C e 150 rpm de agitação em 3 h de reação,com a possibilidade de reuso da lipase por até 5 ciclos. Ambos os biocatalisadores Eversa® Transform e Eversa® Transform 2.0 demonstraram que são potenciais para uso em reações de produção de ésteres de ácidos graxos utilizando diferentes matérias-primas em distintos meios reacionais.<br> / Abstract : In this work the enzymatic process of fatty acid esters production was investigated, using as biocatalyst the lipases Eversa® Transform and Eversa® Transform 2.0 in their free and immobilized forms, from different raw materials, in fed-batch on a laboratory and pilot scale. Firstly, a study was carried out regarding the use of free lipase Eversa® for FAME production using the different substrates, with the residual acid oil affording the best performance (89.01 wt% FAME). However, the best conditions with this raw material was obtained with ethyl alcohol (93.57 wt%) leading to 95 wt% FAEE at following conditions: molar ratio ethanol to acid oil of 3.5: 1, Eversa® Transform 1 wt% relative to raw material, orbital shaker for 8 h (35 °C / 250 rpm). As the acid oil was highlighted, it was applied together with the fat acid for the production of FAME in a pilot scale using the Eversa® Transform lipase under the reaction conditions of acid oil (550 kg), water 2 wt% relative to raw material, lipase 0.7 wt%, relative to raw material and the molar ratio methanol to oil of 4.5: 1, at 35 °C for 13 h reaction. For the fatty acid the best results (94.1 wt% FAME) was reached using 0.3% Eversa® Transform 2.0 in 16 h of reaction. In the immobilization study of Eversa® Transform and Eversa® Transform 2.0 lipases, the maximum production of FAEE was found with Eversa® Transform 2.0 lipase in the transesterification reactions of sunflower oil with organic solvent for: 0.3 g of lipase immobilized on Sepabeads-C18, molar ratio 4:1 alcohol to sunflower oil, 4.1 ml hexane, 0.2 g molecular sieve at 40 °C and 50 rpm at 3 h, for which it was possible to reuse the enzyme for 4 cycles. Regarding the synthesis of esters in organic solvent-free system the best reaction conditions for the production of FAEE (> 98 wt% FAEE) were: 0.5 g of Eversa® Transform 2.0 lipase immobilized on Sepabeads-C18, 0.2 g molecular sieve, ethanol to sunflower oil molar ratio of 3.25:1, 40 °C and 150 rpm stirring at 3 h of reaction, with the possibility of lipase reuse for 5 cycles. Both the Eversa® Transform and Eversa® Transform 2.0 biocatalysts have demonstrated great potential for use in fatty acid esters production reactions using different feedstocks in different reaction media.

Made available in DSpace on 2016-12-23T13:50:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leticia Calvi Pizetta.pdf: 903397 bytes, checksum: b03e4745c7c2ec97571dd0f6cbfd3460 (MD5) Previous issue date: 2013-06-14 / Yacon (Smallanthus sonchifolius) is originally from Andes but it has currently been produced in other countries, as Brazil. The root of yacon contains from 10% to 14% of dry matter and that content corresponds to 90% of carbohydrates, most of which (40%-70%) is fructo-oligosaccharides (FOS). FOS withstand temperatures around 140 oC, and pH above 3. For that reasons yacon can be used as source of FOS and can stand different treatments, such as the production of flour, which can be added to other products such as yogurt. Yogurt is the product of pasteurized milk fermentation by Streptococcus salivarius ssp. thermophilus e Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus. The objective of this research was to evaluate the effect of yacon flour addition on physico-chemical and sensory characteristics of yogurt. It were prepared yogurt with addition of 3,54% of yacon flour and yogurt without addition of yacon flour, used as control. Concerning yacon flour, it were quantified the levels of FOS and total dry matter (TDM) and its pH were determined. As to the yogurt, it were evaluated the physico-chemical aspects of TDM, ash, carbohydrate, protein, fat, titratable acidity, pH and syneresis. The values of pH and syneresis were determined every 7 days for a period of 28 days. Sensory acceptance was also evaluated through the attributes aroma, texture, flavor, overall impression and purchase intent. A questionnaire was administered in order to gather information on age, gender, income level, knowledge of prebiotic foods, yacon and yogurt consumption. The results showed significant difference (p<0,05) between yogurt types for total dry matter, ash, carbohydrante, pH and titratable acidity. The yogurt with addition of yacon flour had 20.55% TDM, 0.94% ash, 12.95% carbohydrate, pH 4.79 and 81.72oD titratable acidity, while the control product showed 18.84% TDM, 0.85% ash, 11.29% carbohydrate, pH 4.88 and 75.55oD titratable acidity. The sensory acceptance results showed that the addition of yacon flour affected yogurt appearance, texture and overall impression. The yogurt with addition of yacon flour achieved acceptance means between the hedonic terms indifferent and slightly liked on the scale. The control product achieved means between the hedonic terms slightly liked and liked a lot . The addition of yacon flour to yogurt is technologically feasible, as the yogurt showed acceptable physico-chemical and sensory characteristics / O yacon (Smallanthus sonchifolius) é uma espécie originária dos Andes e atualmente tem sido produzido em países como o Brasil. As raízes do yacon possuem entre 10% e 14% de matéria seca, sendo que desse teor 90% corresponde a carboidratos como os fruto-oligossacarídeos (FOS) (40% a 70%). O yacon pode ser considerado um alimento funcional, principalmente pela presença dos FOS que possuem características prebióticas. Os FOS resistem a temperaturas de cerca de 140ºC e são resistentes a pH acima de 3. Por essas características, o yacon pode ser utilizado como fonte de FOS e sofrer diferentes tratamentos, como por exemplo, a produção de farinha, que pode ser adicionada a outros produtos como ao iogurte. Iogurte é o produto da fermentação do leite pasteurizado por Streptococcus salivarius ssp. thermophilus e Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da adição de farinha de yacon nas características físico-químicas e sensoriais do iogurte. Foram elaborados o iogurte com 3,54% farinha de yacon e o iogurte controle (sem farinha de yacon). Em relação à farinha foram quantificados os teores de FOS e extrato seco total (EST) e determinado o valor de pH. Já em relação aos iogurtes, foram avaliados os aspectos físico-químicos de EST, cinzas, carboidrato, proteína, gordura, acidez titulável, pH e sinérese. O pH e a sinérese foram avaliados a cada 7 dias por um período de 28 dias. Também foi avaliada a aceitação sensorial quanto aos atributos aroma, textura, sabor e impressão global, além da intenção de compra. Foi aplicado um questionário com questões referentes à faixa etária, sexo, faixa de renda, conhecimento sobre alimentos prebióticos e sobre yacon e consumo de iogurte. Na caracterização físico-química houve diferença significativa (p<0,05) entre os iogurtes para as variáveis EST, cinzas, carboidrato, pH e acidez titulável. O iogurte adicionado de farinha de yacon apresentou 20,55% de EST, 0,94% de cinzas, 12,95% de carboidrato, pH 4,79 e 81,72ºD de acidez titulável, já o iogurte controle apresentou 18,84% de EST, 0,85% de cinzas, 11,29% de carboidrato, pH 4,88 e 75,55ºD de acidez titulável. Os resultados da aceitação sensorial demonstraram que a adição de farinha de yacon interferiu negativamente na aparência, textura e impressão global dos iogurtes. O iogurte adicionado de farinha de yacon obteve médias para esses três atributos entre os termos hedônicos não gostei nem desgostei e gostei pouco na escala utilizada, e o iogurte controle obteve médias entre os termos hedônicos gostei pouco e gostei muito . Pode-se concluir que a adição da farinha de yacon ao iogurte é uma alternativa tecnologicamente viável para a indústria, visto que o iogurte elaborado apresentou características físico-químicas e sensoriais aceitáveis

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-24T03:06:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336257.pdf: 2482004 bytes, checksum: a4c93532f0421c450fb8d20e728e4e74 (MD5) Previous issue date: 2015 / O poli(3-hidroxibutirato) (P(3HB)) é um biopolímero sintetizado por bactérias e acumulado intracelularmente como material de reserva energética. Esse poliéster é biodegradável e biocompatível e possui propriedades mecânicas próximas ao do polipropileno. Entretanto seu alto custo de produção em relação ao dos polímeros de origem petroquímica torna esses biopolímeros comercialmente pouco atraentes, o que levou ao desenvolvimento de estratégias de cultivo e extração do polímero, assim como a utilização de substratos de baixo custo, visando tornar o P(3HB) mais competitivo. Desse modo, o principal objetivo desse trabalho foi realizar um estudo econômico do processo de produção de P(3HB) por Cupriavidus necator, empregando carbonato de propileno como solvente e métodos mecânicos de extração, e utilizando melaço cítrico como substrato. Quatro diferentes rotas de extração foram avaliadas: tratamento térmico da biomassa seguido por extração com solvente, tratamento utilizando equipamento ultrasonificação e extração com solvente, tratamento utilizando alta pressão e extração com solvente, e somente o uso de solvente na extração do biopolímero. Foram efetuadas simulações utilizando o software comercial Aspen Plus de todas as etapas que compõem o processo para todas as alternativas avaliadas, obteve-se assim, os balanços de massa e energia e possibilitando estimar sobre o investimento em capital necessário e consumo de matérias-primas e utilidades, realizando, posteriormente a análise econômica comparativa das alternativas. Os resultados indicam vantagem das alternativas que utilizam o tratamento a alta pressão e térmico da biomassa, apresentando menores custos de produção (US$ 7,41 e US$ 7,51 por quilo de biopolímero, respectivamente) e melhores indicadores econômicos. Observou-se que a capacidade de extração do método não é determinante na seleção da melhor alternativa, de modo que deve haver uma análise conjunta da capacidade de extração e desembolsos com equipamentos e utilidades no tratamento da biomassa. A análise de sensibilidade para a melhor alternativa (alta pressão) mostrou que o aumento da capacidade de produção da planta e aumento da concentração final de biomassa no biorreator causa significativa redução do preço do produto e no investimento específico.<br> / Abstract : Poly(3-hydroxybutyrate) (P(3HB)) is a biopolymer synthesized by bacterias and intracellularly accumulated as energy reserve. This polyester is biocompatible and biodegradable and has mechanical properties comparable to polypropylene. However its high production cost in compare to the petroleum polymers makes these biopolymers commercially unattractive, which led to the development of strategies of fermentation and extraction of the polymer as well as the use of low cost substrates, in order to make P(3HB) more competitive. Thus, the aim of this study was to conduct an economic assessment of the P(3HB) production process by Cupriavidus necator, using propylene carbonate as solvent coupled with mechanical methods of extraction, and using citric molasses as substrate. Four different extraction routes have been assessed: heat treatment of the biomass followed by solvent extraction; treatment using ultrasonication equipment and solvent extraction; treatment using high pressure followed by solvent extraction; and the fourth, the use of solvent alone. Simulations were performed using the commercial software Aspen Plus, all the steps that comprise the process for all the four alternatives were evaluated, obtaining, mass and energy balances allowinga the estimation on the capital investment and consumption of raw materials and utilities, then, performing the comparative economic analysis of alternatives. The results indicate advantage of the alternative that make use of high pressure and heat to treat the biomass, showing lower production costs (US $ 7.41 and US $ 7.51 per pound biopolymer, respectively) and better economic indicators. It was observed that the methods extraction capacity is not decisive in selecting the best alternative, so that there must be the a simultaneous analysis of extractability capacity and expenditures in equipment and utilities in treating the biomass. The sensitivity analysis for the best alternative (high pressure treatment) showed that the increase of the plant's production capacity and final biomass concentration in the bioreactor leads to a significant reduction in the cost of the product and in the specific investment.

Dissertação (mestrrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-12-01T03:13:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336258.pdf: 1244425 bytes, checksum: be66a9ec0820c29bc873fa18ed5894e1 (MD5) Previous issue date: 2015 / O pescado é um alimento de extrema importância na dieta dos seres humanos, pois possui um alto valor nutricional, contribuindo na preservação da saúde humana. Porém, esses alimentos, principalmente os produtos a base de pescados prontos ou pré-prontos para o consumo, quando indevidamente preparados, podem se tornar veículo de transmissão de perigosos agentes infecciosos, como Listeria monocytogenes. Esse micro-organismo, que é natural do ambiente marinho, é considerado como agente etiológico de enfermidades alimentares representa um risco potencial para a saúde dos consumidores, principalmente mulheres gestantes, pessoas idosas e imunodeprimidos. As análises convencionais para detecção de L. monocytogenes nestes produtos, como a ISO 11290-1, apesar de ainda muito utilizadas no Brasil, são técnicas laboriosas, demoradas e de sensibilidade reduzida. Os métodos moleculares atuais, como o PCR em tempo real, por exemplo, são extremamente sensíveis, rápidos e eficientes para a detecção de patógenos alimentares. Com base nisso, esse estudo teve como objetivo detectar a presença de L. monocytogenes em amostras de produto a base de pescado através de dois protocolos distintos (utilizando um kit comercial e um protocolo in house) de uma técnica molecular: o PCR em tempo real. Os resultados foram comparados aos obtidos com a técnica convencional ISO 11290-1. Foram analisadas, ao todo, noventa amostras de produtos a base de pescados vendidos nos supermercados do litoral de Santa Catarina. As amostras incluíram nove tipos de produtos de pescado, sendo eles: 10 amostras de pizza de atum, 10 amostras de kani, 10 amostras de bolinho de bacalhau, 10 amostras de bolinho de peixe, 10 amostras de hambúrguer de peixe, 10 amostras de filé de peixe, 10 amostras de marisco cozido, 10 amostras de nuggets de merluza e 10 amostras de nuggets kids. Foi detectada a presença de L. monocytogenes em oito amostras (8,88%) pelo protocolo PCR em tempo real in house, sete amostras (7,77%) pelo protocolo PCR em tempo real com kit comercial e seis amostras (6,66%) pela técnica ISO 11290-1. Os produtos que tiveram amostras positivas foram: pizza de atum, bolinho de bacalhau, bolinho de peixe e filé de peixe. Os resultados demonstraram uma elevada incidência de L. monocytogenes nos produtos a base de pescados pesquisados, além de indicar uma maior sensibilidade da metodologia molecular comparada á metodologia convencional, sendo que o protocolo in house da técnica de PCR em tempo real foi o mais sensível, mesmo não apresentando diferença significativa estatisticamente.<br> / Abstract : Seafood are an extremely important food in the human diet, due to its high nutritional value, contributing to the preservation of human health. However, these foods, especially ready to eat (RTE) fish-based products or pre- prepared could become dangerous vehicle for infectious agents such as Listeria monocytogenes (L. monocytogenes), when incorrectly prepared. This micro-organism is considered as the etiological agent of food illnesses with hight potential risk to the consumers health, especially pregnant women, elderly and immunocompromised. Conventional methods for L. monocytogenes in these products, such as ISO 11290-1, still widely used in Brazil, has laborious, hight time consuming and reduced sensitivity. Current molecular techniques, such as real-time PCR, for example, are extremely sensitive, fast and effective for the detection of foodborne pathogens. On that basis, this study aimed to detect the presence of L. monocytogenes in fish-based product sample using two different protocols (application of commercial kit and protocol in house) of a molecular technique: the real-time PCR. The results were compared to those obtained with the conventional technique acoording to ISO 11290-1. There were analyzed ninety samples of the fish-based products sold in supermarkets from the coast of Santa Catarina. The samples included nine types of fish products, which were: ten samples of tuna pizza, ten samples of kani, ten samples of codfish balls, ten samples of fish dumpling, ten samples of fish burger, ten samples of fish fillet, ten samples of baked seafood, ten samples of hake nuggets and ten samples of nuggets kids. L. monocytogenes was detected in eight samples (8.88%) by real-time PCR protocol in house, in seven samples (7.77 %) by real time PCR protocol with a commercial kit and in six samples (6.66 %) by ISO 11290-1 technique. The products which had positive samples were tuna pizza, codfish balls, fish fillet and fish balls. The results showed a high incidence of L. monocytogenes in fish-based products, and indicate an increased sensitivity of PCR analysis compared to conventional methodology, and the protocol in house of the real-time PCR assay technique was the most sensitive, despite not having statistically significant difference.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-09T03:09:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337257.pdf: 3043209 bytes, checksum: faf848e0d40681dd3bbcc3d554de968b (MD5) Previous issue date: 2015 / As propriedades das nanopartículas de prata são conhecidas há mais de um século e as aplicações estão presentes em diversas áreas como a medicina, biotecnologia, indústria têxtil e de alimentos. O mecanismo age através da troca iônica que, libera lentamente os íons de prata, interagindo com os locais de ligação dos micro-organismos, a fim de evitar que um amplo espectro de bactérias se reproduza em superfícies plásticas. Esta liberação fornece eficácia antimicrobiana por todo tempo de vida útil da embalagem plástica e, consequentemente, do produto. Neste trabalho foi avaliada a vida de prateleira de peito de frango e pizza resfriados, embalados em sacos de polietileno sem barreira a gases, selados a vácuo, com concentrações de 3, 5 e 7 % de aditivo antimicrobiano incorporado na estrutura dos materiais. Os resultados obtidos mostraram que embora haja diferença estatística significativa entre a amostra controle e os tratamentos com aditivo antimicrobiano, não foi possível estender a vida de prateleira dos produtos avaliados. A atividade antimicrobiana da prata pode ter sido impedida pela alta concentração de proteína e sal dos alimentos, porque os íons prata se ligam aos aminoácidos, cloretos, fosfatos e sulfuretos e, então, podem perder a eficácia antimicrobiana. Em paralelo foram realizados testes antimicrobianos através da norma japonesa JIS 2801:2000, utilizando-se cepas padrão de Staphylococcus aureus e Escherichia coli, onde foi possível verificar eficiência antimicrobiana contra a bactéria Gram-negativa Escherichia coli. Além da avaliação de vida de prateleira as amostras de embalagens foram caracterizadas através de análises mecânicas de espessura, tração e perfuração, de análises térmicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimétrica e de análises ópticas de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e espectroscopia de ultravioleta-visível. Os resultados obtidos mostraram que a adição do aditivo antimicrobiano alterou algumas propriedades mecânicas dos filmes quando comparados à amostra controle, sem o aditivo. Nas análises de DSC observou-se que atemperatura de cristalização diminuiu com a adição do aditivo antimicrobiano e, consequentemente, houve diminuição da percentagem de cristalinidade dos filmes. Nas análises termogravimétricas os resíduos inorgânicos encontrados foram coerentes com as formulações estudadas. As análises de transmitância a 210 nm e 500 nm indicaram que a adição do antimicrobiano influenciou na luz incidente, modificando suas propriedades de barreira à luz e reduzindo a transparência do material à medida que a concentração do aditivo antimicrobiano foi aumentada. As análises de FTIR demonstraram que o aditivo antimicrobiano não interferiu na natureza química dos filmes.<br> / Abstract : The properties of silver nanoparticles are known for more than a century and applications are present in several areas such as medicine, biotechnology, textile and food industry. The mechanism works through ion exchange that slowly releases silver ions interacting with the binding sites of micro-organisms in order to prevent a broad spectrum of bacteria played on plastic surfaces. This release provides antimicrobial efficacy in the entire lifetime of the plastic container and consequently the product. In this work it was evaluated the shelf life of chilled chicken breast and pizza, packaged in plastic bags without gas barrier, vacuum sealed with concentrations of 3, 5 and 7 % of antimicrobial additive incorporated in the material structure. The results showed that although there are significant differences between the control sample and treatment with antimicrobial additive was not possible to extend the shelf life of this products. The antimicrobial activity of the silver may have been hindered by the high concentration of protein and salt in the foods, because the silver ions bind to amino acids, chlorides, phosphates and sulphides, and then may lose antimicrobial efficacy. In parallel antimicrobial tests were performed by the Japanese Norm JIS 2801: 2000, using standard strains of Staphylococcus aureus and Escherichia coli, where we observed antimicrobial effectiveness against Gram-negative bacterium Escherichia coli. Beyond the evaluation of the shelf life products, the packaging materials were characterized by analysis of mechanical properties, as thickness strength and puncture resistance, thermal analysis, as differential calorimetry scanning (DSC), thermogravimetric and fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and optical properties, as ultraviolet?visible spectroscopy. The results showed that the addition of antimicrobial additive alter some mechanical properties of the films when compared to the control sample without the additive. In the differential scanning calorimetry analysis the crystallization temperature decreased with the addition of antimicrobial additive and accordingly decreased the percentage of crystallinity of the films. In the thermogravimetric analysis the inorganic residues found were consistent with the formulations studied. The transmittance analysis at 210 nm and 500 nm indicated that the addition of antimicrobial additive influenced the incident light by changing its barrier properties and reducing the transparency of the material as the concentration of the antimicrobial additive was increased. The FTIRanalysis showed that the antimicrobial additive did not affect the chemical nature of the films.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-09T03:11:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337259.pdf: 1768430 bytes, checksum: 81f9c242c11db192a9c906e9b652dc02 (MD5) Previous issue date: 2015 / A cevada (Hordeum vulgare L sp. vulgare) é considerada um dos cereais mais importantes no contexto mundial. Atualmente, uma preocupação latente da indústria cervejeira é o crescimento de fungos filamentosos nos grãos, que acorre devido ao manejo inadequado da matéria prima durante o armazenamento (excesso de umidade), a condensação, o aquecimento, o vazamento de água da chuva e a infestação por insetos. Tendo isso em vista e considerando que a cevada é um dos cereais mais comercializados no mundo, o objetivo desse trabalho foi investigar a presença de fungos toxigênicos e micotoxinas nos grãos, avaliar a qualidade da cerveja artesanal produzida no Sul do Brasil, bem como determinar a eficiência do gás ozônio da destruição dos principais fungos encontrados na cevada. Adicionalmente, as características químicas e microestruturais de 5 cultivares de cevada cervejeira recomendados para cultivo no Brasil foram avaliados. As cervejas artesanais apresentaram contaminação por deoxynivalenol (DON) em aproximadamente 32% das amostras analisadas e contaminação por Fumonisina B1 em 15.08% das amostras. Os grãos de cevada cervejeira utilizados na pesquisa apresentar amimportantes espécies fúngicas (Fusarium, Alternaria, Rhysopus e Penicilllum),sendo Fusarium o gênero mais predominante. No que diz respeito a contaminação por DON, a variedade BRS Brau apresentou maior contaminação, representando 50% das amostras desse cultivar. As fumonisinas foram encontradas, contudo, em poucas amostras e baixos níveis. No estudo realizado com O3 como agente descontaminante, a espécie mais suscetível ao gás foi F. poae, seguida pelo F. gramineraum. É necessário mencionar que a germinação dos grãos após os tratamentos com o O3 não foi afetada. Finalmente, no estudo de análise química e microestrutural da cevada cervejeira, o cultivar BRS Brau apresentou características de melhor qualidade para a cevada em comparação com os outros, destacando, elevado teor de amido, com mais presença de grânulos tipo-A e baixas quantidades de proteína.<br> / Abstract : Barley (Hordeum vulgare L sp. vulgare) is considered one of the most important cereals in the global context. Currently, a latent concern of the brewing industry is the growth of filamentous fungi in grains, due to the improper manipulation of raw material during storage (excess of moisture), condensation, heating and infestation by insects. Regarding it and considering that barley is one of the most cereals comercialize din the world, the aim of this study was to investigate the presence of toxigenic fungi and mycotoxins in grains, evaluate the quality of craft beer produced in southern Brazil, and to determine the ozone gas efficiency of the destruction of some fungi found in barley. In addition, chemical and microstructural of 5 barley cultivars recommended for cultivation in Brazil were evaluated. The craft beers showed levels of deoxynivalenol (DON) in approximately 32% of the samples, and contamination with Fumonisin B1 in 15.8% of samples. The malting barley grains used in the research presented important fungal species (Fusarium, Alternaria, Rhysopus and Penicilllum) being Fusarium the most predominant genus. Concerning DON, the Brau variety showed more contamination, representing 50% of the samples. Fumonisins have been found, however, in a few samples and low levels. In the study of O3 as decontamination agent, the most susceptible species to the gas was F. poae, followed by F gramineraum. It is necessary to mention that the grain germination after treatment with O3 was not affected. Finally, chemical and microstructural analysis study of the brewing barley genotypes, BRS Brau showed better quality characteristics compared to the others, emphasizing high starch, with more presence of A-type starch granules, and low amounts of protein.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-09T03:17:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337260.pdf: 1397502 bytes, checksum: c35c6bcf9adb1a34e0fd32b9a824356f (MD5) Previous issue date: 2015 / Eletrocoagulação é uma alternativa para a precipitação de sólidos solúveis em efluentes industriais, mediante a aplicação de corrente elétrica. Este estudo teve como intuito reduzir sólidos totais, do efluente gerado na filetagem de pescado, o qual foi tratado com eletrocoagulação, utilizando como variáveis operacionais: agitação, centrifugação, densidade de corrente e tempo. Sendo este o primeiro trabalho sobre eletrocoagulação destes efluentes, foram realizados ensaios preliminares com simulações do efluente, posterior aplicação em efluentes reais da filetagem e seleção dos melhores processos. Os parâmetros sólidos totais e resíduo mineral fixo foram usados para definir os melhores resultados. As melhores condições de operação do reator para o processo de eletrocoagulação de efluente de pescado seguida de centrifugação e filtração em carvão ativado foram 1,0A/cm2 por 20 minutos, com redução de 43% dos sólidos totais, 14% de resíduo mineral fixo e pH final de 8,8. O efluente tratado não atendeu aos limites estabelecidos pela legislação ambiental para DBO. O resíduo sólido gerado, denominado lodo pode ser estudado, para futuras aplicações.<br> / Abstract : Electrocoagulation is an alternative to the precipitation of soluble solids in industrial effluents, through the application of electrical current. This study had as aim to reduce total solids, the effluent generated in filleting of fish, which was treated with electrocoagulation, usings operational variables: agitation, centrifugation, current density and time. This is the first work on electrocoagulation of these effluents, were conducted preliminary tests with simulations of the effluent, subsequent application in actual effluent filleting and selection of the best processes. The parameters total solids and fixed mineral residue were used to define the best results. The best conditions of operation of the reactor for the electrocoagulation process followed by centrifugation and filtration with activated charcoal of fish effluent were 1.0 A/cm2 for 20 minutes, with 43% reduction of total solids, 14% of fixed mineral residue and final pH of 8.8. The treated effluent does not meet the limits established by the environ mental legislation to DBO. The solid waste generated, called slime can be studied, due to their characteristics, for future applications.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-16T03:02:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337513.pdf: 2471102 bytes, checksum: 03729101fdbd23e2821ad8ce6e3edb59 (MD5) Previous issue date: 2015 / O umbu (Spondias tuberosa Arruda), fruto endêmico do semiárido nordestino, adaptado a sobreviver e a produzir sob condições de estresse hídrico, é uma espécie frutífera de grande importância econômica, social e ecológica para esta região. Explorado normalmente de forma extrativista, os frutos são comercializados para consumo in natura ou industrialização e como consequência deste processamento, surgem os resíduos agroindustriais e a necessidade de seu aproveitamento, uma vez que quantidade considerável de biocompostos pode estar presente nesses resíduos. Portanto, o objetivo deste estudo consistiu em avaliar a composição e atividade antioxidante de extratos de cascas de umbu desidratadas, obtidos por extrações à baixa pressão sem uso de enzimas, extração supercrítica e extração assistida por enzimas. Os umbus foram adquiridos nos municípios de Petrolina-PE, Moreilândia-PE e Jaguarari-BA em estádio de maturação variando de meio-maduro a maduro. Depois de selecionados foram despolpados e as cascas provenientes deste procedimento foram separadas das sementes para serem submetidas à secagem e moagem. A farinha obtida foi caracterizada físico-quimicamente, separada e classificada granulometricamente. Submetida aos processos de extração à baixa pressão sem uso de enzimas, por meio dos métodos Soxhlet, assistida por ultrassom e maceração utilizando os solventes hexano, diclorometano, acetato de etila, etanol e água destilada e também por meio do método hidrodestilação. Submetida à extração supercrítica em diferentes condições de pressão (200, 300 e 400 bar) e temperatura (35, 45 e 55 °C) empregando o solvente dióxido de carbono e também à extração assistida por enzimas utilizando o preparado enzimático Endozym® Pectofruit PR em diferentes concentrações (2, 4, 6 mL.100 kg-1) e tempos de incubação (30, 60 e 90 minutos). A qualidade dos extratos foi avaliada em termos de teor de fenólicos totais e atividade antioxidante. Os maiores rendimentos foram obtidos por meio da extração assistida por enzimas, a extração assistida por ultrassom com hexano proporcionou extratos com maior teor de fenólicos totais e maior atividade antioxidante medida pelos métodos de captura radical DPPH e de inibição do radical ABTS. A maior atividade antioxidante medida pelo método de descoloração do sistema ß-caroteno/ácido linoleico foi obtida com a extração supercrítica (400 bar/55 °C). A análise por cromatografia líquida de alta eficiência permitiu a identificação, pelaprimeira vez nos extratos de farinha de cascas de umbu obtidos à baixa pressão sem uso de enzimas de 17 compostos fenólicos, de 8 compostos fenólicos nos extratos obtidos em extração supercrítica e 8 compostos fenólicos nos extratos obtidos em extração assistida por enzimas.<br> / Abstract : The umbu (Spondias tuberosa Arruda), endemic fruit of the semi-arid northeast, adapted to survive and produce under conditions of water stress, is a fruit species of great economic, social and ecological importance in this region. Usually explored in an extractive way, the fruits are marketed for fresh consumption or industrialization and as a result of this processing, agro-industrial waste and the need for its use arise, since considerable amount of biocompounds may be present. Therefore, the aim of this study was to assess the composition and antioxidant activity of extracts of barks of dried umbus obtained by the low-pressure extraction without the use of enzymes, supercritical extraction and assisted by enzymes extraction. The umbus were purchased in the cities of Petrolina-PE, Moreilândia-PE and Jaguarari-BA in maturation stage ranging from half-ripe to ripe. After selected were pulped and peels from this procedure were separated from seeds to be submitted to drying and grinding. The flour obtained was characterized physico-chemically separate and granulometrically classified. Subjected to extraction processes at low pressure through the Soxhlet method, using ultrasound and macerating the solvents hexane, dichloromethane, ethyl acetate, ethanol and distilled water, and hydrodistillation method. Was subjected to supercritical extraction under different conditions of pressure (200, 300 and 400 bar) and temperature (35, 45 and 55 °C) using the solvent carbon dioxide and also to assisted by enzymes extraction using enzymatic preparation Endozym® Pectofruit PR in different doses (2, 4, 6 mL.100 kg-1) and incubation times (30, 60 and 90 minutes). The quality of the extracts was evaluated in terms of total phenolic content and antioxidant capacity. The highest yields and efficiency ratios were obtained by assisted by enzymes extraction, assisted by ultrasound extraction with hexane gave extracts with higher total phenolic content and antioxidant activity measured by the methods of capturing radical DPPH and ABTS radical inhibition. The highest antioxidant activity as measured by the method of discoloration ß-carotene/linoleic acid system was obtained by supercritical fluid extraction (400 bar/55 °C). Analysis by high performance liquid chromatography allowed the identification, for the first time in umbus extracts the low pressure without the use of enzymes of 17 phenolic compounds, phenolic compounds 8 in extracts obtained from supercritical extraction and 8 phenolic compounds in the extractsobtained from assisted by enzymes extraction.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-16T03:03:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337514.pdf: 3562491 bytes, checksum: 171ae47ad0c0497bc60ce3ef9488738e (MD5) Previous issue date: 2015 / O objetivo deste trabalho é contribuir para o avanço do processo tecnológico de extração de P(3HB), obtido a partir de Cupriavidus necator DSM 545, com o desenvolvimento de um processo que combina a aplicação de método mecânico com o solvente carbonato de propileno. Este estudo está dividido em quatro partes. A primeira parte consiste no estudo da influência das variáveis de processo dos métodos mecânicos, ultrassom e homogeneizador à alta pressão, na recuperação e pureza do polímero extraído com carbonato de propileno (150 °C e tempo de contato células solvente de 45 min). Neste estudo as variáveis para aplicação de ultrassonificação foram potência e tempo do ciclo de aplicação e, na homogeneização à alta pressão foram pressão de operação e número de passagens da suspensão celular pelo equipamento. Os resultados demonstraram que, no método de extração que combina aplicação de homogeneizador à alta pressão e solvente, a melhor condição foi obtida com a pressão de 1300 bar e duas passagens pelo equipamento, pois foram obtidos os melhores resultados de recuperação de P(3HB) (97,7 %) com elevada pureza (97,8 %) e menor degradação da massa molar em relação às outras condições testadas. A extração com ultrassom e solvente também mostrou-se eficaz pois, na melhor condição de tratamento da biomassa com ultrassom, potência de 200 W e três ciclos de aplicação de 59 s, foi possível obter elevada recuperação polimérica (92,0 %) com pureza de 99,0 %. Com base nas condições de aplicação de ultrassom e homogeneização à alta pressão definidas anteriormente, na segunda parte deste estudo foi realizada a avaliação cinética da influência de variáveis do processo de extração: tratamento da biomassa (homogeneizador à alta pressão e ultrassom) para efeito comparativo realizaram-se também ensaios a partir de biomassas sem tratamento e tratadas termicamente, temperatura de extração (130 e 150 °C) e tempo de contato células/solvente (5, 15, 30 e 45 min) sobre a porcentagem de recuperação e porcentagem de pureza do polímero extraído. Uma vez definido o melhor tratamento da biomassa a ser aplicado em conjunto com carbonato de propileno como método de extração de P(3HB) e, foi verificada a influência deste processo na massa molar do polímero extraído. O método de extração de P(3HB), que associa o tratamento da biomassa com homogeneizador à alta pressão e recuperação polimérica com carbonato de propileno a 150 °C por 5 min, foi definido como o mais eficiente para obtenção de elevadas porcentagens de recuperação de P(3HB) (93,6 %) e pureza (99,0 %) emum menor tempo de contato das células com o solvente, além da menor degradação da massa molar do polímero extraído. A terceira parte é referente ao estudo das variáveis do processo de homogeneização à alta pressão e carbonato de propileno na recuperação, pureza e características do polímero extraído. Para este estudo, foram variadas as pressões de operação (500, 900, 1300 e 1500 bar), número de passagens (1, 2 e 3) e o tempo de contato das células com solvente (5 e 15 min). A melhor condição de extração foi obtida com a pressão de 900 bar e 5 min de contato das células com carbonato de propileno aquecido a 150 °C, pois foram obtidos elevados percentuais de recuperação de P(3HB) (97,8 %) com apenas uma passagem da biomassa pelo homogeneizador. Através da caracterização do polímero extraído na melhor condição, verificou-se que o mesmo apresentou características térmicas e de massa molar semelhantes aos polímeros (P(3HB)) comerciais. Por fim, a última parte desse trabalho está relacionada com o efeito da reutilização do carbonato de propileno, recuperado do processo de extração de P(3HB) sobre a porcentagem de recuperação e porcentagem de pureza do biopolímero extraído e com a avaliação das perdas de solvente nas etapas do processo de extração. Foi observada a possibilidade de recuperar 80 % do carbonato de propileno no processo de extração do P(3HB). Sendo que dos 20 % de carbonato de propileno não recuperado, 5 % é referente à perda de solvente no processo de separação deste da água, sendo o restante proveniente de perdas nas etapas de filtração (11 %) e nos resíduos celulares (4 %). O solvente recuperado foi reutilizado por onze vezes sem perder a eficiência no rendimento e na pureza do polímero obtido. Assim, o conjunto de dados obtidos neste estudo é relevante para a melhoria do processo de extração de P(3HB) produzido por C. necator, pois propõe o desenvolvimento de um método de extração eficaz que combina homogeneização à alta pressão e carbonato de propileno, solvente de baixa toxidade que pode ser reutilizado no processo de extração, contribuindo para a redução dos custos de produção deste biopolímero, o que torna a extração de P(3HB) com este solvente mais competitiva no que se refere à economicidade do processo.<br> / Abstract : The aim of this work was to contribute to the advancement on the technological process of P(3HB) extraction by Cupriavidus necator DSM 545, with the development of a process with the combination of a mechanical method and the solvent propylene carbonate. This study is divided into four parts. The first one was the study of the influence of the mechanical process variables using ultrasound and high pressure homogenizer, on the recovery and purity of the extracted polymer with propylene carbonate (150 °C during 45 min). In this study the variables were the power of applying ultrassonification and application time and in the high pressure homogenization method, the variables were the operating pressure and the cell suspension number of passages through the device. The results showed that, in the method that combines the homogenizer at high pressure and solvent, the best condition was obtained with 1300 bar and two passages, with the best recovery results of P (3HB) (97.7 %) with high purity (97.8 %) and lower molecular weight degradation against other conditions tested. The method with solvent and ultrasound was also effective, because using ultrasound with 200 W of potency and three 59 s application cycles, it was possible to obtain high polymer recovery (92 %) with purity of 99.0 %. Based on ultrasound application conditions and high pressure homogenization previously defined, the second part of this study was performed to evaluate the influence of kinetic extraction process variables: biomass treatment (homogenizer at high pressure and ultrasound, for comparison biomass thermally treated and untreated were performed); the extraction temperature (130 to 150 °C) and contact time cells/solvent (5, 15, 30 and 45 min). Once defined the best treatment of the biomass to be used with propylene carbonate, and its influence on the process, the molecular weight of the extracted polymer was verified. The P(3HB) extraction method combining the biomass treatment using high pressure homogenizer and propylene carbonate at 150 °C for 5 min, was the most efficient for achieving high recovery percentages P(3HB) (93.6 %) and purity (99.0 %) in a shorter time of contact of the cells with the solvent, in addition to less degradation of the molecular weight of the polymer. The third part relates the study of the process variables using high pressure homogenization and propylene carbonate on the purity and recovery of P(3HB) and at the characteristics of the extracted polymer. In this part of the work, different operating pressures (500, 900, 1300 and 1500 bar) and number of passages (1, 2 and 3) were tested as wellas the contact time between the cells and the solvent (5 and 15 min). The best performance was obtained by the combination of treatment with high-pressure homogenizer (900 bar) and extraction with propylene carbonate, during 5 min, at 150 ºC, the recovery of P(3HB) was 97.8 % with only one biomass passage through the homogenizer. The characterization of the polymer extracted in the best condition, showed that it had thermal characteristics and molecular weight similar to the comercial P(3HB). The last part of this work related the effect of propylene carbonate reutilization on the percentage of recovery and purity of the extracted biopolymer and the evaluation of the solvent loss during the steps of the process. The ability to recover 80 % of propylene carbonate in the extraction process P(3HB) was observed. Since 20 % of unrecovered propylene carbonate, 5 % is related to the loss of solvent in the separation process of this water, the remainder being losses from filtration steps (11 %) and cellular debris (4 %). The recovered solvent was reused eleven times without losses in the yield and purity of the obtained polymer. Thus, the set of data from this study is relevant to improve the P(3HB) extraction process produced by C. necator, it proposes the development of an efficient extraction method that combines high pressure homogenization and propylene carbonate, a low toxicity solvent which can be reused in the extraction process, contributing to reduction of production costs of this biopolymer, which makes the extraction of P(3HB) with this solvent more competitive in respect to economy of the process.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-16T03:07:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337510.pdf: 1737415 bytes, checksum: 566ec1d9e26eb4cd768ea2498fbd6560 (MD5) Previous issue date: 2015 / Os processos de separação por membranas têm uma vasta aplicação na indústria química e de alimentos, dentre elas a concentração de proteínas e a recuperação de pigmentos e óleos. A principal limitação dessa tecnologia são os fenômenos de polarização por concentração e fouling que reduzem o fluxo durante a permeação. Os métodos atuais de redução das incrustações químicos e físicos podem causar danos nas membranas além de representar aumento de gasto energético. Nesse sentido, o pré-tratamento simples com o uso de campo magnético na solução de alimentação foi proposto no presente trabalho como estratégia para melhorar o desempenho dos processos de ultrafiltração (UF) e a recuperação da permeabilidade da membrana após a UF. Os ensaios de permeação foram realizados em duplicata com soluções modelos de albumina de soro bovino (BSA) em pH 6,5 e concentração de 2,5g/L. As permeações foram realizada em uma célula de fluxo tangencial com uma membrana de 50 kDa, confeccionada de polietersulfona hidrófila. As permeações utilizando amostras de soluções proteicas que não sofreram indução magnética foram denominadas ensaios controle. Soluções de alimentação foram pré-tratadas magneticamente com um campo de intensidade de 0,7 T para diferentes tempos de indução (de 0,5 a 24 horas). Os cálculos de permeabilidade hidráulica inicial e após a UF mostraram que o campo magnético influenciou os parâmetros de desempenho do processo, uma vez que houve o aumento de até 100 % do fluxo de permeado em relação ao controle. Na recuperação da permeabilidade notaram-se diferenças significativas entre ensaios de indução e ensaio controle. Quanto à analise das resistências ao fluxo de permeado foi observada uma redução significativa da resistência pelo fouling (RF) e um aumento da resistência pela polarização por concentração (RCP) nos ensaios de indução magnética. Nas análises físico-químicas realizadas não foram observadas alterações das propriedades de pH, condutividade, viscosidade e tensão superficial, à exceção do potencial zeta da solução de BSA, para o qual foi observado o aumento da repulsão eletrostática entre as moléculas de proteína. Em resumo, a exposição da corrente de alimentação a um campo magnético antes da ultrafiltração foi um modo eficaz para controlar a incrustação de membrana, sem comprometer a estabilidade da membrana através da utilização de produtos químicos, e sem aumento de demanda energética.<br> / Abstract : Membrane separation processes have been extensively used in food and chemical industry, including protein concentration and recovery of pigments and oils. The main limitations of membrane technology are the concentration polarization and fouling phenomena, which decrease flux and membrane performance. Most chemical and physical methods for fouling control may cause damage to membranes, and also can increase energy demand. Thus, the use of magnetic field in feed stream was proposed in the present study, as a strategy for increasing performance of ultrafitration (UF) of a bovine serum albumin (BSA) solution. Permeation runs were carried out in a tangential flow cell with a hydrophilic 50 kDa polyethersulfone membrane. Feed consisted of 2.5 g/L BSA solution at pH 6.5. Feed solutions were treated with a 0.7 T magnetic field for different times (0.5 to 24 h). Control runs were carried out with solutions that were not treated with the field. The results showed that the magnetic field influenced process performance, showing an increase in permeate flux by 100%. The recovery of membrane hydraulic permeability after membrane cleaning was also determined, and the use of the field was effective in increasing the water flux after cleaning. The magnetic field was able to decrease the fouling resistance (RF) in relation to the concentration polarization (Rp) resistance. The field did not cause changes in physic-chemical properties (pH, conductivity, viscosity and surface tension), except for the zeta potential of solution, which decreased after exposure of the solution to the field, suggesting that the protein solution has become more stable. In summary, the exposure of feed stream to a magnetic field prior to ultrafiltration was an effective way to control membrane fouling, without compromising membrane stability by the use of chemicals, and with no increase in energy demand.