Orientador: Caroline Joy Steel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T05:07:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_ReinaldoEduardo_M.pdf: 3044163 bytes, checksum: f704bd363854b3c9458130c70bece72a (MD5) Previous issue date: 2006 / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Ranulfo Monte Alegre, Vanildo Luiz Del Bianchi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T12:41:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guandalini_NataliaCapeletti_M.pdf: 871682 bytes, checksum: e4a32e6ca78e765cdc8ad2777861e933 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O fungo Metharhizium anisopliae tem sido empregado no biocontrole de insetos em diferentes regiões do Brasil, com aplicação principal em lavouras de cana-de-açúcar. O processo de biocontrole envolve a adesão dos esporos do fungo à superfície do inseto, a destruição do mesmo através da pressão mecânica das hifas, além de processos de digestão enzimática de proteínas, quitinas e lipídeos. Por esse motivo, estudos indicam a viabilidade da produção de amilases, proteases, lipases e quitinases pelo fungo. Além disso, este fungo tem sido objeto de estudos como produtor de swainsonine, um alcalóide com ação potencial na inibição da metástase celular e do crescimento primário de tumores, sendo promissora a sua utilização em tratamentos contra o câncer e AIDS. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo estudar o potencial amilolítico de linhagens de Metarhizium anisopliae. Para a produção das enzimas utilizou-se fermentação em meio sólido. Para tanto, o microrganismo mantido em meio BDA foi inoculado através da suspensão de células na concentração de 107 esporos/g em 10 g de meio farelo e casca de arroz, em proporções de 7/3 (p/p), 6/4 (p/p) e 8/2 (p/p). A umidade inicial dos meios de cultivo variou em 47%, 65% e 74%. A fermentação ocorreu em sacos de polipropileno, os quais foram mantidos a 28ºC durante 480 horas, sendo retiradas amostras a cada 24 horas. No extrato enzimático obtido foram determinadas as atividades de a-amilase e de amiloglicosidase. Para o estudo da influência da interação de fatores como meio de cultivo, umidade, pH e concentração de esporos na produção das enzimas em estudo, foi utilizado um planejamento experimental 24-1, onde se observou que o pH apresenta influência na produção de a-amilase. Para a produção de a-amilase e amiloglicosidase, observou-se que o melhor meio de cultivo foi o constituído por farelo e casca de arroz na proporção 6/4 (p/p), com umidade de 47%. O pH ótimo para a atividade de a¿amilase e de amiloglicosidase foi de 5 - 5,5, apresentando estabilidade numa faixa de 5 ¿ 6,5 para a a¿amilase e de 5,5 ¿ 6 para a amiloglicosidase. A temperatura ótima para a atividade enzimática de a¿amilase foi de 70ºC e de 60ºC para a amiloglicosidase, apresentando estabilidade numa faixa de 10 a 50ºC. A atividade enzimática de a¿amilase foi influenciada positivamente pelos íons Mg+2, Mn+2, K+, Ca+2 e EDTA, enquanto o íon Zn+2 influenciou negativamente a atividade da enzima. Para a amiloglicosidase, todos os íons testados apresentaram efeito negativo, com destaque para o Zn+2 que apresentou a maior redução na atividade enzimática / Abstract: The fungus Metharhizium anisopliae has been used as biocontrol agent, actuating on insects in different areas of Brazil, with main application in sugarcane farmings. Such a biocontrol process involves the adhesion of the fungus spores to the surface of the insect, destruction of the same through the mechanical pressure of the hyphal, as well the processes of enzymatic digestion of proteins, chitins and lipids. For that reason, studies indicate the viability of the production of amylases, proteases, lipases and chitinases by this fungus. Besides, it is object of studies as producer of swainsonine, an alkaloid with potential action in the metastasis cellular and in the primary growth of tumors, being promising its use in treatments against the cancer and AIDS. The objective of this work was to evaluate the amylolytic potential of the strains of Metharizium anisopliae. For the enzymes production, it was utilized solid state fermentation. For that, the microorganism maintained in PDA media was inoculated through the suspension of cells in the concentration of 107 spores/g in 10 g of media constituted by bran and rice chaff, in proportions of 7/3 (p/p), 6/4 (p/p) and 8/2 (p/p). The initial moisture content of fermentation was varied on 47%, 65% and 74%. The experiments were carried in polypropylene bags, which were incubated at 28ºC for 480 hours of fermentation, being removed from it, samples every 24 hours. From the crude enzymatic solution, there were determined the activities of a-amylase and the amiloglucosidase. For the study of the interaction of factors such as cultivation medium, moisture, pH and inoculum size in the enzymes production, a statistical design 24-1 was used, where it was observed that the pH presents influence in the production of a-amylase. For the production of a-amylase and amiloglicosidase, it was concluded that the best cultivation medium is constituted by bran and rice chaff in the proportion 6/4 (p/p), with a moisture content of 47%. The optimum pH for a-amylase and amiloglicosidase was of 5 - 5,5, presenting stability in a pH range from 5 to 6,5 for the a- amylase and 5,5 to 6 for the amiloglicosidase activity. The best temperature for a-amylase activity was 70ºC and 60ºC for the amiloglicosidase, presenting stability in a range from 10 to 50ºC. The a-amylase activity was influenced positively by the ions Mg+2, Mn+2, K+, Ca+2 and EDTA, while the ion Zn+2 influenced negatively the enzyme activity. For the amiloglicosidase, all of the tested ions presented negative effect, with prominence for Zn+2 that presented the largest reduction in the enzymatic activity / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:16:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marina Costa.pdf: 2328262 bytes, checksum: 24e902369adefec2ee090a942f4e62ce (MD5) Previous issue date: 2010-02-26 / The aim of this study was to evaluate the influence of microwave roasting time on the sensorial, physical, and chemical characteristics of rice brans and their application in cereal bars. The raw and roasted rice brans of the BRS Sertaneja, BRS Primavera and IRGA 417 cultivars differed in regard to the color parameter, with darkening, yellowing and reddening occurring with roasting. IRGA 417 s raw and roasted brans presented a lighter coloration in comparison with those of the BRS Primavera and BRS Sertaneja cultivars. The Free Profile made it possible to differentiate the samples by cultivar and roasting time. The longer the roasting time, the more intense were the brans roasted and burned aroma and flavor. The IRGA 417 cultivar was characterized by a less burnt aroma and flavor. IRGA and Primavera were more similar to each other and differed from the BRS Sertaneja cultivar for the same roasting times. The centesimal composition of rice bran changed during roasting, but rice bran may still be used as human food since it remains rich in proteins and lipids as well as increasing insoluble and total dietary fiber content. The roasting process lowered the level of reducer sugar and phytic acid in rice bran. As the quantity of roasted rice bran in the cereal bar formulations increased, there was a tendency toward lower rupture force (0.87 N), less water activity (0.54), intermediate density (0.76 g/cm3) and darkening of the bars (L* of 31. 20). The experimental formulation with the proportion of 0.34 roasted rice bran, 0.32 rice flakes and 0.34 corn flakes was closest to the bar with the greatest desirability. The experimental cereal bars with roasted rice bran may be classified as a functional product due to their high level of dietary fibers. The cereal bars formulated with roasted rice bran levels between 10.15% and 20% were accepted by consumers, varying on the scale between I liked it somewhat to I liked it a lot . / Este trabalho objetivou avaliar a influência do tempo de torra por microondas nas características sensoriais, físicas e químicas de farelos de cultivares de arroz e sua aplicação em barras de cereais. Os farelos de arroz cru e torrados se diferenciaram aos parâmetros de cor para as cvs. BRS Sertaneja, BRS Primavera e IRGA 417, com escurecimento, amarelecimento e avermelhamento com a torração. Os farelos cru e torrados da cv. IRGA 417 apresentaram coloração mais clara em relação às cvs. BRS Primavera e BRS Sertaneja. O Perfil Livre permitiu diferenciar as amostras quanto a cultivar e o tempo de torra. Quanto maior o tempo, os farelos caracterizaram-se com aroma e sabor mais intenso de torrado e de queimado. A cv. IRGA 417 caracterizou-se com aroma agradável e sabor adocicado. Os farelos das cvs. IRGA e BRS Primavera são mais parecidos e diferenciados dos farelos da cv. BRS Sertaneja, considerando os mesmos tempos de torra. O farelo de arroz modificou sua composição centesimal durante a torração, mas pode ser utilizado para alimentação humana, pois continua um produto rico em proteínas e lipídios, além de apresentar conteúdo de fibra alimentar insolúvel e total mais elevado. O processo de torra diminui o teor de açúcares redutores e de ácido fítico do farelo de arroz. Quanto maior a quantidade de farelo de arroz torrado nas formulações de barras de cereais observou-se tendência a menor força de ruptura (0,87 N), menor atividade de água (0,54), densidade intermediária (0,76 g/cm3) e escurecimento das barras (L* de 31,20). A formulação experimental com a proporção de 0,34 de farelo de arroz torrado, 0,32 de flocos de arroz e 0,34 de flocos de milho, se apresentou mais próxima da barra com maior desejabilidade. As barras de cereais experimentais com farelo de arroz torrado podem ser classificadas como produtos funcionais, devido ao alto teor de fibras alimentares. As barras de cereais formuladas com teores de farelo de arroz torrado entre 10,15% e 20% são aceitas pelos consumidores, variando na escala adotada entre gostei moderadamente e gostei muito.

O sabugo de milho, devido a sua estrutura lignocelulósica, pode servir como fonte de biomassa renovável na produção de açúcares solúveis que podem ser convertidos em produtos de elevados valores agregados, como etanol e outros. A hidrólise ácida é o método mais utilizado na obtenção de hidrolisado hemicelulósico de materiais lignocelulósicos ricos em açúcares fermentescíveis, sendo o açúcar xilose em maior concentração. A levedura fermentadora de xilose Scheffersomyces stipitis está entre os poucos organismos que utilizam a xilose e a glicose e exibem um sistema regulatório de transição entre o processo respiratório e o fermentativo. Este trabalho teve como objetivo contribuir para o desenvolvimento de uma tecnologia de obtenção de bioetanol por S. stipitis CBS 6054, a partir da fração hemicelulósica do sabugo de milho, avaliando a formulação nutricional do meio de fermentação. Como fonte de nitrogênio alternativa foi escolhida o farelo de soja. O hidrolisado hemicelulósico de sabugo de milho (HHSM), obtido por hidrólise ácida, foi concentrado a vácuo e tratado pela elevação e abaixamento de pH. O hidrolisado de farelo de soja foi obtido por hidrólise enzimática (Alcalase, 600C, 100 rpm, 3h). Para avaliar a solubilidade do hidrolisado de farelo de soja em HHSM (pH de 4,0 a 7,0) empregou-se planejamento fatorial 22 completo com análise de superfície de resposta (RSM). A suplementação do HHSM com a proteína de farelo de soja solubilizada em associação ou não com outros nutrientes (ureia e sulfato de amônio) na obtenção de bioetanol por S. stipitis foi avaliada por meio de um planejamento fatorial 23 completo com RSM. A fermentação foi realizada em frascos de Erlenmeyer (125 mL) contendo 50 mL de meio sob agitação de 150 rpm e 30 °C. A concentração de inoculo foi de 1,5 g/L de células. Os resultados mostraram que a hidrólise ácida favoreceu a remoção da fração hemicelulósica (88,05%) com pouca alteração na celulose (10,06%) e da lignina (27,07%) com relação ao material in natura, proporcionando um hidrolisado hemicelulósico rico em xilose (28,30 g/L) com baixas concentrações de compostos fenólicos e furanos. O tratamento do HHSM reduziu seu teor proteico em relação ao hidrolisado concentrado (74,76%) e hidrolisado original (28,53%). O farelo de soja foi de boa qualidade apresentando solubilidade da proteína em KOH igual a 82,99% e índice de urease igual a 0,00. A hidrólise enzimática de farelo de soja hidrolisou 50,45% mais proteína do que a extração aquosa de proteína de farelo de soja, obtendo-se 45 g/L de proteína solubilizada. Na quantificação de proteína pelo método de Lowry foi necessário levar em consideração a presença de espécies interferentes do HHSM. A máxima solubilização da proteína de soja (9,02 g/L) em HHSM foi obtida maximizando a concentração de hidrolisado de farelo de soja (5,0 g/L). O pH, nos níveis estudados, não influenciou a solubilização da proteína de soja em HHSM. Pela RMS, o valor máximo para o fator de conversão de açúcares em etanol (0,20 g/g) pode ser alcançado empregando-se hidrolisado de farelo de soja em seu nível superior (5,0 g/L) e uréia (3 g/L) e sulfato de amônio (3,0 g/L) em seus pontos centrais. A fonte de proteína de farelo de soja solubilizada em HHSM tem potencial como fonte de nitrogênio alternativa na produção de bioetanol por Scheffersomyces stipitis. / The corn cob, due to its lignocellulosic structure, can be used as a biomass renewable source for soluble sugars can be converted into high value-added products, such as ethanol and others. Acid hydrolysis is the mostly used method to obtain hemicellulosic hydrolysate from lignocellulosic materials, leading to the obtaining of the xylose sugar at the highest concentration, from their hemicellulosic fraction. The xylose fermenting yeast Scheffersomyces stipitis is among the few organisms that utilize both xylose and glucose regulatory systems and exhibits a transition between the respiratory and fermentative processes. This work aims to contribute to the development of a technology to obtain bioethanol by Scheffersomyces stipitis CBS 6054, from the corn cob hemicellulosic fraction, evaluating the nutritional formulation of the fermentation medium. As an alternative of nitrogen source, it was chosen soybean bran. The corn cob hemicellulosic hydrolysate (HHSM) was obtained by acid hydrolysis, vacuum evaporated and treated by pH variation. Hydrolysate of soybean bran was obtained by enzymatic hydrolysis (Alcalase, 60°C, 100 rpm, 3h). The solubility evaluation of the hydrolysate of soybean bran in HHSM (pH 4.0 to 7.0) was performed by 22 full factorial design using response surface methodology (RSM). The supplementation of HHSM with solubilized soybean bran protein associated or not with other nutrients (urea and ammonium sulphate) to obtain bioethanol employed a 23 full factorial design using RSM. The fermentation was carried out in Erlenmeyer flasks (125 mL) containing 50mL of medium stirred at 150rpm and 30 °C. The inoculum concentration was 1.5 g/L of cells. The results showed that the acid hydrolysis favored removal of the hemicellulosic fraction (88.05%) with little change in cellulose (10.06%) and lignin (27.07%) compared to the in natura material, providing a hemicellulosic hydrolysate rich in xylose (28.30 g/L) with low concentrations of phenolics compounds and furans. Treatment of HHSM reduced protein content in the vaccum evaporated hydrolysate (74.76%) and original hydrolysate (28.53%). Soybean bran had good quality as shown by the protein solubility of KOH of 82.99 % and by urease index of 0.00. The soybean bran enzymatic hydrolysis produced 50.45% more protein than aqueous soybean bran protein extraction, yielding 45 g/L of solubilized protein. In the determination of protein content by the Lowry method was necessary to take into account the presence of interfering species of the HHSM. The maximum soybean bran protein solubility (9.01 g/L) was obtained maximizing the concentration of hydrolysate of soybean bran (5.0 g /L) in HHSM. In the range studied in this work, the pH did not influence the solubility of soybean bran protein in HHSM. For the response surface methodology, the maximum value for the ethanol yield (0.20 g/g.) can be achieved employing hydrolysate of soybean bran in its upper level (5.0 g/L) and urea (3 g/L) and ammonium sulfate (3 g/L) in their center points. The source of soybean bran protein solubilized in HHSM has potential as an alternative nitrogen source for bioethanol production by Scheffersomyces stipitis.

Durante o desenvolvimento da presente Tese de Doutorado buscou-se como objetivo principal o estudo da viabilidade técnica da substituição do solvente utilizado no processo industrial de extração de óleos vegetais, hexana, por álcoois de cadeia curta, etanol ou isopropanol, com diferentes graus de hidratação, sendo estes considerados mais seguros frente à alta toxicidade e inflamabilidade da hexana. Ainda, estes solventes alcoólicos podem ser parcialmente recuperados após o processo de extração devido apresentarem miscibilidade parcial com óleo à temperatura ambiente. Buscando-se aumentar o rendimento de extração de óleo e agregar valor ao material desengordurado rico em proteínas, a torta de sementes de gergelim foi submetida ao processo de extração alcoólica utilizando-se etanol ou isopropanol, absoluto ou azeotrópico, nas temperaturas de 50 a 90 °C. Resultados mostraram que a hidratação do solvente alcoólico afetou negativamente a eficiência de extração de óleo, enquanto o aumento da temperatura favoreceu este processo, com valores de rendimento de extração de aproximadamente 98 % sendo atingidos para solventes absolutos a 90 °C, considerando um único estágio de contato. O óleo de torta de sementes de gergelim obtido da extração alcoólica mostrou-se rico em sesamina, contendo aproximadamente 4 g/kg deste composto, independentemente do tipo de solvente e temperatura. Isopropanol absoluto exibiu a melhor capacidade de extração de tocoferóis, permitindo obter óleo de torta de sementes de gergelim com 177 mg/kg deste composto minoritário. Em adição, independentemente da condição de processo empregada, o óleo obtido da extração alcoólica apresentou composição típica de óleo de sementes de gergelim. Em relação à fração proteica, a utilização de temperaturas variando de 50 a 80 °C, para todos os solventes alcoólicos estudados, não afetou a solubilidade proteica e a estabilidade térmica dos sólidos desengordurados. Para o farelo de arroz, os baixos valores de índice de solubilidade obtidos, cerca de 10 %, inviabilizaram a produção de concentrados proteicos e, portanto, o impacto das condições de extração sobre as propriedades funcionais dos materiais desengordurados oriundos da extração alcoólica sequencial de óleo de farelo de arroz, a 60 e 80 °C, foi avaliado. Altos valores de capacidade de absorção de água (4 g/g amostra) e óleo (3 g/g amostra) foram obtidos, denotando a possibilidade da aplicação deste material em produtos de panificação e cárneos, respectivamente. Em adição, observou-se que o processo de extração alcoólica não interferiu na estabilidade das espumas produzidas, porém exerceu influência negativa na estabilidade das emulsões. Ademais, no estudo da recuperação do solvente, etapa subsequente ao processo de extração, dados de equilíbrio de fases determinados para sistemas lipídicos compostos por óleo bruto de sementes de gergelim, obtido da prensagem mecânica industrial, e solventes alcoólicos, entre 10 e 60 °C, mostraram que a temperatura influenciou fracamente a solubilidade mútua dos componentes do sistema, enquanto a hidratação do solvente causou uma diminuição desta solubilidade, com consequente redução do coeficiente de partição para o óleo e ácidos graxos livres. Parâmetros do modelo NRTL ajustados aos dados experimentais apresentaram adequada descrição do comportamento dos sistemas lipídicos, com desvios variando de 0,15 a 0,49 %. Em adição, buscando-se associar os resultados obtidos nos experimentos de extração alcoólica de óleo de torta de sementes de gergelim aos dados de equilíbrio líquido-líquido observou-se que os parâmetros estimados para os sistemas lipídicos contendo etanol e isopropanol conseguiram prever adequadamente os teores de sólidos solúveis contidos nas fases extrato oriundas dos experimentos de extração sólido-líquido nos quais Et0 e IPA12 foram utilizados como solventes. Ainda, os parâmetros de interação binários estimados foram utilizados para determinação da proporção mássica mínima de óleo:solvente no extrato que possibilitaria dessolventização parcial, devido à separação de fases com a redução da temperatura, sendo encontrados valores de 1:5 para Et0, 1:3 para IPA0 e 1:1 para os álcoois mais hidratados, Et6 e IPA12. / During the development of this Ph.D. Thesis, the main objective was to study the technical feasibility of replacing the solvent used in the industrial process of vegetable oils extraction, hexane, by short chain alcohols, ethanol or isopropanol, with different degrees of hydration, which are considered safer due to the hexane high toxicity and flammability. Also, these alcoholic solvents can be partially recovered after the extraction process due to partial miscibility with oil at room temperature. In order to increase the oil extraction yield and add value to the protein-rich defatted meal, sesame seed cake was submitted to the alcoholic extraction process using ethanol or isopropanol, absolute or azeotropic, at temperatures from 50 to 90 °C. Results showed that the hydration of the alcoholic solvent negatively affected the oil extraction efficiency, while the increase in temperature favored this process, with extraction yield values of approximately 98 % being reached for absolute solvents at 90 °C, considering a single stage of contact. The sesame seed cake oil obtained from alcoholic extraction was rich in sesamin, containing approximately 4 g/kg of this compound, regardless of the alcohol hydration and temperature. Absolute isopropanol exhibited the best tocopherol extraction capacity, enabling to obtain sesame seed cake oil with 177 mg/kg of this minor compound. In addition, regardless of the process condition employed, the oil obtained from the alcoholic extraction showed a typical composition of sesame seed oil. Regarding the protein fraction, the use of temperatures ranging from 50 to 80 °C, for all alcoholic solvents studied, did not affect the protein solubility and the thermal stability of the defatted meals. For the rice bran, the low values of solubility index obtained, about 10 %, made the production of protein concentrates unfeasible and, therefore, the impact of the extraction conditions on the functional properties of the defatted meals from the sequential alcoholic extraction of rice bran oil, at 60 and 80 °C, was evaluated. High values of water (4 g/g sample) and oil (3 g / g sample) absorption capacities were obtained, denoting the possibility of applying this material to bakery and meat products, respectively. In addition, it was observed that the alcoholic extraction process did not interfere in the stability of the foams produced, but had a negative influence on the stability of the emulsions. Furthermore, in the solvent recovery study, a subsequent step from the extraction process, phase equilibrium data determined for lipid systems composed of crude sesame seed oil, obtained from industrial mechanical pressing, and alcoholic solvents, at temperatures of 10 to 60 °C, showed that the temperature weakly influenced the mutual solubility of the system components, while the solvent hydration caused a decrease of this solubility, with consequent reduction of the partition coefficient for the oil and free fatty acids. NRTL model parameters adjusted to the experimental data presented an adequate description of the lipid systems behavior, with deviations varying from 0.15 to 0.49 %. In addition, looking for associate the results obtained in the alcoholic extraction of sesame seed cake oil with the liquid-liquid equilibrium data, it was observed that the parameters estimated for the lipid systems containing ethanol and isopropanol were able to adequately predict the contents of soluble solids in the extract phases from the solid-liquid extraction experiments in which Et0 and IPA12 were used as solvents. Moreover, the estimated binary interaction parameters were used to determine the minimum oil:solvent mass ratio in the extract that would allow partial desolventization, due to the phase separation with the reduction of temperature, with values of 1:5 being found for Et0, 1:3 for IPA0 and 1:1 for the more hydrated alcohols, Et6 and IPA12.

Orientador: Roberta Ceriani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T01:21:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Troni_KellyLendini_M.pdf: 3567932 bytes, checksum: fb83c16b04e83a1bcc666f11c5237dec (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A cera do óleo de farelo de arroz (OFA) é um resíduo da etapa de deceragem no processo de refino de óleos. Tradicionalmente, as ceras naturais, que em excesso geram turbidez no óleo vegetal embalado, são removidas por cristalização e filtração a baixa temperatura. Esse resíduo da etapa de deceragem pode conter de 20 a 80% em massa de óleo, seguido por uma fração principal de ceras, álcoois graxos livres, ácidos graxos livres e hidrocarbonetos. A fração de cera do resíduo é constituída por álcoois graxos e ácidos graxos de cadeia longos esterificados (mais de 18 carbonos). Considerando que o óleo de farelo de arroz tem 4-6% em massa de cera, uma grande quantidade dessa fonte natural de compostos graxos é subaproveitada na indústria de óleos vegetais. De acordo com a revisão bibliográfica, nenhum trabalho na literatura trata da produção de ácidos graxos e de álcoois graxos a partir da hidrólise do resíduo extraído da etapa de deceragem usando vapor supersaturado (elevadas temperaturas e alto vácuo). Nestas condições, a reação de degradação de ceras, ou de desesterificação, ocorre sem a presença de catalisadores em um meio graxo. Diante do exposto, esta dissertação de mestrado teve por objetivo o estudo inédito de aplicação das mesmas condições da desacidificação por via física como rota na produção de ácidos graxos e álcoois graxos a partir do resíduo da etapa de deceragem de óleo de farelo de arroz, sob baixa pressão, a temperaturas elevadas e mediante a injeção de vapor de arraste. Os experimentos foram realizados de acordo com um planejamento fatorial simples (23 + 3 pontos centrais) considerando a temperatura da camisa de aquecimento do vaso do desodorizador (ºC), a vazão de vapor de arraste (mL de água 25 ºC/ min) e o tempo de stripping (min) como variáveis independentes. Os efeitos destas variáveis foram relacionados aos resultados de análises químicas, sendo que, em cada ensaio, foram colhidas amostras para o resíduo e destilado, e analisadas quanto ao teor de ácidos graxos livres, espectros de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e a técnica EASI-MS (Easy Ambient Sonic- Spray Mass Spectrometry) / Abstract: The rice bran oil wax is a residue of step dewaxing in oil refining process. Traditionally, natural waxes, which generate excessive turbidity in commercial vegetable oil, are removed by crystallization and filtration at low temperatures. This residue of the dewaxing step or winterization may contain from 20 up to 80% by weight of oil, followed by a main fraction of waxes, free fatty alcohols, fatty acids and hydrocarbons. The wax fraction of the residue is composed of esterified fatty alcohols and long-chain fatty acids (more than 18 carbons). Considering that rice bran oil has 4-6% by weight of wax, a large amount of such natural source of fatty compounds is undervalued by the oil industry. According to literature review, no work has reported the production of fatty acids and fatty alcohols from the hydrolysis of the winterization residue using supersaturated steam (high temperatures and high vacuum). Accordingly, the degradation reaction of waxes, or deesterification occurs without the presence of catalysts in an oily medium. Given the above stated, this dissertation aimed to study the unprecedented application of the same conditions as stripping steam deacidification in the production of fatty acids and fatty alcohols from the residue of dewaxing step of rice bran oil, under low pressure, elevated temperatures and with the injection of stripping steam. The experiments were performed according to a simple factorial design (23 + 3 central points), i.e., temperature of the still heating jacket (ºC), the flow of stripping steam (mL water 25 ºC / min) and stripping time (min) as independent variables. The effects of these variables were related to the results of chemical analysis, and in each test, samples were taken for residue and distillate, and analyzed for their content of free fatty acids , spectra of Fourier transform infrared (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC) and EASI-MS (Easy-Ambient Sonic Spray Mass Spectrometry) / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestra em Engenharia Química

Orientador: Ming Chih Chiu / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T15:57:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sehn_GeorgiaAneRaquel_M.pdf: 2236870 bytes, checksum: 99206af2cdbd6bef903b1752c992b66e (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O óleo de farelo de arroz, além de ser utilizado como alimento, é conhecido pelo seu atributo nutricional, devido a sua fração insaponificável rica em antioxidantes como os tocoferóis, tocotrienóis e em especial o ?-orizanol, que dão ao óleo uma maior resistência à oxidação e à deterioração. Além disso, diversos estudos mostram a habilidade destes compostos em reduzir os níveis de colesterol no plasma sanguíneo e em suprimir o crescimento de células cancerígenas. O refino dos óleos tem como finalidade a remoção de compostos, como ácidos graxos livres, gliceróis parciais (mono e diacilgliceróis), fosfolipídios não hidratávies, pigmentos, produtos de oxidação, metais, resíduos de proteínas, ceras, hidrocarbonetos, partículas e contaminantes químicos, porém este refino apresenta diversos inconvenientes, como a perda de nutrientes e antioxidantes naturais pelas altas temperaturas e longa duração das etapas do processo. A tecnologia de membranas vem ganhando destaque nos processos industriais, principalmente na tecnologia de alimentos, simplificando-os, reduzindo o consumo de energia e poluentes, devido à possibilidade de não adição de agentes químicos utilizados pelos processos tradicionais. O objetivo da primeira etapa do trabalho foi o estudo do desempenho de membranas poliméricas compostas por polifluoreto de vinilideno (PVDF) e poliestersulfona (PES) na aplicação da degomagem em miscela do óleo bruto de farelo de arroz utilizando um módulo de filtração tangencial de bancada, além de uma análise comparativa das técnicas de filtração de óleo em miscela com hexano e álcool etílico em condições de temperatura, velocidade tangencial e pressão constantes. A membrana PVDF com massa molar de corte (MMC) de 50 KDa em miscela com hexano (30/70 m/m) demonstrou maior retenção de fosfolipídios (95,5%) associada a um fluxo elevado de permeado (48,1 L/m2.h), para um fator de concentração de 1,40. O objetivo da segunda parte do trabalho foi o estudo da retenção dos ácidos graxos livres e compostos minoritários frente à nanofiltração em membranas de PES com MMC de 200 e 400 Daltons e em relação ao solvente álcool etílico absoluto e álcool etílico 95%. Observou-se que a presença de impurezas, como a cera, reduziu a eficiência da interação solvente/soluto no processo de desacidificação, havendo necessidade de uma etapa de deceragem do óleo. Comprovou-se que a adição de água no álcool etílico reduziu a perda de óleo no permeado, e preservou compostos nutracêuticos devido o aumento da interação solvente/soluto na desacidificação. Em relação a compostos de cor, clorofila e carotenóides observou-se baixa retenção, ainda menor no teor de clorofila devido a baixa interação destes compostos com o solvente e tamanho de poros utilizados / Abstract: Rice bran oil, besides being used as food, is known for its nutritional attributes, owing to their unsaponifiable matter, rich in antioxidants tocopherols, tocotrienols and particularly ?-oryzanol. This especial composition provides the oil greater resistance to oxidation and deterioration. Additionally, several studies demonstrate the importance of these compounds in reducing cholesterol levels in blood plasma and suppressing growth of cancer cells. The refining of oils aims at removing compounds such as free fatty acids, partial glycerides (mono and diglycerides), phospholipids, pigments, oxidation products, metals, proteins, waxes, hydrocarbons, water, particulates and chemical contaminants. However, this refining has several disadvantages such as loss of nutrients and natural antioxidants due to exposure to high temperatures and long process steps. The membrane technology has been emphasizing in industrial processes, especially in food technology, simplifying processes, reducing energy consumption and pollutants, due to non-use of chemical agents. This work focused firstly, the study of the efficiency of the polymeric membranes composed of PVDF and PES on crude rice bran oil degumming, using in a tangential filtration. There were compared two oil micelle system, rice bran oil micelle with hexane and rice bran oil miscella with ethyl alcohol at constant conditions of temperature, tangential velocity and pressure. The PVDF membrane with 50 kDa in hexane miscella (30/70 w/w) showed greater retention of phospholipids (95.5%) associated with a high flow rate (48.1 L/h.m2) for a concentration factor of 1.40. The purpose of the second part of this work was to study the behavior of free fatty acids and minor compounds against nanofiltration process, using PES membranes with molar weight cut-off (MWCO) 200 and 400 Daltons and two micelle phases, with absolute ethyl alcohol and with ethyl alcohol 95%. It was observed that the presence of impurities, such as wax, reduced the efficiency of the solvent / solute interaction in the deacidification process, requiring a dewaxing step. It was shown that the addition of water in ethyl alcohol reduced the loss of oil in the permeate fraction and the nutraceutical compounds were preserved due to increased solvent / solute interaction in deacidification. In relation to color compounds, the membrane separation technology did not show reduction in chlorophyll content in retentate fraction, possibly due to no interaction of the solvent / solute. For carotenoids, it was observed a small reduction in the content of these compounds in the retentate fraction, which probably occurred due to the interaction of these compounds with the solvents used / Mestrado / Tecnologia de Alimentos / Mestre em Tecnologia de Alimentos

In the last decade, great modification have occurred in social and economic aspects of the population. It causes the nutritional transition, that is leading people to a wrong alimentary customs. It has negatively influenced on the nutritional profile and the human health. The body has reacted to this agression developing nutritional lack, appearing undernourished and overfeed problems. Therefore, this research aims at developing an amplyfied nutritionaly macaroni formulation, using soybean bran and broken rice, evaluating its chemical, technological, and sensory characteristics. It also verified the nutricional capacity of this product in the biological response of rats. This work elaborated two macaroni formulations, a traditional (with wheat flour) and other from the 25% of wheat flour´s substitution by soybean bran and by 75% of broken rice. These formulations were analysed in relation to its organic matter, dry matter, ash, crude protein, dietary fiber, lipids, amino acid profile and viscousness. Futhermore, we also realized some sensory analyses with children (from 4 to 6 years old) and adults, using the hedonic scale. To evaluate the biological effects, we selected 21 days-old Wistar Rats fed with experimental rations AIN93, standard (macaroni of wheat) or enriched (formulation developed with soybean bran and broken rice). The animals were submitted to an adaptation period of 3 days. During an experimental period (16 days), we collected samples to determine the consume, the body´s weight, dry feces and fecal water content, feces pH and humidity. We also analysed plasma triglyceride, cholesterol, hemoglobin and total proteiny content. Taking into consideration the nutritional, technological, and sensory characteristics of the developed formulation, we observed that the enriched macaroni in proteins fits the essential adequate amino acid profile, along with the technological characteristics and approved sensory average of 95% among children and adults. In relation to the biological and metabolic responses, we observed that the animals submitted to the ration with enriched macarroni (test) answered physiologically with increased weight, but it did not accumulate the epidimical fatness, raising the excretion levels of fecal water and increasing the hemoglobin´s levels and the total proteins in blood, plus decreasing the triglyceride and the cholesterol levels. / Nas ultimas décadas, grandes modificações ocorreram no aspecto social e econômico da população, ocasionando a chamada transição nutricional, que levou a hábitos alimentares errôneos que têm se refletido negativamente sobre o perfil nutricional e saúde humana.O organismo respondeu esta agressão com o desenvolvimento de carência nutricional, emergindo problemas como a sub e/ou hipernutrição. Assim, a presente pesquisa foi conduzida com os objetivos de desenvolver uma formulação de macarrão nutricionalmente melhorada, usando o farelo de soja e a quirera de arroz, avaliando quanto às características químicas, tecnológicas e sensoriais, alem de verificar a eficiência nutricional deste produto na resposta biológica de ratos. Foram elaboradas duas formulações de macarrão, uma convencional (farinha trigo) e outra a partir da substituição de farinha de trigo por 25% de farelo de soja e 75% de quirera de arroz, as quais foram analisadas quanto a matéria orgânica, matéria seca, cinzas, proteína bruta, fibra alimentar, lipídios, perfil de aminoácidos e viscosidade. Além dessas, também foram realizadas análises sensoriais com crianças (quatro a seis anos) e adultos, utilizando escala hedônica. Para a avaliação dos efeitos biológicos foram utilizados ratos machos Wistar de 21 dias de idade, alimentados com rações experimentais AIN93G, padrão (macarrão de trigo) e enriquecida (formulação desenvolvida com farelo de soja e quirera de arroz). Os animais foram submetidos a um período de adaptação de três dias e, durante o período experimental (16 dias), foram obtidos dados e amostras para a determinação do consumo, ganho de peso, produção de fezes úmidas e secas, umidade e pH das fezes, e análise sanguínea de triglicérides, colesterol, hemoglobina e proteínas totais. Considerando as características nutricionais, tecnológicas e sensoriais da formulação desenvolvida, foi observado que o macarrão melhorado em proteína dispôs de adequado perfil de aminoácidos, principalmente essenciais, aliado a adequadas características tecnológicas e aprovação sensorial média de 95% entre crianças e adultos. Quanto à resposta biológica e metabólica, foi possível observar que os animais submetidos à ração elaborada com macarrão enriquecido (teste), responderam fisiologicamente com aumento de peso, não acompanhado de deposição de gordura epididimal, níveis aumentados na excreta de fezes úmidas, níveis aumentados de hemoglobina e proteínas totais no sangue, além de diminuição de triglicerídios e de colesterol.

Establishing a commercial, lignocellulose-based, second-generation ethanol process has received several decades of attention by both researchers and industry. However, a fully economically viable process still remains a long-term goal. The main bottleneck to this achievement is the recalcitrance of lignocellulosic feedstocks, although there are several other factors, such as the huge investment required for second-generation ethanol facilities. An intelligent alternative solution discussed in this thesis is an integrated approach using firstgeneration ethanol plants for second-generation processes. Wheat is the major feedstock for first-generation ethanol in Europe; therefore, wheat-based lignocellulose waste, such as wheat straw, bran, and whole stillage fiber (a waste stream from first-generation wheat-based ethanol plants) was the primary focus of the integration model in this thesis. Since the major share of first-generation ethanol plant economics focuses on the animal feed DDGS (Distillers’ dried gains with solubles), the integration of lignocellulose should be designed in order to maintain DDGS quality. An ethanol-producing edible filamentous fungus, Neurospora intermedia, a potential protein source in DDGS, was considered for use as the fermenting microbe. The morphological and physiological aspects of this fungus were studied in the thesis, leading to the first report of fungal pellet development. An alternative approach of using dilute phosphoric acid to pretreat lignocellulose, as it does not negatively affect fungal growth or DDGS quality, was demonstrated in both the laboratory and on a 1m3 pilot scale. Furthermore, the process of hydrolysis of pretreated lignocelluloses and subsequent N. intermedia fermentation on lignocellulose hydrolysate was also optimized in the laboratory and scaled up to 1 m3 using an in-house pilot-scale airlift bioreactor. Fungal fermentation on acid-pretreated and enzyme-hydrolyzed wheat bran, straw and whole stillage fiber resulted in a final ethanol yield of 95%, 94% and 91% of the theoretical maximum based on the glucan content of the substrate, respectively. Integrating the first- and second-generation processes using thin stillage (a waste stream from first-generation wheat-based ethanol plants) enhanced the fungal growth on straw hydrolysate, avoiding the need for supplementing with extra nutrients. Based on the results obtained from this thesis work, a new model for integrated first- and second-generation ethanol using edible filamentous fungi processes that also adds value to animal feed (DDGS) was developed.

Orientadores: Antonio José de Almeida Meirelles, Christianne Elisabete da Costa Rodrigues / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-26T22:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cuevas_MaiteSarria_D.pdf: 2717993 bytes, checksum: 17efa4cb37bc6b620f40df08cfdf5c06 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Os óleos de palma e farelo de arroz apresentam em sua composição carotenóides e gama-orizanol, respectivamente. Estes compostos minoritários representativos apresentam propriedades nutracêuticas, sendo desejável a sua preservação no óleo disponível para consumo. No entanto, as etapas de extração e refino de óleos vegetais apresentam grande impacto na perda ou preservação dos componentes minoritários. O objetivo desta tese foi priorizar a preservação dos componentes nutracêuticos nos óleos de farelo de arroz e de palma desacidificados por resina aniônica forte. Para atingir tal objetivo, inicialmente realizaram-se estudos de solubilidade do gama-orizanol, sendo desenvolvida uma metodologia para determinação da composição em esteril ferulatos em UPLC-MS, possibilitando a obtenção de dados de solubilidade dos esteril ferulatos que compõem o gama-orizanol. Os dados de solubilidade foram obtidos utilizando três solventes (hexano, n-propanol e metiletilcetona) a 30 e 50 ºC. Os resultados mostraram que tanto a temperatura, quanto o tipo de solvente influenciaram a composição de esteril ferulatos do gama-orizanol após o estabelecimento do equilíbrio de fases. Em adição, a solubilidade do gama-orizanol em misturas de solventes hexano:hexanol com diferentes composições (1:2; 2:1; 1:3 e 3:1) também foi estudada, sendo maximizada a solubilidade nas misturas contendo maior teor de hexanol. Os ensaios de solubilidade permitiram selecionar o solvente n-propanol para ser utilizado na etapa de desacidificação, uma vez que este apresenta solubilidade do gama-orizanol superior quando comparada ao hexano, além de permitir uma fácil remoção após o processo, por ser um solvente alcóolico puro com cadeia carbônica curta. Este mesmo solvente foi posteriormente utilizado na desacidificação do óleo de palma branqueado. A desacidificação de óleos vegetais por resina aniônica forte (Amberlyst A26 OH) permite a utilização de condições brandas de temperatura. Para aplicação desta técnica, inicialmente foram obtidas isotermas de adsorção de ácidos graxos em soluções de n-propanol e resina. Os resultados mostraram maiores concentrações de ácido na resina preferencialmente com o ácido oleico, seguido dos ácidos linoleico e palmítico. Para avaliar o processo de desacidificação foram obtidas curvas de ruptura de óleo de palma branqueado ou óleo de farelo de arroz degomado + n-propanol + resina aniônica forte. Os óleos desacidificados mostraram redução de pelo menos 91 % da acidez livre e preservação de seus componentes nutracêuticos: gama-orizanol (83 %), carotenóides (95 %), tocoferóis e tocotrienóis (100%), indicando que o processo de desacidificação proposto apresenta potencial para substituição dos processos convencionais, sendo possível a preservação dos componentes minoritários. Todavia, é necessário o estudo aprofundado da formação de ésteres durante o processo, como forma de avaliar o impacto na qualidade do óleo obtido / Abstract: The palm and rice bran oils present in its composition carotenoids and gamma-oryzanol, respectively. These representative minor compounds have nutraceutical properties, being important to preserve them in the oil available for consumption. The steps of extraction and refining have a great impact on the loss or preservation of minor components. The objective of this thesis was to prioritize the preservation of nutraceutical components in rice bran and palm oils deacidified by strong anionic resin. To achieve this goal, gamma-oryzanol solubility studies were performed, being developed an UPLC-MS methodology for the determination of steryl ferulates composition, which allow obtain solubility of gamma-oryzanol steryl ferulates. The solubility data were obtained using three solvents (hexane, n-propanol and methyl ethyl ketone) at 30 and 50 ° C. The results showed that both the temperature and the type of solvent influenced the gamma-oryzanol steryl ferulates composition after the establishment of the equilibrium phases. In addition, gamma-oryzanol solubility in mixtures of solvents hexane:hexanol with different compositions (1:2, 2:1, 1:3 and 3:1) was also studied. The solubility was maximized in mixtures containing higher levels of hexanol. Solubility tests allowed to select the n-propanol solvent for the deacidification step, since it presents greater solubility of gamma-oryzanol than hexane, and allow easy removal after the process, being an alcoholic pure solvent with short carbon chain. The same solvent was used in subsequent bleached palm oil deacidification. The deacidification of oils using strong anionic resin (Amberlyst A26 OH) allows the use of milder temperature conditions. For application of this technique adsorption isotherms of fatty acids in n-propanol and resin solutions were obtained. The results showed higher concentrations of the resin preferably with oleic acid, followed by linoleic and palmitic acids. To evaluate the process of deacidification breakthrough curves of bleached palm oil or degummed rice bran oil + n-propanol + strong anionic resin were obtained. The deacidified oils showed a reduction of at least 91% of the free acidity and preservation of their nutraceutical ingredients: gamma-oryzanol (83%), carotenoids (95%), tocopherols and tocotrienols (100%), indicating that the proposed deacidification process has potential to replace conventional processes, being possible the preservation of minor components. However, a deeper study of ester formation during the process is necessary, in order to assess the impact on the quality of the oil obtained / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutora em Engenharia de Alimentos