Memoria para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo / No disponible a texto completo / Los compuestos fenólicos son responsables de características sensoriales de las bayas y del vino tales como el color, astringencia y amargor. Además, determinan el potencial de envejecimiento de los vinos. Estos compuestos se sintetizan a través de la ruta fenilpropanoide y su formación sería determinada por múltiples factores. A pesar de la abundante información que evalúa los diversos factores que afectan la biosíntesis de compuestos fenólicos, ésta es a veces contradictoria. En este estudio se realizó una descripción y análisis de los principales factores que influyen en la biosíntesis de compuestos fenólicos de bayas de Vitis vinifera. Para ello, se realizó una recopilación y clasificación de diferentes estudios, para luego realizar un análisis, discusión y conclusión a partir de la información disponible. Los factores analizados en este estudio fueron la luz, temperatura, manejos agronómicos (orientación de las hileras, deshojes, vigor de la planta y raleo de racimos), etileno, ácido abscísico, déficit hídrico, fertilidad, altitud y cultivar. Los resultados demostraron que los diferentes factores estudiados afectan la composición fenólica de las bayas. En algunos casos, determinados factores generan efectos diferenciales sobre taninos de la piel, taninos de semillas y antocianos. Es importante señalar que los resultados de este estudio, permitieron analizar los principales factores individualmente. Sin embargo, investigaciones posteriores deberían profundizar en el estudio de efectos sinérgicos de los distintos factores, que probablemente afectarán diferencialmente la composición fenólica al compararse con los efectos individuales. / Phenolic compounds are responsible for sensory characteristics of the berries and wine such as color, astringency and bitterness. In addition, determine the aging potential of wines. These compounds are synthesized through the phenylpropanoid path and training would be determined by many factors. Despite the wealth of information that evaluates the various factors that affect the biosynthesis of phenolic compounds, it is sometimes contradictory. In this study was performed a description and analysis of key factors influencing the biosynthesis of phenolic compounds in berries of Vitis vinifera. This was achieved by a collection and classification of different studies, then analysis, discussion and conclusion from the information available. The factors analyzed in this study were light, temperature, agricultural management (row orientation, leaf plucking, plant vigor and cluster thinning), ethylene, abscisic acid, water deficit, fertility, altitude and cultivate. The results showed that the different factors affecting the phenolic composition of berries. In some cases, certain factors generate differential effects on the skin tannins, tannins and anthocyanins seed. Important to note that the results of this study, helped analyze the main factors individually. However, further research should further develop the study of synergistic effects of various factors likely to affect differentially the phenolic composition when compared to individual effects.

O mirtilo (blueberry, do inglês) é uma espécie frutífera nativa do Hemisfério Norte que é rica em pigmentos antociânicos - substâncias de alto poder antioxidante e preventivas de doenças degenerativas. O objetivo principal deste trabalho foi estudar a influência de diferentes formas de processamento do mirtilo a fim de preservar o seu conteúdo de antocianinas. Para tanto se estudou primeiramente a estabilidade das antocianinas frente ao tratamento térmico e determinou-se a sua cinética de degradação em sucos de mirtilo. Os resultados mostraram que a degradação de antocianinas de mirtilo seguiu uma cinética de reação de primeira ordem e que a variação nas constantes de taxa de degradação em função da temperatura obedeceu à relação de Arrhenius. Os valores de t1/2 variaram de 180,5 a 5,1 h em temperaturas variando de 40 a 80 °C e a energia de ativação (Ea) calculada foi de 80,42 kJ.mol-1. Um segundo estudo foi conduzido a fim de avaliar diferentes alternativas tecnológicas para a extração do suco de mirtilo frente à recuperação de compostos antociânicos. Foram testados quatro métodos de extração: centrifugação, desintegração, arraste a vapor e extração enzimática. O suco extraído com o auxílio de enzimas apresentou a maior recuperação de compostos antociânicos (superior a 30%) o que motivou tratamentos com diferentes preparados enzimáticos comerciais. A enzima NZ103 (Novozymes®) foi a que apresentou melhor desempenho e a condição ótima de seu emprego foi otimizada: temperatura de extração em 50 °C e concentração da enzima NZ103, diluída em 100 vezes, de 2%. Foi investigada a atividade da enzima polifenoloxidase (PPO) em polpas de mirtilo frente ao tratamento térmico. Observou-se que com temperaturas mais amenas de tratamento térmico (próximas a 40 °C) a enzima possuía os maiores valores de atividade; em contrapartida, ao se elevar a temperatura para valores superiores a 80 °C atividade da enzima apresentou-se praticamente nula. A otimização do binômio tempo e temperatura para a polpa do mirtilo resultou em um tratamento térmico a 80 °C durante 219 segundos implicando nas melhores condições para reduzir a atividade da enzima. Outra enzima responsável pela degradação das antocianinas do suco durante o processamento, reconhecida como sendo uma das mais estáveis ao calor e utilizada como um indicador para os tratamentos térmicos é a peroxidase (POD). A redução da atividade de POD foi investigada utilizando membranas de ultrafiltração de 10, 30 e 50 kDa. A retenção das antocianinas foi inferior com a membrana de 50 kDa, com uma média de retenção de 16% e foi observado que, em geral, quanto maior a massa molar de corte da membrana e a temperatura, menor a retenção. A atividade POD nos tratamentos a 50°C foi reduzida independentemente da membrana utilizada; porém para os tratamentos a 30 e 40°C, essa atividade foi reduzida em 97,5 e 96,2% para as membranas de 10 e 30 kDa, respectivamente. Outro estudo foi conduzido com o propósito de minimizar as perdas e a geração de resíduos: a recuperação das antocianinas contidas no bagaço (que contém cerca de 70% das antocianinas do fruto) gerado na produção do suco. O bagaço foi submetido à extração de antocianinas com solventes orgânicos com vistas ao seu aproveitamento pela indústria de alimentos. Para tanto foram determinadas as condições ótimas de pH e razão etanol/água para a extração de antocianinas a partir do bagaço de mirtilo empregando a metodologia de superfície de resposta. Os resultados mostraram que a melhor condição para a extração de antocianinas monoméricas do bagaço de mirtilo foi para pH de 2,75 e 60% de etanol com 521 mg de cianidina-3-glicosídeo/100 g de bagaço. Para a extração das antocianidinas observouse que uma concentração de 60% de etanol e o pH de 3,40 otimizam a extração. As agliconas peonidina e malvidina necessitaram de uma maior concentração de solvente e pH para a sua extração em relação as demais. No entanto, a aplicação desse extrato etanólico diretamente em alimentos é limitada pela presença de solvente orgânico e pela instabilidade das antocianinas ao calor, variações de pH e à luz. Visando minimizar estes efeitos, foi conduzido um estudo propondo a microencapsulação das antocianinas extraídas do bagaço de mirtilo via liofilização. Para tanto foram testados três diferentes agentes encapsulantes: maltodextrina (MD), carboximetilcelulose (CMC) e hidroximetilpropilcelulose (HPMC). A morfologia das micropartículas produzidas, visualizadas por microscopia eletrônica de varredura, apresentaram estruturas irregulares e semelhantes, o que é típico dos pós preparados por liofilização. Os microparticulados apresentaram boa velocidade de dissolução em água e fotoestabilidade das antocianinas, apresentado um tempo de meia vida superior a 38 dias. Um último estudo de aplicação da polpa de mirtilo para a produção de diferentes formulações de purê a partir do uso de hidrocolóides e açúcares incentivou os estudos que possibilitaram o conhecimento reológico destas formulações que serão úteis para o dimensionamento de equipamentos e desenvolvimento de produtos. / Blueberry is a native fruit of the Northern Hemisphere which is rich in anthocyanin pigments - substances of high antioxidant capacity and preventive of degenerative diseases. The main objective of this study was to evaluate the influence of different methods of blueberry processing in order to maintain the anthocyanins content. To achieve this objective several studies were carried out, firstly the stability of anthocyanins and their degradation kinetics in blueberry juice were investigated. The results showed that the degradation of the anthocyanins from blueberries follows a first order kinetic reaction and it dependence on temperature follows the Arrhenius relationship. Values of t1/2 ranging from 180.5 to 5.1 h at temperatures ranging from 40 to 80 °C were obtained, and the activation energy (Ea) was 80.42 kJ.mol-1. A second study was conducted to evaluate different technological alternatives for the extraction of blueberry juice. Four methods were tested: centrifugation, disintegration, steam distillation, and enzymatic extraction. The juice extracted with enzymes showed the highest anthocyanin recovery (above 30%), which motivated tests with different commercial enzyme preparations. Among the enzymes tested, the enzyme NZ103 (Novozymes®) showed the best performance and the excellent conditions of its use were optimized: extraction temperature of 50 °C and enzyme NZ103 concentration of 2%. Another study was carried out to evaluate the activity of polyphenoloxidase (PPO) in the blueberry pulp during thermal treatment. It was observed that at lower temperatures (close to 40 °C) the enzyme has the highest activity values, however, by raising the temperature to above 80 °C enzyme activity was practically null. The optimization of time and temperature for the blueberry pulp led to thermal treatment of 80 °C during 219 seconds, resulting in the best condition to reduce enzyme activity. Another enzyme responsible for anthocyanin degradation during juice processing, one of the most heat stable enzymes and widely used as an indicator of thermal treatments, is the peroxidase (POD). The reduction of POD activity was investigated using ultrafiltration membranes with molecular weight cut off (MWC) of 10, 30 and 50 kDa. The anthocyanins retention was lower with the 50 kDa membrane, with an average of 16% retention and was observed that, in general, the lower the MWC and temperature, the greater was the retention. The POD activity in the treatments at 50°C was reduced regardless of the membrane used; but for the treatments at 30 and 40°C, this activity was reduced by 97.5 and 96.2% for the 10 and 30 kDa membrane, respectively. Another study was conducted in order to minimize losses and waste generation: the pomace (which contains about 70% of the anthocyanins of the fruit), generated in the production of juice underwent the extraction of anthocyanins with organic solvents to be used by the food industry. The optimum conditions of pH and the ethanol/water ratio for extraction of anthocyanins from the blueberry pomace were determined using the response surface methodology. Results showed that the best condition for the extraction of monomeric anthocyanins present in the blueberry pomace was at pH 2.75 and 60% ethanol, with 521 mg of cyanidin-3-glucoside/100 g of pomace. For the extraction of anthocyanidins, it was observed that a concentration of 60% ethanol and pH of 3.40 was the best condition to optimize extraction. The extraction of aglycones peonidin and malvidin was better a higher concentration of solvent and higher pH values. However, application of ethanol extract directly in food is limited by the presence of organic solvent and the anthocyanins lower stability towards heat and light. In order to minimize these effects, there was another study proposing the microencapsulation of anthocyanins extracted from blueberry pomace by freezedrying. Therefore, we tested three different coating agents: maltodextrin (MD) carboxymethylcellulose (CMC) and hydroxypropylmethylcellulose (HPMC). The microparticles morphology, visualized by scanning electron microscopy, showed irregular structures, which is typical of the powders prepared by freezedrying. The microcapsules showed good solubility and anthocyanins stability toward light, presented a half-life exceeding 38 days. Finally, a study related with an application of blueberry pulp was developed, to produce different formulations of purees from the use of hydrocolloids and sugars. The influence of temperature, xanthan gum and fructose addition on rheological behavior in steady state of blueberry puree was evaluated. The xanthan gum appears as a determinant variable for the viscosity of the puree. In the range of additive concentrations studied, the obtained statistical models could be used for the development of formulations with specified viscosity, constituting a useful tool for modeling and design of unit operations related to blueberry puree production.

O mirtilo (blueberry, do inglês) é uma espécie frutífera nativa do Hemisfério Norte que é rica em pigmentos antociânicos - substâncias de alto poder antioxidante e preventivas de doenças degenerativas. O objetivo principal deste trabalho foi estudar a influência de diferentes formas de processamento do mirtilo a fim de preservar o seu conteúdo de antocianinas. Para tanto se estudou primeiramente a estabilidade das antocianinas frente ao tratamento térmico e determinou-se a sua cinética de degradação em sucos de mirtilo. Os resultados mostraram que a degradação de antocianinas de mirtilo seguiu uma cinética de reação de primeira ordem e que a variação nas constantes de taxa de degradação em função da temperatura obedeceu à relação de Arrhenius. Os valores de t1/2 variaram de 180,5 a 5,1 h em temperaturas variando de 40 a 80 °C e a energia de ativação (Ea) calculada foi de 80,42 kJ.mol-1. Um segundo estudo foi conduzido a fim de avaliar diferentes alternativas tecnológicas para a extração do suco de mirtilo frente à recuperação de compostos antociânicos. Foram testados quatro métodos de extração: centrifugação, desintegração, arraste a vapor e extração enzimática. O suco extraído com o auxílio de enzimas apresentou a maior recuperação de compostos antociânicos (superior a 30%) o que motivou tratamentos com diferentes preparados enzimáticos comerciais. A enzima NZ103 (Novozymes®) foi a que apresentou melhor desempenho e a condição ótima de seu emprego foi otimizada: temperatura de extração em 50 °C e concentração da enzima NZ103, diluída em 100 vezes, de 2%. Foi investigada a atividade da enzima polifenoloxidase (PPO) em polpas de mirtilo frente ao tratamento térmico. Observou-se que com temperaturas mais amenas de tratamento térmico (próximas a 40 °C) a enzima possuía os maiores valores de atividade; em contrapartida, ao se elevar a temperatura para valores superiores a 80 °C atividade da enzima apresentou-se praticamente nula. A otimização do binômio tempo e temperatura para a polpa do mirtilo resultou em um tratamento térmico a 80 °C durante 219 segundos implicando nas melhores condições para reduzir a atividade da enzima. Outra enzima responsável pela degradação das antocianinas do suco durante o processamento, reconhecida como sendo uma das mais estáveis ao calor e utilizada como um indicador para os tratamentos térmicos é a peroxidase (POD). A redução da atividade de POD foi investigada utilizando membranas de ultrafiltração de 10, 30 e 50 kDa. A retenção das antocianinas foi inferior com a membrana de 50 kDa, com uma média de retenção de 16% e foi observado que, em geral, quanto maior a massa molar de corte da membrana e a temperatura, menor a retenção. A atividade POD nos tratamentos a 50°C foi reduzida independentemente da membrana utilizada; porém para os tratamentos a 30 e 40°C, essa atividade foi reduzida em 97,5 e 96,2% para as membranas de 10 e 30 kDa, respectivamente. Outro estudo foi conduzido com o propósito de minimizar as perdas e a geração de resíduos: a recuperação das antocianinas contidas no bagaço (que contém cerca de 70% das antocianinas do fruto) gerado na produção do suco. O bagaço foi submetido à extração de antocianinas com solventes orgânicos com vistas ao seu aproveitamento pela indústria de alimentos. Para tanto foram determinadas as condições ótimas de pH e razão etanol/água para a extração de antocianinas a partir do bagaço de mirtilo empregando a metodologia de superfície de resposta. Os resultados mostraram que a melhor condição para a extração de antocianinas monoméricas do bagaço de mirtilo foi para pH de 2,75 e 60% de etanol com 521 mg de cianidina-3-glicosídeo/100 g de bagaço. Para a extração das antocianidinas observouse que uma concentração de 60% de etanol e o pH de 3,40 otimizam a extração. As agliconas peonidina e malvidina necessitaram de uma maior concentração de solvente e pH para a sua extração em relação as demais. No entanto, a aplicação desse extrato etanólico diretamente em alimentos é limitada pela presença de solvente orgânico e pela instabilidade das antocianinas ao calor, variações de pH e à luz. Visando minimizar estes efeitos, foi conduzido um estudo propondo a microencapsulação das antocianinas extraídas do bagaço de mirtilo via liofilização. Para tanto foram testados três diferentes agentes encapsulantes: maltodextrina (MD), carboximetilcelulose (CMC) e hidroximetilpropilcelulose (HPMC). A morfologia das micropartículas produzidas, visualizadas por microscopia eletrônica de varredura, apresentaram estruturas irregulares e semelhantes, o que é típico dos pós preparados por liofilização. Os microparticulados apresentaram boa velocidade de dissolução em água e fotoestabilidade das antocianinas, apresentado um tempo de meia vida superior a 38 dias. Um último estudo de aplicação da polpa de mirtilo para a produção de diferentes formulações de purê a partir do uso de hidrocolóides e açúcares incentivou os estudos que possibilitaram o conhecimento reológico destas formulações que serão úteis para o dimensionamento de equipamentos e desenvolvimento de produtos. / Blueberry is a native fruit of the Northern Hemisphere which is rich in anthocyanin pigments - substances of high antioxidant capacity and preventive of degenerative diseases. The main objective of this study was to evaluate the influence of different methods of blueberry processing in order to maintain the anthocyanins content. To achieve this objective several studies were carried out, firstly the stability of anthocyanins and their degradation kinetics in blueberry juice were investigated. The results showed that the degradation of the anthocyanins from blueberries follows a first order kinetic reaction and it dependence on temperature follows the Arrhenius relationship. Values of t1/2 ranging from 180.5 to 5.1 h at temperatures ranging from 40 to 80 °C were obtained, and the activation energy (Ea) was 80.42 kJ.mol-1. A second study was conducted to evaluate different technological alternatives for the extraction of blueberry juice. Four methods were tested: centrifugation, disintegration, steam distillation, and enzymatic extraction. The juice extracted with enzymes showed the highest anthocyanin recovery (above 30%), which motivated tests with different commercial enzyme preparations. Among the enzymes tested, the enzyme NZ103 (Novozymes®) showed the best performance and the excellent conditions of its use were optimized: extraction temperature of 50 °C and enzyme NZ103 concentration of 2%. Another study was carried out to evaluate the activity of polyphenoloxidase (PPO) in the blueberry pulp during thermal treatment. It was observed that at lower temperatures (close to 40 °C) the enzyme has the highest activity values, however, by raising the temperature to above 80 °C enzyme activity was practically null. The optimization of time and temperature for the blueberry pulp led to thermal treatment of 80 °C during 219 seconds, resulting in the best condition to reduce enzyme activity. Another enzyme responsible for anthocyanin degradation during juice processing, one of the most heat stable enzymes and widely used as an indicator of thermal treatments, is the peroxidase (POD). The reduction of POD activity was investigated using ultrafiltration membranes with molecular weight cut off (MWC) of 10, 30 and 50 kDa. The anthocyanins retention was lower with the 50 kDa membrane, with an average of 16% retention and was observed that, in general, the lower the MWC and temperature, the greater was the retention. The POD activity in the treatments at 50°C was reduced regardless of the membrane used; but for the treatments at 30 and 40°C, this activity was reduced by 97.5 and 96.2% for the 10 and 30 kDa membrane, respectively. Another study was conducted in order to minimize losses and waste generation: the pomace (which contains about 70% of the anthocyanins of the fruit), generated in the production of juice underwent the extraction of anthocyanins with organic solvents to be used by the food industry. The optimum conditions of pH and the ethanol/water ratio for extraction of anthocyanins from the blueberry pomace were determined using the response surface methodology. Results showed that the best condition for the extraction of monomeric anthocyanins present in the blueberry pomace was at pH 2.75 and 60% ethanol, with 521 mg of cyanidin-3-glucoside/100 g of pomace. For the extraction of anthocyanidins, it was observed that a concentration of 60% ethanol and pH of 3.40 was the best condition to optimize extraction. The extraction of aglycones peonidin and malvidin was better a higher concentration of solvent and higher pH values. However, application of ethanol extract directly in food is limited by the presence of organic solvent and the anthocyanins lower stability towards heat and light. In order to minimize these effects, there was another study proposing the microencapsulation of anthocyanins extracted from blueberry pomace by freezedrying. Therefore, we tested three different coating agents: maltodextrin (MD) carboxymethylcellulose (CMC) and hydroxypropylmethylcellulose (HPMC). The microparticles morphology, visualized by scanning electron microscopy, showed irregular structures, which is typical of the powders prepared by freezedrying. The microcapsules showed good solubility and anthocyanins stability toward light, presented a half-life exceeding 38 days. Finally, a study related with an application of blueberry pulp was developed, to produce different formulations of purees from the use of hydrocolloids and sugars. The influence of temperature, xanthan gum and fructose addition on rheological behavior in steady state of blueberry puree was evaluated. The xanthan gum appears as a determinant variable for the viscosity of the puree. In the range of additive concentrations studied, the obtained statistical models could be used for the development of formulations with specified viscosity, constituting a useful tool for modeling and design of unit operations related to blueberry puree production.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo / El fruto del granado posee compuestos bioactivos benéficos para la salud, los que dependen del cultivar, clima, madurez, prácticas culturales y condiciones de almacenamiento. Por este motivo, el presente estudio tuvo como objetivos caracterizar física y químicamente granadas del clon UCH-COD provenientes de dos comunas de Chile y evaluar la evolución de las características químicas en distintos estados de desarrollo del fruto almacenado en diferentes condiciones de refrigeración. Se utilizaron granadas provenientes de dos localidades (Vicuña y Curacaví), cosechadas en tres estados de desarrollo (E.D.): E.D. I: color de fondo verde, E.D. II: color rojo de cubrimiento y E.D. III: color rojo de cubrimiento y partidura incipiente de la piel. Se almacenaron en refrigeración a 5 ºC y 10 ºC, con una humedad relativa de 90-95% por un período de doce semanas. Se determinaron características físicas del fruto y físicas y químicas de los jugos. El diseño fue completamente aleatorizado con estructura factorial (2x3x2), con 3 repeticiones. Durante el estudio se observó efecto de la localidad, de los estados de desarrollo y almacenamiento. Los frutos de Vicuña mostraron un menor peso y grosor de la piel, un mayor rendimiento de arilos, mientras que el jugo de los arilos presentó un mayor contenido de sólidos solubles y menor acidez, comparado con los frutos de Curacaví. Respecto a la composición fenólica, los frutos de Vicuña presentaron mayor contenido de antocianos totales, intensidad colorante, taninos totales y capacidad antioxidante, que los frutos de Curacaví. Al progresar el desarrollo del fruto, en ambas localidades, se observó un incremento en el peso y diámetro ecuatorial del fruto y largo y ancho de los arilos. Los jugos presentaron un incremento de rendimiento, sólidos solubles (S.S.) y S.S./Acidez, a diferencia de la acidez que disminuyó a medida que progresaban los estados de desarrollo. Los polifenoles totales presentaron el menor valor en el E.D. II en ambas localidades, a diferencia de los antocianos totales, intensidad colorante y taninos totales que presentaron un incremento al progresar los estados de desarrollo. Respecto a la evolución de las características químicas durante el almacenamiento se observó una disminución de la acidez y un aumento del pH, SS/Acidez, antocianos totales, intensidad colorante y polifenoles totales. En los frutos almacenados a 10 ºC se observó una mayor acidez, sólidos solubles, polifenoles totales, taninos totales, antocianos totales y capacidad antioxidante, en las últimas dos semanas. Se concluye que los jugos de los frutos del E.D. III provenientes de Vicuña presenta el mayor contenido de compuestos fenolicos. Respecto a los frutos almacenados 5 ºC presentaron mejores condiciones físicas y químicas al finalizar las doce semanas.

Memoria para optar al título de: Ingeniero Agrónomo / En este estudio se evaluó el efecto del momento de cosecha sobre la concentración y composición de compuestos fenólicos en vinos del cv. Carménère. Para esto se realizaron ensayos independientes entre sí, de los cuales tres de ellos pertenecieron a distintas zonas del Valle de Colchagua y un cuarto ensayo se realizó en el Valle de Curicó. Los diversos ensayos constaron de 3 a 5 fechas de cosecha, donde en cada fecha se realizaron análisis espectrofotométricos y de cromatografía líquida de alta eficacia (HPLCDAD). Los valores obtenidos en los análisis químicos y de las concentraciones en las distintas fracciones de proantocianidinas en los cuatro ensayos, no presentaron una tendencia común de evolución. Sin embargo, los resultados muestran que la composición fenólica está estrechamente influenciada por los distintos momentos de cosecha, debido a que cada ensayo se comportó de manera diferente. / The effect of harvest date on the concentration and composition of the phenolic compounds was evaluated in wines from Carménère cultivar. For this study four independent assays were performed, three of them were done in different areas of Colchagua Valley and the fourth one was perfomed in the Curico Valley. The different assay had 3 or 5 harvesting dates, in which spectrophotometric analysis and high performance liquid chromatography (HPLC- DAD) were performed to each sample. The values obtained from the chemical analysis and also the concentrations of the different fractions of proanthocyanidin along the four assay of this study, did not present a common evolution tendency. Nevertheless, the results show that the phenolic composition is strongly influenced by the different harvesting dates, because each assay behaved differently.

O mirtilo (blueberry, do inglês) é uma espécie frutífera nativa do Hemisfério Norte que é rica em pigmentos antociânicos - substâncias de alto poder antioxidante e preventivas de doenças degenerativas. O objetivo principal deste trabalho foi estudar a influência de diferentes formas de processamento do mirtilo a fim de preservar o seu conteúdo de antocianinas. Para tanto se estudou primeiramente a estabilidade das antocianinas frente ao tratamento térmico e determinou-se a sua cinética de degradação em sucos de mirtilo. Os resultados mostraram que a degradação de antocianinas de mirtilo seguiu uma cinética de reação de primeira ordem e que a variação nas constantes de taxa de degradação em função da temperatura obedeceu à relação de Arrhenius. Os valores de t1/2 variaram de 180,5 a 5,1 h em temperaturas variando de 40 a 80 °C e a energia de ativação (Ea) calculada foi de 80,42 kJ.mol-1. Um segundo estudo foi conduzido a fim de avaliar diferentes alternativas tecnológicas para a extração do suco de mirtilo frente à recuperação de compostos antociânicos. Foram testados quatro métodos de extração: centrifugação, desintegração, arraste a vapor e extração enzimática. O suco extraído com o auxílio de enzimas apresentou a maior recuperação de compostos antociânicos (superior a 30%) o que motivou tratamentos com diferentes preparados enzimáticos comerciais. A enzima NZ103 (Novozymes®) foi a que apresentou melhor desempenho e a condição ótima de seu emprego foi otimizada: temperatura de extração em 50 °C e concentração da enzima NZ103, diluída em 100 vezes, de 2%. Foi investigada a atividade da enzima polifenoloxidase (PPO) em polpas de mirtilo frente ao tratamento térmico. Observou-se que com temperaturas mais amenas de tratamento térmico (próximas a 40 °C) a enzima possuía os maiores valores de atividade; em contrapartida, ao se elevar a temperatura para valores superiores a 80 °C atividade da enzima apresentou-se praticamente nula. A otimização do binômio tempo e temperatura para a polpa do mirtilo resultou em um tratamento térmico a 80 °C durante 219 segundos implicando nas melhores condições para reduzir a atividade da enzima. Outra enzima responsável pela degradação das antocianinas do suco durante o processamento, reconhecida como sendo uma das mais estáveis ao calor e utilizada como um indicador para os tratamentos térmicos é a peroxidase (POD). A redução da atividade de POD foi investigada utilizando membranas de ultrafiltração de 10, 30 e 50 kDa. A retenção das antocianinas foi inferior com a membrana de 50 kDa, com uma média de retenção de 16% e foi observado que, em geral, quanto maior a massa molar de corte da membrana e a temperatura, menor a retenção. A atividade POD nos tratamentos a 50°C foi reduzida independentemente da membrana utilizada; porém para os tratamentos a 30 e 40°C, essa atividade foi reduzida em 97,5 e 96,2% para as membranas de 10 e 30 kDa, respectivamente. Outro estudo foi conduzido com o propósito de minimizar as perdas e a geração de resíduos: a recuperação das antocianinas contidas no bagaço (que contém cerca de 70% das antocianinas do fruto) gerado na produção do suco. O bagaço foi submetido à extração de antocianinas com solventes orgânicos com vistas ao seu aproveitamento pela indústria de alimentos. Para tanto foram determinadas as condições ótimas de pH e razão etanol/água para a extração de antocianinas a partir do bagaço de mirtilo empregando a metodologia de superfície de resposta. Os resultados mostraram que a melhor condição para a extração de antocianinas monoméricas do bagaço de mirtilo foi para pH de 2,75 e 60% de etanol com 521 mg de cianidina-3-glicosídeo/100 g de bagaço. Para a extração das antocianidinas observouse que uma concentração de 60% de etanol e o pH de 3,40 otimizam a extração. As agliconas peonidina e malvidina necessitaram de uma maior concentração de solvente e pH para a sua extração em relação as demais. No entanto, a aplicação desse extrato etanólico diretamente em alimentos é limitada pela presença de solvente orgânico e pela instabilidade das antocianinas ao calor, variações de pH e à luz. Visando minimizar estes efeitos, foi conduzido um estudo propondo a microencapsulação das antocianinas extraídas do bagaço de mirtilo via liofilização. Para tanto foram testados três diferentes agentes encapsulantes: maltodextrina (MD), carboximetilcelulose (CMC) e hidroximetilpropilcelulose (HPMC). A morfologia das micropartículas produzidas, visualizadas por microscopia eletrônica de varredura, apresentaram estruturas irregulares e semelhantes, o que é típico dos pós preparados por liofilização. Os microparticulados apresentaram boa velocidade de dissolução em água e fotoestabilidade das antocianinas, apresentado um tempo de meia vida superior a 38 dias. Um último estudo de aplicação da polpa de mirtilo para a produção de diferentes formulações de purê a partir do uso de hidrocolóides e açúcares incentivou os estudos que possibilitaram o conhecimento reológico destas formulações que serão úteis para o dimensionamento de equipamentos e desenvolvimento de produtos. / Blueberry is a native fruit of the Northern Hemisphere which is rich in anthocyanin pigments - substances of high antioxidant capacity and preventive of degenerative diseases. The main objective of this study was to evaluate the influence of different methods of blueberry processing in order to maintain the anthocyanins content. To achieve this objective several studies were carried out, firstly the stability of anthocyanins and their degradation kinetics in blueberry juice were investigated. The results showed that the degradation of the anthocyanins from blueberries follows a first order kinetic reaction and it dependence on temperature follows the Arrhenius relationship. Values of t1/2 ranging from 180.5 to 5.1 h at temperatures ranging from 40 to 80 °C were obtained, and the activation energy (Ea) was 80.42 kJ.mol-1. A second study was conducted to evaluate different technological alternatives for the extraction of blueberry juice. Four methods were tested: centrifugation, disintegration, steam distillation, and enzymatic extraction. The juice extracted with enzymes showed the highest anthocyanin recovery (above 30%), which motivated tests with different commercial enzyme preparations. Among the enzymes tested, the enzyme NZ103 (Novozymes®) showed the best performance and the excellent conditions of its use were optimized: extraction temperature of 50 °C and enzyme NZ103 concentration of 2%. Another study was carried out to evaluate the activity of polyphenoloxidase (PPO) in the blueberry pulp during thermal treatment. It was observed that at lower temperatures (close to 40 °C) the enzyme has the highest activity values, however, by raising the temperature to above 80 °C enzyme activity was practically null. The optimization of time and temperature for the blueberry pulp led to thermal treatment of 80 °C during 219 seconds, resulting in the best condition to reduce enzyme activity. Another enzyme responsible for anthocyanin degradation during juice processing, one of the most heat stable enzymes and widely used as an indicator of thermal treatments, is the peroxidase (POD). The reduction of POD activity was investigated using ultrafiltration membranes with molecular weight cut off (MWC) of 10, 30 and 50 kDa. The anthocyanins retention was lower with the 50 kDa membrane, with an average of 16% retention and was observed that, in general, the lower the MWC and temperature, the greater was the retention. The POD activity in the treatments at 50°C was reduced regardless of the membrane used; but for the treatments at 30 and 40°C, this activity was reduced by 97.5 and 96.2% for the 10 and 30 kDa membrane, respectively. Another study was conducted in order to minimize losses and waste generation: the pomace (which contains about 70% of the anthocyanins of the fruit), generated in the production of juice underwent the extraction of anthocyanins with organic solvents to be used by the food industry. The optimum conditions of pH and the ethanol/water ratio for extraction of anthocyanins from the blueberry pomace were determined using the response surface methodology. Results showed that the best condition for the extraction of monomeric anthocyanins present in the blueberry pomace was at pH 2.75 and 60% ethanol, with 521 mg of cyanidin-3-glucoside/100 g of pomace. For the extraction of anthocyanidins, it was observed that a concentration of 60% ethanol and pH of 3.40 was the best condition to optimize extraction. The extraction of aglycones peonidin and malvidin was better a higher concentration of solvent and higher pH values. However, application of ethanol extract directly in food is limited by the presence of organic solvent and the anthocyanins lower stability towards heat and light. In order to minimize these effects, there was another study proposing the microencapsulation of anthocyanins extracted from blueberry pomace by freezedrying. Therefore, we tested three different coating agents: maltodextrin (MD) carboxymethylcellulose (CMC) and hydroxypropylmethylcellulose (HPMC). The microparticles morphology, visualized by scanning electron microscopy, showed irregular structures, which is typical of the powders prepared by freezedrying. The microcapsules showed good solubility and anthocyanins stability toward light, presented a half-life exceeding 38 days. Finally, a study related with an application of blueberry pulp was developed, to produce different formulations of purees from the use of hydrocolloids and sugars. The influence of temperature, xanthan gum and fructose addition on rheological behavior in steady state of blueberry puree was evaluated. The xanthan gum appears as a determinant variable for the viscosity of the puree. In the range of additive concentrations studied, the obtained statistical models could be used for the development of formulations with specified viscosity, constituting a useful tool for modeling and design of unit operations related to blueberry puree production.

Ingeniera Civil en Biotecnología / Las antocianinas del maqui son una materia prima de gran interés para la industria alimenticia y nutracéutica, debido al valor agregado que le confieren sus distintas propiedades farmacológicas y a la condición de endemismo de la especie vegetal. Por ello, en el presente trabajo se estudian diversas estrategias de producción in vitro de las antocianinas de Aristotelia chilensis y se concibe un proceso con alcances a escala comercial, buscando satisfacer parte de la creciente demanda por estos compuestos, prescindiendo de la recolección de los frutos del maqui. En cultivos de callo, se evaluaron cinco factores de crecimiento: concentración de sacarosa (3 y 6%), medio basal (MS y B5), luminosidad (L y O), fuente de explante (C, E y H) y hormonas (mezclas a, b, c y d); determinándose que, entre las condiciones de cultivo estudiadas, los tratamientos 3B5.E.L.a, 6MS.C.L.b, 3MS.E.O.b y 6B5.C.O.a presentaron la mayor velocidad de crecimiento celular; mientras que 3B5.C.L.d y 3MS.C.L.d destacaron por su alto contenido de antocianinas. Además, se observó que los callos morados podían seguir produciendo estos compuestos, aún en ausencia de las hormonas que inducían su síntesis, alcanzando aún una acumulación más alta que en presencia de estos químicos. En función de lo anterior, fue posible diseñar e implementar una estrategia de producción de antocianinas en suspensiones celulares de maqui. Este proceso contempló tres fases de cultivo: para aumentar la biomasa (Fase A), para inducir la acumulación de los metabolitos secundarios (Fase B) y para eliminar los residuos de la hormona 2,4-D (Fase C). En consecuencia, se evaluaron dos condiciones de cultivo para la Fase A, en luz (6MS.C.L.b) y oscuridad (6B5.C.O.a); mientras que para las Fase B y C se utilizaron los mismos factores que en 3MS.C.L.d, con y sin hormonas, respectivamente. Sin embargo, la acumulación de antocianinas en los cultivos en suspensión fue deficiente en comparación a la obtenida en callos. Adicionalmente, en la estrategia de cultivo con Fase A en luz, se estudió el efecto de dos elicitores (peróxido de hidrógeno y ácido clorhídrico) y un precursor (fenilalanina); no obstante, ninguno de estos factores favoreció una mayor acumulación de los metabolitos de interés. Finalmente, se concibió un proceso de producción in vitro de antocianinas, con alcances a escala comercial, basado en la implementación de un sistema de inmersión temporal para el cultivo de callos de maqui, el cual incluye el desarrollo de las tres fases de cultivo (A, B y C), anteriormente explicadas, en un periodo total de 40 semanas. De acuerdo a una evaluación técnico-económica, no se puede descartar que esta estrategia sea rentable, sin embargo no es técnicamente factible para altos niveles de producción y por lo tanto, no sería atractiva comercialmente; ya que únicamente es posible generar cantidades de antocianinas del orden de 100 mg por batch, equivalente al contenido en 12 g de fruto de maqui.

Tesis presentada como parte de los requisitos para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo y al Grado de Magíster en Enología y Vitivinicultura / La mezcla de vinos es una práctica muy utilizada en la elaboración de vinos para mejorar ciertas características que son apreciadas por los consumidores. El uso de ciertas variedades puede aportar compuestos fenólicos y aromáticos que modifican ciertas características a los vinos mezclados. Este estudio determinó cuáles son los parámetros físicos, químicos y sensoriales, que se ven modificados al realizarse mezclas de vinos de diferentes variedades. Las variedades que se utilizaron fueron Cabernet Sauvignon, Carménère y Chardonnay, todos ellos de la vendimia 2012. El estudio consto de dos ensayos independientes, cada uno de cuatro tratamientos a los cuales se les realizaron tres repeticiones. El ensayo 1, utilizó como vino base Cabernet Sauvignon y se le adicionó en distintos porcentajes vino de la variedad Carménère. En el ensayo 2, se mezcló una variedad tinta y una variedad blanca, siendo la cepa Carménère el vino base, al cual se le adicionó Chardonnay en distintos porcentajes. Cada uno de los tratamientos fue analizado químicamente para determinar pH, acidez total, azúcares reductores y alcohol. Los variables polifenólicas medidas fueron fenoles, taninos y antocianos totales, fraccionamiento de taninos, intensidad colorante, matiz, CIELAB, fenoles de bajo peso molecular, perfil de antocianinas mediante cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC) y copigmentación. Adicionalmente, se realizó un análisis sensorial, donde se trabajó con un panel entrenado, conformado por 12 evaluadores. Los principales resultados indican que la composición fenólica se ve afectada por la mezcla de vinos. Las modificaciones provocadas están relacionadas a la contribución de las variedades adicionadas. Se observó en el ensayo 1, que solamente la mezcla Cabernet Sauvignon con Carménère (90:10%, v/v) incrementó la copigmentación. Por otro lado en el ensayo 2, las adiciones de Chardonnay a Carménère se tradujeron en la disminución de la copigmentación. En ambos casos, ninguno de los tratamientos presentó una intensidad colorante mayor a la del tratamiento control (tratamiento 1). Finalmente, el panel sensorial no determinó diferencias significativas entre las mezclas de vinos de ambos ensayos, para los parámetros visuales, olfativos y gustativos evaluados. Por lo tanto, no se pudo determinar un patrón perceptible entre las mezclas de vino y las propiedades sensoriales de las mezclas resultantes. / The blending of wines is a practice widely used in the winemaking process to improve certain characteristics that are wanted by consumers. The use of certain varieties can provide phenolic and aromatic compounds that modified certain characteristics on blended wines. This study will determine which are the physical, chemical and sensory parameters, that will be notice when you blend wines with different varieties. The varieties that were used are: Cabernet Sauvignon, Carménère and Chardonnay, and belong to the 2012 vintage. The study consists of two independent experiments, each one with four treatments with three repetitions on each one. In the 1st trial, it used Cabernet Sauvignon as the base wine and was added at different percentages the Carmenere wine. In the 2nd trial, it was blended a red variety and a white variety, being the Carmenere strain the base wine and the Chardonnay was added in different percentages. Each one of the treatments were chemically analyzed to determined pH, total acidity, residual sugars and alcohol. The polyphenolic variables measured were phenols, tannins and total anthocyanins, tannin fractionation, color intensity, hue, CIELAB, low molecular weight phenols, anthocyanin profile by high-performance liquid chromatography (HPLC) and co-pigmentation. Additionally, sensory analysis was performed, which worked with a trained panel of 12 people. The main results indicate that the phenolic composition is affected by wine blending. The induced changes are related to the contribution of the added varieties. It was observed in the 1st trial, only the Cabernet Sauvignon Carménère mixture (90:10%, v/v) increased copigmentation. Furthermore, in the 2nd trial the additions of Chardonnay to Carménère resulted in the decrease of copigmentation. In both cases, none of the treatments had a higher colour intensity than the control treatment (treatment 1). Finally, the sensory panel found no significant differences between the blends of wines from both trials for visual, olfactory and gustative evaluated parameters. Therefore, it was not possible to determine a pattern among the perceptible wine mixtures and sensory properties of the resulting mixtures.

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Made available in DSpace on 2018-08-01T23:19:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9497_Resumo Dissertação Final - Laíz Aparecida Azevedo Silva.pdf: 44729 bytes, checksum: c9af6653fd453794e901414896b81fb2 (MD5) Previous issue date: 2016-07-11 / As doenças cardiovasculares (DCV) são as maiores responsáveis pelas taxas de morbimortalidade no mundo. A ingestão de alimentos ricos em compostos antioxidantes, como o açaí, pode contribuir para a redução do risco de DCV. O objetivo deste trabalho foi investigar o efeito do açaí da palmeira jussara (Euterpe edulis Martius) sobre marcadores de risco cardiovascular em camundongos submetidos a uma dieta hiperlipídica. A polpa de açaí jussara foi liofilizada e avaliada quanto à sua composição centesimal, conteúdo de compostos fenólicos e antocianinas totais e sua capacidade antioxidante in vitro. Para o ensaio biológico, foram utilizados 43 camundongos machos adultos Swiss. Inicialmente, os animais foram submetidos a uma dieta normolipídica (n=22) ou dieta hiperlipídica (n=21), durante 8 semanas. Por um período de mais 8 semanas, o grupo em dieta normolipídica recebeu:dieta controle (AIN-93M) (CT, n=10) ou dieta controle (AIN-93M) suplementada com 2% de polpa do açaí jussara liofilizado (CT+A, n=12); o grupo em dieta hiperlipídica recebeu: dieta hiperlipídica (HF, n=9) ou dieta hiperlipídica suplementada com 2% de polpa do açaí jussara liofilizado (HF+A, n=12). Ao final do período experimental, os animais foram eutanasiados e colhidas amostras de sangue para análises de aspartato aminotransferase (AST), alanina aminotransferase (ALT), colesterol total, HDL-c, LDL-c, triacilgliceróis, ácidos graxos livres, glicose, inibidor do ativador do plasminogênio tipo 1 (PAI-1), molécula de adesão celular intercelular (ICAM) e e-selectina. Ainda, foram realizadas análises histológicas do fígado e do tecido adiposo. Os resultados foram analisados por o teste t para avaliar os grupos CT e HF, antes do período de suplementação. A análise de variância, Two-way, foi realizada para avaliar o efeito da dieta e do fruto e/ou suas interações entre os grupos experimentais (CT, HF, CT+A e HF+A). Os dados foram apresentados em média e erro padrão, com nível de significância de 5%. Os grupos experimentais CT, CT+A e HF+A apresentaram menos que 33% dos hepatócitos com acúmulo de lipídios, entretanto, a intensidade da esteatose hepática do grupo HF foi classificada entre 33 e 66% do parênquima hepático com deposição de gordura. Quanto à área dos adipócitos não foi observado efeito da dieta, fruto ou da interação entre os grupos experimentais. A suplementação com 2% de polpa de açaí jussara liofilizado não foi eficaz para melhorar os níveis de AST, ALT, colesterol total, HDL-c, LDL-c, triacilgliceróis, ácidos graxos livres e glicose. O açaí jussara não promoveu alterações nos marcadores de risco cardiovascular, ICAM, PAI-1 e e-selectina. Conclui-se que, a suplementação com açaí jussara não foi eficaz em melhorar os marcadores de risco cardiovascular e demais parâmetros bioquímicos avaliados. Por outro lado, o açaí jussara promoveu redução da esteatose hepática dos camundongos submetidos a dieta hiperlipídica.