Filmes e coberturas comestíveis têm recebido cada vez mais atenção e interesse por parte de indústrias e pesquisadores pois eles representam uma alternativa para substituir plásticos comumente utilizados para embalagens em indústrias alimentícias. Nesse contexto, filmes biodegradáveis foram produzidos a partir de resíduos da fabricação de cápsulas nutracêuticas compostas por gelatina, glicerina e água e combinados com farinhas de resíduos da indústria de minimamente processados de cenoura e beterraba. Todos os filmes elaborados foram caracterizados quanto às propriedades físico-químicas, mecânicas, de barreira, ópticas e antioxidantes. Dentre os filmes desenvolvidos, os que apresentaram essas características aprimoradas e com maior funcionalidade, foram selecionados para serem estudados quanto a sua estrutura, estabilidade térmica e proteção contra oxidação primária em óleo de girassol embalado pelos filmes. Em geral, a adição de farinhas aos filmes gelatinosos ocasionou: redução de umidade, solubilidade em água, swelling, permeabilidade ao vapor de água e elongação; aumento de opacidade, porcentagem de inibição do radical DPPH; maior proteção aos efeitos da luz e da oxidação primária de óleo de girassol; e estrutura menos lisa e homogênea quando comparado aos filmes sem adição de farinhas. Além disso, os filmes estudados apresentaram estabilidade térmica até aproximadamente 200 °C. Com isso, foi possível desenvolver filmes biodegradáveis com propriedades funcionais a partir de resíduos industriais e colaborar com o desenvolvimento de tecnologias sustentáveis. / Edible films and coatings have gained increasing attention and interest from the industry and researchers, as they represent an alternative to replace commonly used plastics for packaging in the food industry. In this context, biodegradable films were produced from the residues from the manufacture of nutraceutical capsules, mainly composed of gelatin, glycerin and water, and combined with different residue flour derived from the minimal processing of carrot and beet root. All the prepared films were characterized regarding their physicochemical, mechanical, barrier, optical and antioxidant properties. The films which presented improved characteristics and greater functionality were selected to be studied regarding their structure, thermal stability and protection against primary oxidation of sunflower oil packed in the films. In general, the addition of the flour into the gelatin-based films caused: reduction in the moisture content, water solubility, swelling, water vapor permeability and elongation at break; increase in the opacity and percentage inhibition of DPPH radical; greater protection against the effects of light and primary oxidation of sunflower oil; and less smooth and homogeneous structure when compared to films without addition of flours. Furthermore, the studied films showed thermal stability up to approximately 200 ° C. Thus, it was possible to develop biodegradable films with functional properties from industrial residues and contribute to the development of sustainable technologies.

LIMA, Jorgiane da Silva Severino. Desenvolvimento de revestimento à base de concentrado protéico de soro de leite e óleo essencial de erva doce e sua eficiência na vida pós-colheita de mamão "Golden". 2015. 74 f. Dissertação (mestrado em ciência e tecnologia de alimentos)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2015. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-03-22T18:47:42Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_jsslima.pdf: 2152799 bytes, checksum: 4b05e66f4d723d2c1ab344c4735fd5c0 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-05-18T19:18:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_jsslima.pdf: 2152799 bytes, checksum: 4b05e66f4d723d2c1ab344c4735fd5c0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-18T19:18:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_jsslima.pdf: 2152799 bytes, checksum: 4b05e66f4d723d2c1ab344c4735fd5c0 (MD5) Previous issue date: 2016 / Papaya (Carica papaya L.) is a climacteric fruit, has high transpiration rates and due to the intense metabolism during ripening, senesce quickly, making it difficult to store for long periods and consequently generating high rates of post harvest losses, which may be aggravated by the action of Colletotrichum gloeosporioides. In view of extending the useful life of the papaya'Golden' this study aimed to develop a coating using a combination of protein whey concentrate (WPC), essential oil of fennel (OED), calcium chloride (CC) and glycerol (G). Evaluations were carried out in vitro effect of different concentrations of OED reduction in mycelial growth of C. gloesporioides as were tested in vitro fungitoxic capacity of the O ED. Using the two most efficient concentrations of OED togethe r with different concentrations of WPC (10, 12, 14%), DC (1%) and G (5%) were formulated nine coatings, which have had their stability evaluated using the analysis contact angle, average particle diameter, zeta potential and microscopy. Possession of the most promising coatings were started three experiments in parallel. In the first, papayas artificially inoculated with C. gloesporiodes were submitted to coatings, to assess the incidence and severity of the pathogen. The second and third experiments, sound papayas were coated and subjected to analysis of survival and quality respectively. In vitro tests showed a positive potential in use of the fennel oil on mycelial growth of the fungus C. gloesporioides with minimal inhibitory concentration (MIC) and mini mum fungicidal concentration of 2000 ppm. The set of analyzes used to assess the stability of the formulated coatings indicated that those containing a lower percentage of WPC (10%) and the OED higher concentrations (0.2% and 0.4%) provided the formation of more stable coatings. In the experiment using papayas inoculated with C. gloeosporioides, we observed a lower incidence and severity of disease in non - inoculated points of the coated papayas Coatings tested in survival analysis were able to slow the ripening process of papayas, and the treatment consists of: 10% of CPSL, 0.4% O ED, 1% and 5% CC G was the most effective in controlling the incidence of C. gloeosporioides and the extension of postharvest life of these fruits. / O mamão (Carica papaya L.) é um fruto climatérico, apresenta altas taxas de transpiração e, devido ao intenso metabolismo durante o amadurecimento, senesce rapidamente, dificultando o armazenamento, por períodos prolongados e, consequentemente gerando altos índices de perdas pós-colheita, as quais podem ser agravadas pela ação do Colletotrichum gloeosporioides. Na perspectiva de estender o tempo de vida útil do mamão ´Golden´ este estudo objetivou desenvolver um revestimento usando uma combinação de concentrado protéico de soro de leite (CPSL), óleo essencial de erva doce (OED), cloreto de cálcio (CC) e glicerol (G).Foram realizadas avaliações in vitro do efeito de diferentes concentrações de OED na redução do crescimento micelial de C. gloesporioides, assim como foram testados in vitro a capacidade fungitóxica do OED. Utilizando as duas concentrações mais eficientes do OED juntamente com diferentes concentrações de CPSL (10, 12, 14%), CC (1%) e G (5%), foram formulados nove revestimentos, os quais tiveram sua estabilidade avaliada por meio das análises de ângulo de contato, diâmetro médio das partículas, potencial zeta e microscopia de varredura. De posse dos revestimentos mais promissores, foram iniciados três experimentos em paralelo. No primeiro,mamões inoculados artificialmente com C. gloesporiodes foram submetidos aos revestimentos,para avaliação da incidência e severidade do patógeno. No segundo e terceiro experimentos, mamões sadios foram revestidos e submetidos à análise de sobrevivência e da qualidade, respectivamente. Os testes in vitro demonstraram um potencial positivo na utilização do óleo de erva doce no desenvolvimento micelial do fungo C. gloesporioides, com concentração mínima inibitória (CMI) e concentração mínima fungicida de 2000ppm. O conjunto de analises utilizado para avaliar a estabilidade dos revestimentos formulados indicou que, aqueles contendo menor percentual de CPSL (10%)e maiores concentrações de OED (0,2% e 0,4%) proporcionaram, a formação de revestimentos mais estáveis. No experimento utilizando mamões inoculados com C. gloeosporioides, foi possível observar menor incidência e severidade da doença nos pontos não inoculados dos mamões revestidos. Os revestimentos testados na análise de sobrevivência foram capazes de retardar o processo de maturação dos mamões, sendo o tratamento composto por: 10% de CPSL, 0,4% de OED, 1% de CC e 5% de G o mais eficiente no controle da incidência de C. gloeosporioides e na extensão da vida pós-colheita destes frutos.

Filmes biodegradáveis são uma alternativa ao uso de embalagens não biodegradáveis, relacionado ao aumento do uso deste material, impacto e descarte inadequado. Para produção de filmes diversos polímeros podem ser utilizados, em que o amido apresenta boas características e propriedades para obtenção. A adição de antioxidantes naturais nanoencapsulados, como carotenoides, pode auxiliar no desenvolvimento de filmes biodegradáveis com atividade antioxidante, com maior estabilidade e solubilidade destes compostos. Assim, filmes biodegradáveis ativos foram obtidos a partir do amido de mandioca com adição de licopeno ou β-caroteno livres e nanoencapsulados. Diferentes formulações foram desenvolvidas, nos quais os antioxidantes naturais livres ou nanoencapsulados foram adicionados a mesma concentração. Os filmes com adição dos pigmentos nanoencapsulados apresentaram características diferentes da adição dos pigmentos livres, com maior espessura, permeabilidade ao vapor de água, opacidade, propriedades mecânicas, menor transmissão de luz UV/Vis e maior interação do aditivo com a matriz. Os filmes com nanocápsulas também apresentaram maior efeito protetor sobre a estabilidade do óleo de girassol armazenado sob condição acelerada de oxidação, com menor formação de produtos de oxidação e potencial aplicação como embalagem de alimentos. Os filmes foram utilizados para avaliar a estabilidade oxidativa de manteiga, que apresentou maior estabilidade e manutenção da qualidade durante o armazenamento sob incidência de luz quando armazenada nos filmes com adição de nanocápsulas. Além disso, independente da adição de licopeno ou β-caroteno livres e nanoencapsulados, todos os filmes apresentaram estabilidade térmica e rápida biodegradabilidade após 15 dias. Filmes biodegradáveis com adição de carotenoides, licopeno e β-caroteno, apresentaram resultados promissores para o desenvolvimento de embalagens com antioxidantes naturais e manutenção da estabilidade de alimentos com alto teor de gordura durante o armazenamento. / Biodegradable films are an alternative to use of non-biodegradable packaging, related to increased use of this material, impact and inappropriate disposal. For film production, various polymers may be used, wherein the starch has good characteristics and properties for obtaining. The addition of natural nanoencapsulated antioxidants, such as carotenoids, may aid the development of biodegradable films with antioxidant activity, with greater stability and solubility of these compounds. Thus, active biodegradable films were obtained from cassava starch with the addition of free and nanoencapsulated lycopene or β-carotene. Different formulations were developed, where free or nanoencapsulated natural antioxidants were added at the same concentration. The films with the addition of nanoencapsulated pigments presented different characteristics of free pigment addition, with greater thickness, permeability to water vapor, opacity, mechanical properties, lower transmission of UV/Vis light and greater interaction of the additive with the matrix. The films with nanocapsules also had a greater protective effect on the stability of the sunflower oil stored under accelerated oxidation conditions, with less formation of oxidation products and potential application as food packaging. The films were used to evaluate the oxidative stability of butter, which presented higher stability and maintenance of the quality during storage under light incidence when stored in the films with the addition of nanocapsules. In addition, independent of the addition of free and nanoencapsulated lycopene or β-carotene, all films showed thermal stability and rapid biodegradability after 15 days. Biodegradable films with the addition of carotenoids, lycopene and β-carotene, presented promising results for the development of packages with natural antioxidants and maintenance of the stability of foods with high-fat content during storage.

As embalagens têm grande importância na indústria de alimentos, pois tem como função principal proteger os alimentos contra contaminações externas. Porém, grande parte das embalagens tradicionais são produzidas a partir de fontes não renováveis e não biodegradáveis, causando sérios problemas ambientais. Por isso, os filmes e coberturas biodegradáveis vêm despertando atenção e interesse dos pesquisadores e indústrias. Neste trabalho, verificou-se a capacidade de desenvolver filmes biodegradáveis com propriedades antioxidantes, utilizando amido de mandioca, como matriz polimérica, e a adição de diferentes concentrações de biomassa seca e extrato de biomassa das microalgas Heterochlorella luteoviridis e Dunaliella tertiolecta. Os filmes foram caracterizados quanto a suas propriedades físico-químicas, mecânicas, de barreira, óticas e antioxidantes. Dentre os filmes desenvolvidos, o que apresentou melhores características foi selecionado para a aplicação em embalagem de salmão e avaliação da proteção contra a oxidação. Em geral, a aplicação da biomassa das microalgas ocasionou um aumento na solubilidade, biodegradabilidade e opacidade dos filmes. Já os filmes com aplicação de extrato obtiveram os menores valores para esses parâmetros A biomassa provocou aumento na elongação na ruptura e redução na resistência a tração e módulo de Young dos filmes; a adição de extrato resultou em características mecânicas inversas a dos filmes adicionados de biomassa. Todos os filmes com a adição das microalgas obtiveram resultados positivos na atividade antioxidante avaliada pelo índice de peróxidos. O filme contendo 2,0 % de extrato de H. luteoviridis foi o que apresentou a menor permeabilidade ao vapor de água e boas características mecânicas. Portanto, foi escolhido para aplicação em salmão. Na análise de TBARS, a oxidação lipídica foi retardada, porém ocasionou a diminuição da umidade do peixe. Os resultados obtidos neste trabalho comprovam que a aplicação de biomassa de microalga H. luteoviridis e D. tertiolecta resultam em filmes biodegradáveis, com elevada atividade antioxidante, porém, com alta solubilidade, o que dificulta a aplicação em alimentos úmidos. Os filmes contendo extrato das microalgas possuem aptidão para serem aplicados em alimentos com maior teor de água. / Packaging has great importance in food industry, mainly protecting food against external contamination. However, most of the traditional packaging are produced from non-renewable and non-biodegradable sources, causing serious environmental problems. Therefore, biodegradable films and coatings have been attracting attention and interest from researchers and industries. This work studied the development of biodegradable films with antioxidant properties, using cassava starch as polymer matrix, and the addition of different concentrations of dry biomass and biomass extract of the microalgae Heterochlorella luteoviridis and Dunaliella tertiolecta. The films were characterized for their physicochemical, mechanical, barrier, optical and antioxidant properties. The film that presented the best characteristics was selected for application in salmon packaging aiming protection against lipid oxidation. In general, the addition of microalgae biomass caused an increase in the solubility, biodegradability and opacity of the films. The films with microalgae extract showed the lowest values of these parameters The addition of microalgae biomass caused an increase on elongation and rupture and a reduction on the tensile strength and Young's modulus of the films. However, the addition of microalgae extract caused an inverse effect on the mechanical characteristics of the films. All films with microalgae biomass or extract showed higher antioxidant activity evaluated by peroxide index. The film containing 2.0 % extract of H. luteoviridis was the one that presented a lowest permeability to water vapor and good mechanical characteristics. Therefore, it was chosen for application in salmon. In the analysis of TBARS, the lipid oxidation was delayed, but caused the decrease of the moisture of the fish. The results showed that the application of H. luteoviridis and D. tertiolecta microalgae biomass results in biodegradable films, with high antioxidant activity, as high solubility, which makes it difficult to apply nor moist foods. The films containing microalgae extracts suitable for use in foods with higher water content.

A preocupação com o meio ambiente tem aumentado o interesse em torno da pesquisa e desenvolvimento de embalagens biodegradáveis. A hidrofilicidade característica destes filmes afeta as propriedades mecânicas e de barreira, limitando a sua utilização. A elaboração de filmes híbridos tem sido estudada como hipótese para melhorar estas pripriedades. Porém são escassos os trabalhos que relatam o desenvolvimento de embalagens biodegradáveis híbridas organo-inorgânicas para alimentos. Neste contexto, foi proposta a preparação de filmes biodegradáveis usando a técnica de casting, utilizando como base amido de mandioca e glicerol, com incorporação de precursor alcóxido contendo silício (TEOS) em diferentes concentrações e diferentes técnicas de solubilização. A adição do TEOS visa incorporar ao sistema fases de sílica para modificar propriedades dos filmes. Os materiais foram caracterizados por técnicas de FTIR, MEV, TGA, opacidade, solubilidade em água, grau de intumescimento, PVA, e propriedades mecânicas. A adição de TEOS mostrou-se mais eficaz quando passou por processo de pré-hidrólise antes da incorporação à solução filmogênica, interferindo significativamente nos resultados das análises mecânicas, óticas e de barreira. Nas micrografias do MEV verificou-se que as fases de sílica estavam uniformemente incorporadas ao polímero, porém apresentando domínios micrométricos. Os filmes híbridos biodegradáveis produzidos apresentam propriedades satisfatórias sendo viável a continuidade de pesquisas nessa área, visando o melhoramento do processo e futura aplicação como embalagem de alimentos na forma de filmes ou embalagens rígidas. / Concern about the environment has increased interest in the research and development of biodegradable packaging. The characteristic hydrophilicity of these films affects the mechanical and barrier properties, limiting their use. The elaboration of hybrid films has been studied as a hypothesis to improve these properties. However, there are few reports about development of biodegradable hybrids films, organic-inorganic for food. In this context, it was proposed the preparation of biodegradable films using the casting technique, based on cassava starch and glycerol, with incorporation of an alkoxide precursor containing silicon (TEOS) in different concentrations and solubilization techniques. The addition of TEOS aims to incorporate silica phases into the system to improve film properties. The materials were characterized by FTIR, SEM, TGA, opacity, water solubility, swelling, WVP and mechanical properties. The addition of TEOS was more efficient when it underwent prehydrolysis before incorporation into the film-forming solution, significantly interfering with the results of the mechanical, optical and barrier analyzes. In SEM micrographs it was found that the silica phases were uniformly incorporated into the polymer, however presenting micrometric domains. The films produced have satisfactory properties in the elaboration of biodegradable hybrid films, being viable the continuity of researches in this area, intending at the improvement of the process and future application as food packaging in the form of films of rigid packaging.

O interesse no desenvolvimento de filmes biodegradáveis tem aumentado ao longo dos anos, devido às preocupações ambientais com o descarte de materiais não renováveis de embalagens para alimentos. O destino final dos resíduos de indústrias é apresentado como um problema bastante representativo, devido ao fato de que os mesmos, muitas vezes não podem ser reaproveitados pela própria indústria, e exigem custos altos para serem descartados. Neste trabalho, verificou-se a capacidade de desenvolver filmes biodegradáveis, pela técnica de casting, a partir de resíduos da fabricação de cápsulas nutracêuticas de óleo de cártamo, óleo de coco e óleo de coco e cártamo (compostos por gelatina, glicerol e água), bem como o efeito da adição em diferentes proporções (20:4, 30:4, 40:4 e 50:4) de resíduos de cápsulas de óleo de cártamo em soluções filmogênicas de 4% de amido de milho, através de análises físico-químicas, mecânicas, estruturais, de barreira, térmicas e morfológicas. Os filmes elaborados a partir dos resíduos de cápsulas nutracêuticas, apresentaram baixa permeabilidade ao vapor d’água, solubilidade em água intermediária, baixa resistência à tração e módulo de Young e alta elongação na ruptura. Estes resultados demonstram que os filmes possuem aptidão para serem aplicados em alimentos mais secos, e possuem boas características mecânicas que podem favorecer sua aplicação como embalagem para alimentos. A adição de maiores quantidades de resíduo (gelatina e glicerol) na solução filmogênica de amido de milho interferiu nas características, diminuindo a resistência à tração e módulo de Young, e aumentando a elongação na ruptura, permeabilidade ao vapor d’água e solubilidade em água. Estes resultados demonstram que a adição dos resíduos aumentou a elasticidade e flexibilidade dos filmes, possibilitando a aplicação em diferentes embalagens para alimentos, de acordo com suas características. Todos os filmes apresentaram uma boa estabilidade térmica e propriedades morfológicas adequadas, visto que, foram obtidos filmes sem rachaduras e bolhas. Em relação à cor, todos os filmes apresentaram coloração mais amarelada, devido às características do resíduo, e também apresentaram alta transparência. Além disso, os filmes demonstraram excelentes propriedades de proteção contra a radiação UV, indicando que estes filmes podem proteger os alimentos embalados pelos mesmos. Diante do exposto, pode-se observar que é viável a utilização de resíduos da fabricação de cápsulas nutracêuticas para utilização no desenvolvimento de filmes biodegradáveis, sendo que estes resíduos podem ser utilizados separadamente ou em combinação com outros ingredientes. / The interest in developing biodegradable films has increased over the years due to the environmental concerns about the disposal of non-renewable materials for food packaging. The final destination of industrial wastes is presented as a problem fairly represented because seldom can these wastes be reused in industry and requires high costs to be discarded. In this work, the ability to develop biodegradable films was observed, by the casting technique, from manufacture wastes of nutraceutical capsules of safflower oil, coconut oil and coconut and safflower oil (composed of gelatin, glycerol and water), and the effect of the addition of different proportions (20:4, 30:4, 40:4 and 50:4), of safflower oil nutraceutical capsules waste in filmogenic solution of 4% corn starch by physico-chemical, mechanical, structural, barrier, thermal and morphological analyses. The films made from nutraceutical capsule wastes showed low water vapor permeability, intermediate water solubility, low tensile strength and Young’s modulus and high elongation at break. These results demonstrate that the films have the potential to be applied in dry foods and have good mechanical characteristics that can favor its application as packaging for food. The addition of large amounts of waste (gelatin and glycerol) in the filmogenic solution of corn starch changed the characteristics, decreasing the tensile strength and Young’s modulus and increasing elongation at break, water vapor permeability and water solubility. These results demonstrate that the addition of waste increased the flexibility and elasticity of the films, allowing its use in different food packaging, according to their characteristics. All films showed good thermal stability and adequate morphological properties where obtained films were without cracks or bubbles. All films were yellowish in color due to the characteristics of waste and also showed high transparency. Moreover, the films had excellent absorption of UV radiation, indicating that these films may have the ability to protect foods that will be packaged hereafter. This study demonstrates the possibility to utilize nutraceutical capsules waste for the development of biodegradable films, and these wastes can be used separately or in combination with other ingredients.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A utilização de polímeros biodegradáveis é uma das formas de minimizar o grande volume de descartes de materiais poliméricos que tendem a aumentar cada vez mais causando dano ao meio ambiente. Existem vários métodos de avaliação de biodegradação de polímeros que podem contribuir para o desenvolvimento de novos materiais biodegradáveis. Nessa dissertação foi avaliada a biodegradação do compósito de matriz de polímero comercial à base de poliéster e amido e fibra de coco verde. Foram usados dois métodos, em solo simulado e em ambiente marinho. A biodegradação dos compósitos foi avaliada através das análises de: Perda de massa, Microscopia ótica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), Análise Termogravimétrica (TGA) e Espectroscopia na região do Infravermelho (FTIR). Além disso, foi realizada uma comparação entre desempenho de biodegradação do material nos dois ambientes. A velocidade de biodegradação no ambiente marinho é maior do que no solo simulado / The use of biodegradable polymers is one of the ways to minimize the large volume discharges of polymer materials which tend to increase causing more damage to the environment. There are several methods for evaluation of polymer biodegradation which can contribute to the development of new biodegradable materials. In this dissertation was evaluated the biodegradation of a polymer composite commercial with matrix based on polyester and starch and green coconut fiber. Two methods were used, simulated soil and marine environment. The biodegradation of the composites was evaluated by mass loss, optical microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis (TGA) and Infrared Spectroscopy (FTIR). In addition, it was performed a comparison between the biodegradation of the material in both environments. The biodegradation rate of the marine environment is greater than the simulated ground

O aumento do cultivo da aveia branca (Avena sativa L.) nos últimos anos ocorre devido aos inúmeros benefícios ao sistema de produção. Essa cultivar tem assumido importância como cultura alternativa ao trigo na estação fria na produção de grãos, forragem e cobertura de solo. Além disso, de grande importância para a alimentação humana e animal, pela qualidade nutricional e presença de fibras solúveis. A adequada disponibilidade de nutrientes as plantas depende, entre outros fatores, da quantidade de matéria orgânica do solo, da composição dos resíduos vegetais, da expectativa do rendimento e da umidade e temperatura do ar, que interagem nos sistemas de produção. O cultivo de gramíneas sobre os resíduos de soja e milho contribuem de maneira distinta no desenvolvimento do dossel. A expressão de potenciais de rendimento da aveia branca está associada às técnicas de manejo, umidade, disponibilidade de nutrientes, controle fitossanitário e outros. Para tanto, a adubação nitrogenada atrelada à umidade do solo representa fator importante na eficiência de uso do nutriente, seja via sintética ou da decomposição orgânica dos resíduos vegetais sobre o solo. A decomposição dos resíduos das culturas antecessoras depende das suas características, pela condição de relação carbono/nitrogênio (C/N) que envolve teores de carbono solúvel, celulose e lignina. O uso de hidroretentores de água no solo pode representar uma tecnologia inovadora de manutenção de umidade no sistema favorecendo o aproveitamento do N-fertilizante e/ou residual nas distintas condições de cultivo. O uso da modelagem matemática neste contexto facilita a compreensão e simulação do desenvolvimento, produção e qualidade de grãos da aveia junto a complexidade dos fatores envolvidos no manejo de uso do nitrogênio e sua interatividade com o hidrogel. O presente trabalho tem por objetivo a modelagem matemática por logica fuzzy e redes neurais artificiais na análise, simulação e otimização de uso do nitrogênio em aveia pela manutenção de água no solo com o emprego de hidrogel. Além disto, considerando sistemas de cultivo de alta e reduzida taxa de liberação de N-residual e doses de N-fertilizante em condições agroclimáticas reais de safras agrícolas. O estudo é realizado no Instituto Regional de Desenvolvimento Rural (IRDeR/DEAg/UNIJUÍ), Augusto Pestana (RS). O experimento foi delineado em blocos casualizados com quatro repetições seguindo um modelo fatorial 4x4 sendo, quatro doses de adubação nitrogenada (0, 30, 60 e 120 kg ha-1) e quatro doses de Hidrogel (Retentor de água ao solo) (0, 30, 60, 120 kg ha-1), considerando em cada sistema de cultivo (milho/aveia; soja/aveia) dois experimentos. Um para obtenção de cortes de biomassa a cada 30 dias para simulação do desenvolvimento da aveia e, outro, exclusivamente voltado a produtividade de grãos, na modelagem e otimização do efeito conjunto nitrogênio e hidrogel. Pelos modelos de regressão linear à taxa de produtividade de biomassa dia-1 em aveia, mostrou tendência de crescimento com o incremento da dose do N-fertilizante em ambos os sistemas de cultivo, independente da condição de uso do hidrogel. Porém, nem sempre acompanhada pela maior produtividade de grãos. Na simulação da dose ideal de nitrogênio por regressões polinominais, as doses 30 kg ha-1 e 60 kg ha-1 de hidrogel, no sistema soja/aveia, mostraram maior contribuição no aproveitamento do fertilizante, permitindo aumento na expressão da produtividade de grãos de aveia. Nos sistema milho/aveia, o incremento na produtividade de grãos deu-se nas doses mais elevadas do biopolímero. Na análise da produtividade de grão de aveia, pelo teste de médias, as doses 30 kg ha-1 e 60 kg ha-1 de hidrogel, combinadas com as doses 60 kg ha-1 e 120 kg ha-1 de nitrogênio expressaram os maiores rendimentos de grãos, independente do ano e sistema de cultivo. Por regressões polinominais e superfície de resposta, a dose ideal de hidrogel e nitrogênio, evidenciou maior aproveitamento do N-fertilizante, em condições de clima favorável ao cultivo da aveia. No entanto, as condições ideais de hidrogel para ambos os sistemas e anos de cultivo ficaram entre 60 e 66 kg ha-1, e as doses de nitrogênio sendo 78 e 80 kg ha-1 para o sistema soja/aveia e 104 e 95 kg ha-1e no sistema milho/aveia, para os anos de 2014 e 2015, respectivamente.O modelo fuzzy gerado possibilitou estimar os valores de produtividade de grãos e biomassa nas condições de uso do hidrogel em função das doses de nitrogênio e temperatura máxima. Destaca-se que não houve diferença significativa entre as médias obtidas experimentalmente e aquelas obtidas utilizando o sistema lógica 8 fuzzy. As redes neurais artificiais do tipo Perceptron de Múltiplas Camadas, com o algoritmo de aprendizagem backpropagation e função de treinamento Levember-Marquadt, se mostraram eficientes na previsibilidade da produtividade de grãos em qualquer estádio de desenvolvimento da aveia, atrelando ao modelo condições de edafoclimáticas. Assim, vindo a somar-se com os modelos convencionais de simulação, tornando-se uma ferramenta de auxílio na tomada de decisões, quanto ao manejo da cultura da aveia. / 115 f.

Submitted by HELDER ADRIANO DE SOUZA DA SILVA null (engagrhelder@gmail.com) on 2017-10-23T11:36:30Z No. of bitstreams: 1 Helder Silva_Tese Doutorado_Versão Final.pdf: 1702867 bytes, checksum: 310cbc02855d7c5a4fd55e173cd7a3b8 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-10-25T17:07:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_has_dr_ilha.pdf: 1702867 bytes, checksum: 310cbc02855d7c5a4fd55e173cd7a3b8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-25T17:07:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_has_dr_ilha.pdf: 1702867 bytes, checksum: 310cbc02855d7c5a4fd55e173cd7a3b8 (MD5) Previous issue date: 2017-08-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A adubação NPK é fundamental no estabelecimento e produtividade do eucalipto. Assim objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito de adubação mineral de plantio, aplicada no sulco de plantio, no estado nutricional e crescimento de clones de eucalipto (Eucalyptus urograndis), em solo de Cerrado, bem como o comportamento das mudas em tubete convencional e em tubete biodegradável. O experimento foi conduzido de outubro de 2015 a julho de 2017, na fazenda Campo Verde IV (grupo Zopone), localizada no município de Selvíria - MS. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com dezesseis tratamentos e quatro repetições, em esquema fatorial 4x4, sendo quatro doses: 0, 160, 320 e 640 kg ha-1 da fórmula 08-32-16 + 0,5% B, 0,5% Cu e 0,5% Zn, em quatros clones: I144 em tubete de papel biodegradável, e em tubete convencional: I144, H13 e 1528 (superclone). Cada parcela foi composta por 42 plantas, distribuídas em sete linhas de seis plantas cada, totalizando 378,0 m2 de área, sendo considerada área útil apenas as seis plantas centrais, totalizando 54,0 m2 de área por parcela. Os atributos analisados foram altura de plantas, diâmetro do caule das plantas, teores de nutrientes foliares da parte aérea, sobrevivência das plantas e volume de madeira com casca. Baseada na avaliação aos 17 meses de idade recomenda-se a aplicação de 437 kg ha-1 (118 m3 de madeira), 350 kg ha-1 (81 m3 de madeira), 450 kg ha-1 (77 m3 de madeira) e 410 kg ha-1 (137 m3 de madeira), para os clones I144 TB, I144 TC, H13 e 1528, respectivamente, da fórmula 08-32- 16 + 0,5% B, 0,5% Cu e 0,5% Zn, no plantio; com uso dos clones I144, produzido em tubete biodegradável, e o 1528, produzido em tubete convencional, pois resultaram em plantas com maior desenvolvimento em altura e diâmetro do caule à altura do peito. / The mineral fertilization NPK is essential in the establishment and productivity of eucalyptus. The objective of this work was to evaluate the effect of mineral fertilization of planting, applied in the planting groove, nutritional status and growth of eucalyptus urograndis (Eucalyptus urograndis) clones, in Cerrado soil, as well as the behavior of the seedlings in a conventional tube and in a biodegradable tube. The experiment was conducted from October 2015 to July 2017, at Campo Verde IV farm (Zopone group), located in the municipality of Selvíria - MS. The experimental design was a randomized block with sixteen treatments and four replications, in a 4x4 factorial scheme, with four doses: 0, 160, 320 and 640 kg ha-1 of the formula 08-32-16 + 0,5% B, 0 , 5% Cu and 0.5% Zn, in four clones: I144 in a biodegradable paper carton, and in a conventional cartridge: I144, H13 and 1528 (superclone). Each parcel was composed of 42 plants, distributed in seven rows of six plants each, totaling 378.0 m2 of area, being considered useful area only the six central plants, totaling 54.0 m2 of area per plot. The attributes analyzed were plant height, stem diameter of plants, leaf nutrient content of shoot, plant survival and volume of bark. Based on the assessment at 17 months of age, it is recommended 437 kg ha-1 (118 m3 wood), 350 kg ha-1 (81 m3 wood), 450 kg ha-1 (77 m3 wood) and 410 kg ha-1 (137 m3 wood), for clones I144 TB, I144 TC, H13 and 1528, respectively, of formula 08-32-16 + 0.5% B, 0.5% Cu and 0.5% Zn, at planting; with the use of clones I144, produced in a biodegradable tube, and 1528, produced in conventional tube, as they resulted in plants with greater development in height and diameter of the stem at the breast height.

Filmes biodegradáveis são uma alternativa ao uso de embalagens não biodegradáveis, relacionado ao aumento do uso deste material, impacto e descarte inadequado. Para produção de filmes diversos polímeros podem ser utilizados, em que o amido apresenta boas características e propriedades para obtenção. A adição de antioxidantes naturais nanoencapsulados, como carotenoides, pode auxiliar no desenvolvimento de filmes biodegradáveis com atividade antioxidante, com maior estabilidade e solubilidade destes compostos. Assim, filmes biodegradáveis ativos foram obtidos a partir do amido de mandioca com adição de licopeno ou β-caroteno livres e nanoencapsulados. Diferentes formulações foram desenvolvidas, nos quais os antioxidantes naturais livres ou nanoencapsulados foram adicionados a mesma concentração. Os filmes com adição dos pigmentos nanoencapsulados apresentaram características diferentes da adição dos pigmentos livres, com maior espessura, permeabilidade ao vapor de água, opacidade, propriedades mecânicas, menor transmissão de luz UV/Vis e maior interação do aditivo com a matriz. Os filmes com nanocápsulas também apresentaram maior efeito protetor sobre a estabilidade do óleo de girassol armazenado sob condição acelerada de oxidação, com menor formação de produtos de oxidação e potencial aplicação como embalagem de alimentos. Os filmes foram utilizados para avaliar a estabilidade oxidativa de manteiga, que apresentou maior estabilidade e manutenção da qualidade durante o armazenamento sob incidência de luz quando armazenada nos filmes com adição de nanocápsulas. Além disso, independente da adição de licopeno ou β-caroteno livres e nanoencapsulados, todos os filmes apresentaram estabilidade térmica e rápida biodegradabilidade após 15 dias. Filmes biodegradáveis com adição de carotenoides, licopeno e β-caroteno, apresentaram resultados promissores para o desenvolvimento de embalagens com antioxidantes naturais e manutenção da estabilidade de alimentos com alto teor de gordura durante o armazenamento. / Biodegradable films are an alternative to use of non-biodegradable packaging, related to increased use of this material, impact and inappropriate disposal. For film production, various polymers may be used, wherein the starch has good characteristics and properties for obtaining. The addition of natural nanoencapsulated antioxidants, such as carotenoids, may aid the development of biodegradable films with antioxidant activity, with greater stability and solubility of these compounds. Thus, active biodegradable films were obtained from cassava starch with the addition of free and nanoencapsulated lycopene or β-carotene. Different formulations were developed, where free or nanoencapsulated natural antioxidants were added at the same concentration. The films with the addition of nanoencapsulated pigments presented different characteristics of free pigment addition, with greater thickness, permeability to water vapor, opacity, mechanical properties, lower transmission of UV/Vis light and greater interaction of the additive with the matrix. The films with nanocapsules also had a greater protective effect on the stability of the sunflower oil stored under accelerated oxidation conditions, with less formation of oxidation products and potential application as food packaging. The films were used to evaluate the oxidative stability of butter, which presented higher stability and maintenance of the quality during storage under light incidence when stored in the films with the addition of nanocapsules. In addition, independent of the addition of free and nanoencapsulated lycopene or β-carotene, all films showed thermal stability and rapid biodegradability after 15 days. Biodegradable films with the addition of carotenoids, lycopene and β-carotene, presented promising results for the development of packages with natural antioxidants and maintenance of the stability of foods with high-fat content during storage.