A utilização de resíduos sólidos como materiais precursores para a produção de carvão ativado é uma alternativa que, além de propiciar um novo destino para esses materiais, pode ser aplicada no tratamento de efluentes contendo corantes. Nesse contexto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a capacidade de adsorção de amostras de carvão ativado preparadas a partir de resíduos da produção de farinha de trigo. Inicialmente, as amostras de resíduo foram ativadas termicamente em diferentes temperaturas (350 °C, 450 °C, 550 °C e 650 °C) e, em seguida, ativadas quimicamente utilizando peróxido de hidrogênio. Após a preparação, os carvões ativados foram caracterizados por meio de espectroscopia no infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), da análise termogravimétrica (TG), da microscopia eletrônica de varredura (MEV) e da análise de área superficial específica pelo método de Brunauer-Emmett-Teller (BET). As amostras de carvão ativado foram igualmente avaliadas através de estudos de adsorção para a remoção do corante catiônico azul de metileno e do corante aniônico índigo carmim. Os espectros de FT-IR evidenciaram a completa carbonização dos resíduos da produção de farinha de trigo nas diferentes temperaturas de ativação. As análises de TG mostraram que houve a degradação de materiais lignocelulósicos no segundo estágio de decomposição. Os resultados de MEV mostraram que a estrutura dos materiais apresenta uma morfologia bastante heterogênea, com partículas de formas e tamanhos variados. Em relação à área superficial específica (BET), a maior área encontrada foi para a amostra CAS550 (296,026 m² g-1). A área superficial específica aumentou com o aumento da temperatura de ativação dos carvões, o que possibilitou que o material fosse ativado. Também se observou que a estrutura dos carvões ativados é constituída, na maior parte, por mesoporos (tamanho dos poros > 20 Å). Em relação aos ensaios de adsorção utilizando o azul de metileno como adsorvato, a isoterma que melhor se ajustou os dados experimentais foi a de Freundlich. Para os ensaios utilizando o índigo carmim como adsorvato, a isoterma que também melhor se ajustou foi a de Freundlich, com exceção para as amostras de carvões obtidas a partir de palha, nas quais a isoterma que melhor se ajustou foi a de Langmuir. Dentre os materiais estudados, a amostra de carvão que apresentou a maior capacidade de adsorção para o azul de metileno foi aquela ativada em 450 °C, onde o valor de KF foi de 5.569 mg kg -1 para a amostra de carvão PF450. Os valores de KF para as amostras de carvão utilizando o índigo carmim não foram muito satisfatórios, no entanto o valor de Adsmáx foi de 1.667 mg kg-1 para a amostra PAL450. Por fim, os carvões ativados produzidos mostraram-se bons adsorventes para a remoção dos corantes, em especial o azul de metileno, podendo ser uma alternativa para a reutilização de resíduos, minimizando impactos ambientais. / Submitted by Paula Leal (pffleal@ucs.br) on 2017-12-12T15:12:49Z No. of bitstreams: 1 dissertacao Cassiane Cheffer Vendruscolo.pdf: 3359659 bytes, checksum: eb37b1f61c88814becd06b7328a44b2c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-12T15:12:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao Cassiane Cheffer Vendruscolo.pdf: 3359659 bytes, checksum: eb37b1f61c88814becd06b7328a44b2c (MD5) Previous issue date: 2017 / The use of solid waste as precursor materials for the production of activated carbon is an alternative that, in addition to providing a new destination for these materials, can be applied in the treatment of effluents containing dyes. In this context, the present work aimed to evaluate the adsorption capacity of activated carbon samples prepared from wheat flour production residues. Initially, the residue samples were thermally activated at different temperatures (350 °C, 450 °C, 550 °C and 650 °C) and then chemically activated using hydrogen peroxide. After preparation, activated carbons were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Thermogravimetric (TG), Scanning Electron Microscopy (SEM) and specific surface area using the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method. Activated carbon samples were also evaluated through adsorption studies for the removal of methylene blue cationic dye and indigo carmine anionic dye. FT-IR spectra showed the complete carbonization of the residues of wheat flour production in different activation temperatures. The TG analyzes showed that there were degradation of lignocellulosic materials in the second stage of decomposition. SEM results showed that the structure of the materials has a very heterogeneous morphology, with particles of varied shapes and sizes. In relation to the specific surface area (BET), the largest area found was for the CAS550 sample (296,026 m² g-1). The specific surface area increased with the increase of the activation temperature of the coals, which allowed the material to be activated. It was also observed that the structure of the activated carbons consists, for the most part, of mesopores (pore size > 20 Å). In relation to the adsorption tests using methylene blue as adsorbate, the isotherm that best fit the experimental data was Freundlich. For the tests using indigo carmine as adsorbate, the best fit isotherm was Freundlich, except for coals samples obtained from straw, in which the best fit is the Langmuir isotherm. Among the materials studied, the coal sample with the highest adsorption capacity for methylene blue was activated at 450 °C, where the KF value was 5,569 mg kg-1 for the PF450 coal sample. The KF values for the charcoal samples using indigo carmine were not very satisfactory, however the Adsmax value was 1,667 mg kg-1 for the PAL450 sample. Finally, the activated carbons produced were good adsorbents for the removal of the dyes, especially methylene blue, and could be an alternative for the reuse of waste, minimizing environmental impacts.

No presente trabalho, avaliou-se os efeitos individuais e combinados de nove enzimas comerciais sobre as propriedades reológicas de massa das farinhas de trigo, com o objetivo de identificar seus efeitos sinérgicos ou antagônicos e as suas concentrações ótimas, como alternativa para substituição de oxidantes químicos no tratamento de farinhas. α-Amilases de origem fúngica (AMY-F), bacteriana (AMY-B) e maltogênica (AMY-M), xilanases fúngica (XYL-F) e bacteriana (XYL-B), glucose oxidase (GOX), lacase (LAC), lipase (LIP) e transglutaminase (TG) foram testadas em dois tipos de farinha: uma farinha forte padrão (farinha A) e uma farinha fraca comum (farinha B). Inicialmente, as enzimas foram adicionadas individualmente na farinha onde, seus efeitos sobre Falling Number (FN), farinografia e alveografia, foram avaliados variando-se suas concentrações de 25 - 833 U.kg-1, a fim de se identificar as faixas de concentração ideais de cada uma delas. Identificou-se que as α-amilases afetaram principalmente as propriedades farinográficas, reduzindo a capacidade de absorção de água (WA) e tempo de estabilidade (ST) das massas. Para o ajuste de FN, AMY-B (150 U.kg-1) foi mais eficiente que AMY-F (583 U.kg-1) e AMY-M (583 U.kg-1). As xilanases melhoraram o valor de W (10-4 J) e razão P/L, sendo que em todos os testes XYL-B foi mais eficiente do que XYL-F. Na concentração de 25 U.kg-1, GOX e LAC melhoraram o ST, razão P/L e valor de W; no entanto, aumentaram o tempo de desenvolvimento (DT) das massas. LIP (150 U.kg-1) promoveu a melhora no W e DT, enquanto que TG não apresentou efeitos significativos na maioria dos parâmetros avaliados. A partir disso, os efeitos combinados das enzimas foram avaliados através de dois planejamentos experimentais sequenciais. Para farinha A, a combinação enzimática ótima foi AMY-B (166 U.kg-1), AMY-M (133 U.kg-1), XYL-B (150 U.kg-1), GOX (8 U. kg-1) e LIP (150 U.kg-1). Identificou-se um efeito sinérgico entre XYL-B e GOX na melhoria do W e razão P/L. Para a farinha B, a combinação enzimática ótima foi AMY-B (150 U.kg-1), LIP (150 U.kg-1), GOX (100 U.kg-1) e LAC (200 U.kg-1), sendo que GOX e LAC apresentaram um efeito cooperativo, quando usadas em concentrações opostas. As combinações enzimáticas foram mais eficientes do que a azodicarbonamida, cujo efeito, mesmo na concentração máxima (40 ppm) permitida pela legislação, não melhorou os parâmetros reológicos das massas. Foi demonstrado que é possível a substituição de oxidantes químicos por enzimas para o tratamento de farinhas, a fim de melhorar a reologia das massas, mesmo para uma farinha fraca, tornando-a adequada para panificação. / In the present work, it was evaluated the individual and combined effects of nine commercial enzymes on the rheological properties of dough wheat flour, aiming to identify synergistic and antagonist effects between the enzymes and their optimal concentrations as substitutes of chemical oxidants. Fungal (AMY-F), bacterial (AMY-B) and maltogenic (AMY-M) -amylases, fungal (XYL-F) and bacterial (XYL-B) xylanases, glucose oxidase (GOX), laccase (LAC), lipase (LIP) and transglutaminase (TG) were tested in two types of flour: standard strong flour (flour A) and common weak flour (flour B). Initially, Falling Number, farinography and alveography analysis were carried out varying the enzymes concentrations from 25 to 833 U.kg-1, to identify the ideal ranges of each of them to improve the rheological characteristics of dough wheat flour. It was identified that α-amylases affected mainly the farinographic properties, reducing the water absorption (WA) and stability time (ST). AMY-B was the most effective enzyme for setting the FN, requiring 150 U.kg-1, while for AMY-F and AMY-M it was necessary 583 U.kg-1. In all tests, XYL-B was more efficient than XYL-F, but both improved the W (10-4 J) value and P/L ratio. At 25 U.kg-1, GOX and LAC had important improves on the ST, P/L ratio and W value, however increased undesirably the development time (DT). LIP (150 U.kg 1) promoted the improvement in W value and DT, while TG had not significant effects on most of the evaluated parameters. After that, the combined effects of enzymes were evaluated through two sequential experimental designs. For flour A, the optimal combination of enzymes was AMY-B (166 U.kg-1), AMY-M (133 U.kg-1), XYL-B (150 U.kg-1), GOX (8 U.kg-1) and LIP (150 U.kg-1). It was identified a synergistic effect between XYL-B and GOX to improvement of W value (10-4 J) and the P/L ratio. For the flour B, the optimal combination of enzymes was AMY-B (150 U.kg-1), LIP (150 U.kg-1), GOX (100 U.kg-1) and LAC (200 U.kg-1). GOX and LAC presented a cooperative effect, when they were used at opposite concentrations. The enzymes mixtures were compared with chemical oxidant azodicarbonamide, and, even at the maximum concentration (40 ppm) allowed by Brazilian Health Surveillance Agency, the enzyme mixture was more effective. It was demonstrated that it is possible to perform the complete substitution of chemical oxidants by enzymes in order to adequate and improve the rheological parameters of dough wheat flours, even for a weak flour, making it suitable for bakery.

A maioria dos métodos conhecidos e atualmente utilizados para preservação de alimentos teve sua origem nos tempos antigos. A estes métodos foram adicionados novos processos considerados não térmicos, cujos princípios tendem a melhorar a qualidade dos alimentos durante seu processamento. Entre eles, a tecnologia de irradiação é um desafio com grande potencial de contribuição para melhorar a preservação, armazenamento e distribuição de alimentos. Diversos estudos da literatura internacional reportam a eficiência do processo de irradiação no controle microbiológico de grãos e derivados. Devido à baixa qualidade tecnológica do trigo nacional, o Brasil é atualmente dependente da importação desse grão, principal ingrediente do pão, que é, por sua vez, um dos mais importantes produtos da cesta básica do brasileiro. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da radiação ionizante em trigo sobre as propriedades físico-químicas, reológicas e entálpicas da farinha de trigo produzida a partir dele e, conseqüentemente, seu desempenho na fabricação do pão francês. Os experimentos foram conduzidos em escala de laboratório. Trigo de mesmo lote foi submetido à irradiação em diferentes doses (0,0; 0,5; 1,0 e 2,0 kGy) e a farinha produzida foi avaliada quanto aos aspectos físico-químicos, reológicos, entálpicos e microbiológicos. O desempenho da panificação da farinha foi medido através da avaliação da qualidade do pão produzido. Nenhum dos parâmetros físico-químicos, reológicos ou entálpicos foi influenciado pela irradiação, com exceção do Falling Number, que diminuiu significativamente com o aumento da dose, indicando o efeito da irradiação sobre o amido do trigo, e conseqüentemente sobre o processo de gelatinização. Os pães produzidos também não apresentaram diferença significativa nos parâmetros analisados, e análise sensorial mostrou que pães produzidos de trigo irradiado e não irradiado não apresentaram diferença perceptível no sabor. / Most of the methods that are nowadays used for food preservation derive from old times. Besides these methods, new non-thermal methods have been developed in order to improve food quality during its processing. Irradiation technology has a great contribution potential to improve preservation, storage and distribution of foods. Several studies from international literature have reported the efficiency of irradiation process on microbiological control of grains and their products. Due to the low technological quality of national wheat, Brazil depends on its import. Wheat is the main ingredient of bread which is one of the most important products of Brazilian people’s diet. The objective of this work was to study the effect of ionizing radiation on wheat on physicochemical, rheological, and thermal properties of flour produced from this wheat, and consequently, its performance on bread making. All experiments were conducted on laboratory scale. Wheat was submitted to irradiation on different doses (0.0; 0.5; 1.0 and 2.0 kGy) and flour produced underwent physicochemical, rheological, thermal and microbiological analyses. Flour bread making performance was measured through quality of bread. None of the physicochemical, rheological or thermal parameters was influenced by irradiation, with the exception of Falling Number, which decreased significantly with the increase of irradiation dose, indicating the effect of irradiation on wheat starch, and consequently on dough’s gelatinization. Bread quality parameters did also not show significant differences, and sensory analysis showed that bread produced from irradiated and non irradiated wheat did not present perceivable flavor differences.

A utilização de resíduos sólidos como materiais precursores para a produção de carvão ativado é uma alternativa que, além de propiciar um novo destino para esses materiais, pode ser aplicada no tratamento de efluentes contendo corantes. Nesse contexto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a capacidade de adsorção de amostras de carvão ativado preparadas a partir de resíduos da produção de farinha de trigo. Inicialmente, as amostras de resíduo foram ativadas termicamente em diferentes temperaturas (350 °C, 450 °C, 550 °C e 650 °C) e, em seguida, ativadas quimicamente utilizando peróxido de hidrogênio. Após a preparação, os carvões ativados foram caracterizados por meio de espectroscopia no infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), da análise termogravimétrica (TG), da microscopia eletrônica de varredura (MEV) e da análise de área superficial específica pelo método de Brunauer-Emmett-Teller (BET). As amostras de carvão ativado foram igualmente avaliadas através de estudos de adsorção para a remoção do corante catiônico azul de metileno e do corante aniônico índigo carmim. Os espectros de FT-IR evidenciaram a completa carbonização dos resíduos da produção de farinha de trigo nas diferentes temperaturas de ativação. As análises de TG mostraram que houve a degradação de materiais lignocelulósicos no segundo estágio de decomposição. Os resultados de MEV mostraram que a estrutura dos materiais apresenta uma morfologia bastante heterogênea, com partículas de formas e tamanhos variados. Em relação à área superficial específica (BET), a maior área encontrada foi para a amostra CAS550 (296,026 m² g-1). A área superficial específica aumentou com o aumento da temperatura de ativação dos carvões, o que possibilitou que o material fosse ativado. Também se observou que a estrutura dos carvões ativados é constituída, na maior parte, por mesoporos (tamanho dos poros > 20 Å). Em relação aos ensaios de adsorção utilizando o azul de metileno como adsorvato, a isoterma que melhor se ajustou os dados experimentais foi a de Freundlich. Para os ensaios utilizando o índigo carmim como adsorvato, a isoterma que também melhor se ajustou foi a de Freundlich, com exceção para as amostras de carvões obtidas a partir de palha, nas quais a isoterma que melhor se ajustou foi a de Langmuir. Dentre os materiais estudados, a amostra de carvão que apresentou a maior capacidade de adsorção para o azul de metileno foi aquela ativada em 450 °C, onde o valor de KF foi de 5.569 mg kg -1 para a amostra de carvão PF450. Os valores de KF para as amostras de carvão utilizando o índigo carmim não foram muito satisfatórios, no entanto o valor de Adsmáx foi de 1.667 mg kg-1 para a amostra PAL450. Por fim, os carvões ativados produzidos mostraram-se bons adsorventes para a remoção dos corantes, em especial o azul de metileno, podendo ser uma alternativa para a reutilização de resíduos, minimizando impactos ambientais. / The use of solid waste as precursor materials for the production of activated carbon is an alternative that, in addition to providing a new destination for these materials, can be applied in the treatment of effluents containing dyes. In this context, the present work aimed to evaluate the adsorption capacity of activated carbon samples prepared from wheat flour production residues. Initially, the residue samples were thermally activated at different temperatures (350 °C, 450 °C, 550 °C and 650 °C) and then chemically activated using hydrogen peroxide. After preparation, activated carbons were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Thermogravimetric (TG), Scanning Electron Microscopy (SEM) and specific surface area using the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method. Activated carbon samples were also evaluated through adsorption studies for the removal of methylene blue cationic dye and indigo carmine anionic dye. FT-IR spectra showed the complete carbonization of the residues of wheat flour production in different activation temperatures. The TG analyzes showed that there were degradation of lignocellulosic materials in the second stage of decomposition. SEM results showed that the structure of the materials has a very heterogeneous morphology, with particles of varied shapes and sizes. In relation to the specific surface area (BET), the largest area found was for the CAS550 sample (296,026 m² g-1). The specific surface area increased with the increase of the activation temperature of the coals, which allowed the material to be activated. It was also observed that the structure of the activated carbons consists, for the most part, of mesopores (pore size > 20 Å). In relation to the adsorption tests using methylene blue as adsorbate, the isotherm that best fit the experimental data was Freundlich. For the tests using indigo carmine as adsorbate, the best fit isotherm was Freundlich, except for coals samples obtained from straw, in which the best fit is the Langmuir isotherm. Among the materials studied, the coal sample with the highest adsorption capacity for methylene blue was activated at 450 °C, where the KF value was 5,569 mg kg-1 for the PF450 coal sample. The KF values for the charcoal samples using indigo carmine were not very satisfactory, however the Adsmax value was 1,667 mg kg-1 for the PAL450 sample. Finally, the activated carbons produced were good adsorbents for the removal of the dyes, especially methylene blue, and could be an alternative for the reuse of waste, minimizing environmental impacts.

Orientador: Yoon Kil Chang / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-17T11:54:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_EvelineLopes_D.pdf: 15986514 bytes, checksum: 094dacc9b30033f34ea8b0f9287a156e (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Existe evidência da relação entre o consumo de cereais integrais e a prevenção do desenvolvimento de várias doenças como alguns tipos de câncer, doenças cardiovasculares, diabete e obesidade. O mercado de pães pré-assados congelados está em ascensão, fazendo deste produto um excelente alimento para veiculação do cereal integral. O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade de pão francês pré-assado congelado elaborado com farinha do trigo integral através do estudo do efeito do tempo de fermentação, do efeito da adição de enzimas, da influência do período de estocagem congelada e das transformações da massa nas etapas de pré-assamento e reassamento. Na primeira parte várias formulações foram avaliadas em dois tempos de fermentação diferentes. Na segunda parte um delineamento composto central rotacional (DCCR) foi realizado com as enzimas glicolipase, hemicelulase e hexose-oxidase como as variáveis independentes. Na terceira parte, os pães pré-assados congelados foram estocados por 0, 1, 7, 15, 30 e 65 dias congelados para avaliação destes períodos. Características como volume específico, textura (firmeza e elasticidade), salto de forno, formato, abertura e pestana foram avaliados nestas três partes. Na terceira parte, a transição térmica do amido, fração de água congelada e avaliação sensorial também foram realizadas. Na quarta parte, características como perfil de temperatura do processo, umidade, cor, comportamento viscoamilográfico, transição térmica do amido, difratometria dos raios-x, microscopia óptica de luz polarizada e microscopia eletrônica de varredura foram avaliadas no final das etapas de pré-assamento e reassamento em três porções dos pães (miolo interno, miolo externo e crosta). Os resultados mostraram que é possível produzir pão francês préassado congelado elaborado com farinha do trigo integral, sendo fonte de fibras pela legislação brasileira (mínimo de 3 g de fibra alimentar / 100 g de produto pronto para consumo), que possua atributos de qualidade aceitáveis ao consumidor que relatou alta intenção de compra do produto. Para alcançar tal objetivo, o tempo de fermentação deve ser otimizado de acordo com a formulação para que não ocorra colapso da estrutura. As enzimas glicolipase, hemicelulase e hexose oxidase devem ser utilizadas nas faixas de 30-75 ppm, 91- 359 ppm e 30-120 ppm (base farinha), respectivamente, conjuntamente com uma formulação base. O pão pode ser mantido por 65 dias sob estocagem congelada sem que o consumidor perceba alterações nos atributos do pão (aparência, volume, formato, cor, avaliação global) e da fatia (cor, aroma, sabor, textura, avaliação global). A umidade e a cor apresentadas pelos pães após as etapas de pré-assamento e reassamento mostraram que eles apresentavam boas características para a sua comercialização / Abstract: There is evidence of the relationship between the consumption of whole grains and the prevention of illnesses such as cancer, cardiovascular disease, diabetes and obesity. The market of frozen part-baked breads is in ascension, making of this product an excellent food for the propagation of whole grains. The aim of this work was to evaluate the quality of frozen part-baked French bread made with whole wheat flour through the study of (01) effect of proofing time; (02) effect of the addition of enzymes; (03) influence of time of frozen storage and (04) changes of dough during the steps of partbaking and rebaking. In the first part, several formulations were evaluated at two different proofing times. In the second part, a central composite rotational design (CCRD) was used, with the percentages of glycolipase, xylanase and hexose oxidase being the independent variables. In the third part, frozen part-baked breads were frozen stored for 0, 1, 7, 15, 30 and 65 days for the evaluation of these periods. Characteristics such as specific volume, crumb texture (firmness and springiness), oven spring, shape, measurement of the opening and cut of surface were evaluated in these three parts. In the third part, the thermal transition of starch, the unfreezable water fraction and sensory tests were also carried out. In the fourth part, characteristics such as temperature profile, moisture, color, pasting properties, thermal transitions of starch, x-ray crystallography, Fourier infra-red spectroscopy, polarized light microscopy and scanning electron microscopy were evaluated at the end of the part-baking and rebaking steps in three portions of the breads (inner crumb, outer crumb and crust). The results showed that it is possible to elaborate frozen part-baked French bread made with whole wheat flour, source of fiber by the Brazilian legislation (at least 3 g dietary fiber / 100 g final product), that has acceptable quality attributes to the consumer who related high purchase intention of the product. To reach such objective, the proofing time should be optimized in accordance with the formulation to avoid the collapse of the structure. The enzymes glycolipase, xylanase and hexose oxidase should be employed within the ranges of 30-75 ppm, 91-359 ppm and 30- 120 ppm (flour basis), respectively, together with a basic formulation. The bread can be kept for 65 days under frozen storage without the consumer noting changes in bread attributes (appearance, volume, shape, color, global evaluation) and slice attributtes (color, flavor, taste, texture, global evaluation). The moisture and the color presented by breads after the stages of part-baking and rebaking showed that they showed good characteristics for its commercialization / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Fernanda Paula Collares Queiroz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-09T13:45:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso_IsabelaBastos_M.pdf: 4885284 bytes, checksum: 8688c762f5288e9642725b7a6b9fae75 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O tratamento com gás cloro (chlorination) é um processo de modificação aplicado à farinhas de trigo para utilização na produção de bolos com altas quantidades de açúcar e líquidos (bolo high ratio), melhorando consideravelmente suas propriedades de panificação e características sensoriais. Porém, o uso do gás cloro para o tratamento da farinha não é considerado seguro e outras formas de modificação têm sido testadas para a substituição da cloração, sendo que o processo mais avaliado tem sido o tratamento térmico da farinha de trigo. A quinoa (Chenopodium quinoa) é um pseudo-cereal da família das Amaranthaceae, que apresenta um potencial agronômico importante, sendo uma das fontes mais ricas de proteína entre os grãos, com altos níveis de lisina e metionina. Neste trabalho, foram avaliados: (i) o tratamento térmico de duas farinhas de trigo com diferentes forças de glúten (designadas pelas letras A e B) e misturas destas com farinha de quinoa (10, 20 e 30%, em peso) e (ii) a viabilidade de sua aplicação na produção de bolos high ratio tipo pão de ló, visando melhoria das suas propriedades tecnológicas e agregando-lhes valor nutricional. Inicialmente, as farinhas de trigo utilizadas, farinha de quinoa e suas misturas foram analisadas quanto às suas características químicas e reológicas. Foram utilizadas duas farinhas com força de glúten diferentes com o intuito de se avaliar o efeito do tratamento térmico em matérias-primas com qualidades tecnológicas distintas. Posteriormente, testes exploratórios foram conduzidos para definir o tipo de equipamento mais adequado (extrusor termoplástico ou forno de convecção) para ser utilizado na execução dos tratamentos térmicos. Estas farinhas tratadas foram aplicadas em pão de ló e comparadas com as farinhas A e B sem tratamento e farinha padrão (farinha comercial tratada termicamente). Para avaliar o efeito do processo térmico nas propriedades tecnológicas das farinhas de trigo utilizadas (A e B), foram realizados dois planejamentos experimentais aplicados à metodologia de superfície de resposta. Um terceiro experimento foi conduzido com o objetivo de avaliar os efeitos do tratamento térmico nas propriedades das misturas de farinha de trigo (A e B) e farinha de quinoa (10%, 20% e 30%, em peso). As farinhas foram aplicadas em bolo high ratio tipo pão de ló e comparadas com as farinhas padrão e sem tratamento (A e B). Os resultados do planejamento experimental aplicado à metodologia de superfície de resposta para a farinha de trigo pura (A e B) não permitiram a obtenção de um modelo, indicando que não houve diferença significativa entre os tratamentos térmicos nas faixas de variáveis independentes estudadas (tempo e temperatura de tratamento e umidade da farinha). Aplicando teste de Tukey, os tratamentos com melhor resultado de peso específico da massa, altura do bolo e dureza instrumental foram escolhidos para teste de substituição parcial da farinha de trigo por farinha de quinoa em dosagens de 10, 20 e 30%. Os resultados mostraram que houve diferença significativa entre os tratamentos para o peso específico da massa, porém a variação não interferiu na altura do bolo. Tanto o volume quanto o encolhimento lateral do pão de ló não foram afetados pelo tratamento térmico e inclusão de farinha de quinoa. A inclusão de quinoa diminuiu a dureza do miolo para a farinha B. Esta resposta não foi afetada pelo tratamento térmico. A cor do miolo escureceu conforme o aumento da concentração da farinha de quinoa em substituição à farinha de trigo, porém não houve diferença entre as farinhas de trigo puras tratadas e sem tratamento. A estrutura do miolo apresentou tendência a permanecer mais aberta com o aumento da quantidade de farinha de quinoa incorporada / Abstract: Chlorination is a process applied to wheat flour to produce modified flour that is used in cakes with high levels of sugar and liquids, improving their baking properties and sensorial characteristics. However, the use of chlorine gas for flour modification is not considered safe and alternative treatments have been tested to replace chlorination. Among the options, heat treated wheat flour has been used very often as an alternative to clorination. Quinoa (Chenopodium quinoa) is a pseudo-cereal from the Amaranthaceae family, with an important agronomic potencial. It is one of the most rich sources of protein among grains, with high lysine and methionine levels. This work evaluated: (i) the heat treatment of two wheat flour types with different gluten strength (designated of A and B) and their blends with quinoa flour (10, 20 and 30%, per weigh) and (ii) the viability of their application in sponge cake production, to improve its technological properties and nutritional value First, the wheat and quinoa flour and their blends were analysed regarding chemical and reological characteristics. Two wheat flour types with different gluten strength were tested to evaluate the heat treatment effects in raw materials with distinct technological properties. Next, tests were conducted to define the most appropriate equipment (termoplastic extruder or convection oven) to make the thermal treatments. These treated flours were used in a sponge cake recipe and compared with non treated A and B flours and with a standard wheat flour (heat treated commercial flour). To evaluate the thermal process effects in wheat flours (A and B) technological properties, two experiments were conducted using a response surface methodology. Another experiment was carried out to verify the heat treatment effects in wheat flour (A and B) and quinoa flour mixtures (10%, 20% and 30%, per weigh). The treated flours were used in a sponge cake recipe and compared with non treated A and B flours and with a standard wheat flour. The results of the experiments based on the response surface methodology for the pure wheat flours have not validated any statistically significant model. They showed that there was no difference between the processes for the variables considered (treatment time, temperature and wheat flour moisture content). Thus, we have resorted Tukey tests to discriminate the treatments with best results of batter density, cake heigh and crumb hardness. The selected treatments where used in additional tests were the wheat flour was replaced by quinoa flour in percentages of 10, 20 and 30%. There were differences between the treatments regarding batter density, but this variation did not change the sponge cake height. It was concluded that the thermal treatment and quinoa flour adding did not interfere in cake height and lateral shrinkage. Quinoa flour inclusion resulted in a crumb hardness decrease for wheat flour B. This response did not change between treated and non treated wheat flour. The cake crumb became dark as the quinoa flour percentage raised, but there was no difference between treated and non treated wheat flours. The crumb grain was more open in sponge cakes with higher amount of quinoa flour / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Fernanda Paula Collares-Queiroz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-16T06:05:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Godoy_VanessaPadovani_M.pdf: 2864232 bytes, checksum: 61268e8ffc7eeb59c75d988ed5f92e08 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A farinha de trigo, além de ser amplamente utilizada em sua forma natural, pode sofrer modificações que permitem aplicações ainda mais variadas, de acordo com as necessidades tecnológicas. A inativação das enzimas presente neste cereal (alfa-amilase, lipase, lipoxigenase e peroxidase) constitui-se em um exemplo de modificação que possibilita a obtenção de matéria-prima adequada para a formulação de massa de bolo que será comercializada na forma líquida. O tratamento térmico constitui-se em um processo que pode ser utilizado para inativar estas enzimas, no entanto, as características reológicas desejadas da farinha de trigo podem ser comprometidas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do tratamento térmico na atividade enzimática e nas características reológicas da farinha de trigo e a viabilidade de sua aplicação na produção de bolo tipo inglês. Inicialmente, a farinha de trigo foi analisada quanto às suas características química, enzimática e reológicas. Para avaliar o efeito do tratamento térmico nas propriedades reológicas da farinha de trigo, foi realizado um planejamento experimental composto central rotacional 23, aplicado à Metodologia de Superfície de Resposta. As três variáveis independentes avaliadas foram: tempo e temperatura de tratamento térmico e umidade inicial da farinha. As farinhas tratadas nas condições de cada ensaio foram aplicadas em bolo tipo inglês e comparadas com a farinha sem tratamento. Foram consideradas como respostas as seguintes variáveis: (i) número de queda da farinha; (ii) peso específico da massa do bolo; (iii) volume específico do bolo; (iv) dureza instrumental do miolo do bolo e (v) cor do miolo bolo. Os resultados do planejamento experimental permitiram a obtenção de modelo para as respostas número de queda, dureza instrumental do miolo, cor L do miolo do bolo, indicando que houve diferença significativa entre os tratamentos térmicos nas faixas de variáveis independentes estudadas. Foi possível observar que os melhores resultados foram obtidos para tempo de tratamento superior a 60 minutos e temperatura superior a 160°C, podendo a umidade variar entre 13 e 18%. Dentro destas faixas, foi escolhida a condição de: (i) tempo de tratamento de 60 minutos; (ii) temperatura de 160°C e (iii) umidade de 14 %, como a mais adequada para os experimentos finais deste trabalho. A farinha tratada nestas condições, então, foi analisada, em comparação à farinha sem tratamento, quanto as suas características reológicas, atividade da peroxidase e avaliação sensorial quando aplicada novamente na produção de bolo tipo inglês. Houve redução de 25 % na atividade da peroxidase na farinha de trigo tratada e, apesar da constatação de alterações reológicas, estas não inviabilizaram a aplicação da farinha, uma vez que, os bolos foram bem aceitos sensorialmente e apresentaram boa intenção de compra pelos provadores / Abstract: Wheat flour, besides being widely used in its natural form, can undergo changes that allow more varied applications, according to the technological needs. The inactivation of enzymes present in this cereal (alpha-amylase, lipase, lipoxygenase and peroxidase) is in an example of modification that enables the achievement of adequate raw material for the formulation of cake batter that will be marketed in liquid form. The heat treatment is in a process that can be used to inactivate these enzymes, however, the desired rheological characteristics of wheat flour can be compromised. The aim of this study was to evaluate the effect of heat treatment on enzymatic activity and rheological properties of wheat flour and the feasibility of its application in the production of type English cake. Initially, the wheat flour was analyzed for their chemical characteristics, enzyme and rheological. To evaluate the effect of heat treatment on the rheological properties of wheat flour was made a central composite experimental design 23, applied to the Response Surface Methodology. The three variables were measured: time and temperature and initial moisture of the flour. Flours treated under the conditions of each test were applied in cake and compared with the untreated flour. Were considered as responses to the following variables: (i) falling number of flour, (ii) specific weight of the cake, (iii) the specific volume of cake, (iv) hardness of the crumb of the cake and (v) color crumb cake. The results of the experimental design allowed to obtain a model for the responses falling number, crumb hardness, color L crumb cake, indicating a significant difference between the thermal bands of independent variables. It was observed that the best results were obtained for treatment time exceeding 60 minutes and temperature exceeding 160 ° C, the humidity can vary between 13 and 18%. Within these bands, was chosen on condition that: (i)treatment time of 60 minutes, (ii) temperature of 160 ° C and (iii) 14% humidity, as the most suitable for the final experiments of this work. Flour treated under these conditions was then analyzed in comparison to untreated flour, as the rheological characteristics, peroxidase and sensory evaluation when applied again to produce cake. There was a 25% reduction in peroxidase activity in wheat flour treated and, despite the finding of these rheological changes did not hamper the implementation of flour, because the cakes were well presented good sensory acceptance and purchase intent by the consumers / Mestrado

Doctor of Philosophy / Department of Grain Science and Industry / R. P. Kingsly Ambrose / Praveen V. Vadlani / Wheat flour processing involves gradual size reduction and size-based fractionation of milled components. The size-based separation efficiency of wheat flour particles, with minimum bran contamination, is an important flour mill operational parameter. The flour particles often behave as imperfect solids with discontinuous flow and agglomerates during the separation process due to their differences in physical and chemical characteristics. Noticeable loss in throughput has been observed during sieving of soft wheat flour compared to that of hard wheat flour due to differences in inter-particle cohesion. However, there is limited understanding on the factors that influence the inter-particulate forces. Direct and indirect methods were applied to investigate the effects of moisture content, particle size, sifter load, and chemical composition on the cohesion behavior of flours from different wheat classes. Image analysis approach was used to quantify the particle characteristics such as surface lipid content, roughness, and morphology with respect to particle size to better understand the differences between hard and soft wheat flours. Surface lipid content and roughness values showed that the soft wheat flours are more cohesive than hard wheat flours. The morphology values revealed the irregularity in flour particles, irrespective of wheat class and particle size, due to nonuniform fragmentation of endosperm particles. The chemical composition significantly contributes to the differences in cohesion and flowability of wheat flours. Based on the particle parameters, a granular bond number (GBN) model was developed to predict the dynamic flow of wheat flour. In order to further understand the wheat flour flow behavior during size-based separation, a correlation was developed using the discrete element method (DEM). The error of predictions demonstrated that this correlation can be used to estimate the sieving performance and sieve blinding phenomenon of wheat flour. The experimental results from this dissertation work and the numerical model could eventually be instrumental to improve the efficiency of size-based separation of flour from various wheat classes. In addition, the models developed in this study will contribute significantly to understand the inter-particle cohesion as influenced by chemical composition.

Ce travail est une étude préliminaire qui a pour objectif principal d'étudier l'impact des caractéristiques de surface des poudres céréalières sur leurs mécanismes d'agglomération dans le cas particulier de la fabrication de couscous. Cet objectif a été réalisé par une approche multi-échelle : particules, mécanismes, et procèdes. A l'échelle des particules, on a identifié deux caractéristiques relatives à la réactivité physique et chimique des particules (la morphologie et la composition chimique de surface). D'abord, une méthode d'analyse d'images pour décrire la morphologie des particules a été introduite. Ensuite, l'applicabilité de la spectroscopie par photoélectron rayon-X (XPS) pour mesurer la composition chimique de surface des poudres céréalières a été on a examinée. A l'échelle des mécanismes, on a décrit et modalisé une étape importante des mécanismes d'agglomération des poudres céréalières. A l'échelle de procèdes, du couscous a été fabriqué à l'échelle pilote et ses paramètres de qualité ont été estimées. La relation entre les échelles a été évaluée en étudiant l'impact des caractéristiques des particules et de taux d'hydratation sur les mécanismes d'agglomération, le rendement d'agglomération, et la qualité finale de couscous. / Our research work is a preliminary study to investigate the impact that the surface characteristics of wheat powder particles have on their agglomeration mechanisms in the particular case of couscous production process. The objective of this research work was achieved by considering a multi scale approach: particle, mechanism, and process scale. On particle scale, we identified two characterizing factors of particles related to their physical and chemical reactivity (particles shape and surface chemical composition). We first presented a method based on image analyzing system to describe particles shape of wheat powders and then examined the applicability of X-ray photoelectron spectroscopy to measure the surface chemical composition of wheat powders. On mechanism scale, we described and modeled one stage of the wet agglomeration mechanisms of wheat powders. On process scale, we produced couscous in pilot scale and evaluated its quality parameters. The relationship between the scales was evaluated by studying the impact of particles characteristics and hydration rate on agglomeration mechanisms, agglomeration yield, and couscous quality.

Ampliar os usos da farinha de arroz foi o objetivo da substituição parcial de farinha de trigo por farinha de arroz em um produto de panificação teste, o \"sonho\", que visou obter um produto com características físico-químicas e sensoriais similares às de sonhos produzidos exclusivamente com farinha de trigo e com isso reduzir custos com ingredientes. Também foi objetivo verificar a influência da inclusão de farinha de arroz na formulação, sobre a absorção de óleo pelo produto. Foram produzidos em escala piloto e em condições padronizadas 16 lotes de sonhos contendo entre 10 e 40% de farinha de arroz de diferentes características (polido e parboilizado, teores variáveis de amilose), além de um lote do produto controle, elaborado somente com farinha de trigo. Os sonhos foram analisados em relação ao peso, volume, volume específico, teores de umidade e lipídios e também em relação à aspectos sensoriais. O sonho produzido com arroz parboilizado apresentou maior aceitação do que o produzido com arroz polido. Observou-se que a qualidade do produto final varia em função do tipo e da quantidade de arroz e dentre as diversas formulações testadas o melhor resultado foi obtido com a substituição de 30% da farinha de trigo por arroz parboilizado, que teve um rendimento 5,7% superior e foi aceito sensorialmente da mesma forma como o produto elaborado apenas com farinha de trigo. O uso de arroz na formulação e maior rendimento implicou em redução de 25% no custo da produção. O sonho produzido com arroz polido, tanto com baixo como elevado teor de amilose, não apresentou características sensoriais adequadas e apenas a substituição de no máximo 10% do trigo, gerou um produto com nível de aceitação similar ao controle e com redução de custos em torno de 7%. Em relação à absorção de óleo sugere-se estudos adicionais visto que a substituição de farinha de trigo por arroz não mostrou um comportamento uniforme de absorção de óleo durante a fritura do sonhos, possivelmente devido à fatores não controlados durante a fabricação dos sonhos. / Expanding the uses of rice flour has been the focus of the partial replacement of wheat meal by rice meal in a test baked food product, aiming to produce donuts showing physicochemical properties and overall sensory acceptance similar to those produced with wheat flour only. The replacement implies also lower costs of ingredients. Furthermore, another objective was to verify the effect of the inclusion of rice flour on the oil absorption of the product during the frying process. Sixteen different batches of dough containing among 10 and 40% rice flour of different types (milled and parboiled; high and low amylose contents) and one wheat-based batch (control) were produced in a laboratory scale. The fried donuts were analyzed regarding weight, loaf volume, specific volume, water and oil retention as well their sensory acceptance. In any case, donuts produced with parboiled rice presented better results than those produced with milled rice. It was outstanding that the quality of the fried product was dependent on type and amount of rice and it was observed that the replacement of 30% of wheat by parboiled rice resulted in product with a 5.7% higher yield, due to a higher water retention and the overall sensory acceptance was comparable to that of the wheat-based control donut. In this case, the incorporation of rice flour implied a 25% reduction in costs. Donuts produced with high-amylose milled rice flour were only acceptable when they contained a maximum of 10% of rice, thus the costs reduction reached only 7%. The replacement of wheat by rice flour did not show a reproducible and an uniform behavior of oil absorption during the frying process, may be due to uncontrolled factors and further studies have been suggested.