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.

Orientador: Lucia Helena Innocentini Mei / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T12:53:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guerra_PatriciaMoreira_M.pdf: 6896931 bytes, checksum: 5232073eef8cc1a77c5e9d0b6b1d9ea2 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os plásticos derivadas do petróleo, embora ainda sejam amplamente empregados no setor de embalagens, por apresentarem propriedades industriais desejáveis e custo relativamente baixo, causam um imenso impacto ambiental, indesejável em tempos em que as políticas sustentáveis são tão priorizadas. Isso se deve ao fato dos mesmos não serem capazes de se degradar num período considerado satisfatório. Uma alternativa para esse problema e o desenvolvimento de blendas baseadas em polímeros biodegradáveis, como e o caso dos poliésteres biodegradáveis e do amido de mandioca, sendo este ultimo amplamente empregado nas formulações biodegradáveis pelo fato de ser uma matéria-prima de fonte renovável, barata e bastante abundante. No entanto, essas blendas apresentam como desvantagem a baixa miscibilidade, motivando a modificação química do amido de mandioca, através de uma reação de esterificacão. Empregou-se um planejamento experimental Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), para a realização das esterificacões e caracterizou-se o amido obtido com mais alto grau de substituição por meio das técnicas de FT-IR, DRX e RVA. Em seguida, preparou-se blendas a base de poliéster biodegradavel/amido (nativo ou modificado)/glicerol por termo-prensagem, a fim de se avaliar a miscibilidade dessas formulações. Através das caracterizações térmicas (DSC), notou-se que a blenda com o amido modificado apresentou entalpias de fusão e cristalização maiores que as apresentadas pela formulação com o amido nativo, o que foi decorrente do fato desta formulação ter apresentado uma cristalinidade maior que a verificada para a formulação com o amido nativo, a qual iria contribuir, posteriormente, para a resistência mecânica desta formulação. Com base nas caracterizações morfológicas (MEV), foi possível verificar que a formulação com o amido modificado apresentou uma melhor adesão interfacial com a matriz de poliéster, mas sua dispersão não foi homogênea. Por meio das caracterizações mecânicas (ensaios de Resistência a Tração), verificou-se que a blenda com o amido esterificado apresentou valores de tensão e alongamento na ruptura superiores aos da formulação a base do amido nativo. Finalmente, a formulação a base de poliéster/amido modificado/glicerol, em função de suas melhores propriedades mecânicas, foi submetida ao processamento em extrusora de sopro e caracterizada através das técnicas de Resistência a Tração e de MEV. Por meio dos ensaios de Resistência a Tração, ficou evidente que o material soprado apresentou valores de tensão na ruptura superiores aos do material prensado, uma vez que o processamento em extrusora de sopro favoreceu a cristalinidade da formulação. O material soprado também apresentou maiores valores de alongamento na ruptura, já que o processamento em extrusora de sopro também possibilitou uma melhor dispersão do amido modificado na matriz de poliéster, conforme verificado no ensaio de MEV. Assim, foi possível verificar que a formulação a base de poliéster/amido modificado/glicerol poderá ter aplicação tanto no setor de embalagens rígidas (ao ser processada por termo-prensagem), quanto no de embalagens flexíveis (ao ser processada em extrusora de sopro) / Abstract: Plastics derived from petroleum, although still widely used in the packaging sector, by producing desirable industrial properties and relatively low cost, causing a huge environmental impact, undesirable in times when the politics are sustainable as prioritized. This is because of them not being able to degrade over a period satisfactory. An alternative to this problem is the development of blends based on biodegradable polymers, as is the case of biodegradable polyesters and cassava starch, the latter being widely used in formulations biodegradable because it is a raw material source of renewable, cheap and quite abundant. However, these blends have the disadvantage of low solubility, motivating the chemical modification of cassava starch by an esterification reaction. We applied an experimental design Central Composite Rotatable Design (CCRD) for carrying out esterifications and characterized the starch obtained with the highest degree of substitution by the techniques of FT-IR, XRD and RVA. Then prepared blends based on biodegradable polyester / starch (native or modified) / glycerol by thermo-pressing, in order to evaluate the miscibility of these formulations. Through characterizations calorimetry (DSC), it was noted that the blend with the modified starch showed melting and crystallization enthalpies greater than those of the formulation with the native starch, which was due to the fact that this formulation have shown that a higher crystallinity verified for the formulation with the native starch, which would contribute eventually to the mechanical strength of this formulation. Based on morphological characterization (SEM), we observed that the formulation with the modified starch showed a better interfacial adhesion with the polyester matrix, but its spread was not homogeneous. Through mechanical characterization (Tensile tests), it was found that the blend with starch ester had values of tension and elongation at break higher than those of the base formulation of native starch. Finally, the formulation based on polyester / modified starch / glycerol, because of its better mechanical properties, was submitted for processing in extrusion blow molding and characterized by the techniques of Tensile Strength and SEM. Through tests of Tensile Strength, it became evident that the material blown showed values of tensile strength superior to the material pressed, since the processing in extrusion blow favored the crystallinity of the formulation. The material blown also showed higher elongation at break, since the processing in extrusion blow also enabled a better dispersion of modified starch in the polyester matrix, as seen in the trial of SEM. Thus, it was observed that the formulation based on polyester / modified starch / glycerol may have application in both the rigid packaging sector (to be processed by thermo-pressing), as in flexible packaging (to be processed in extrusion blow) / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Marcelo Cristianini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-17T18:15:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Amorim_EmanueleOliveiraCerqueira_M.pdf: 2851133 bytes, checksum: 521a3dc56b821671931089fc70f5b433 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O ozonio e considerado um sanitizante seguro para uso em produtos alimenticios pela sua propriedade de auto-decomposicao em oxigenio, nao deixando residuos nos alimentos. O amido, por sua vez, e um produto de ampla aplicacao na industria de alimentos, especialmente pela sua propriedade de retencao de agua e capacidade de formar geis. Neste estudo, avaliou-se a eficiencia do ozonio como um metodo de descontaminacao do amido de mandioca e a influencia da umidade do produto na eficacia do tratamento. Alem disso, verificou-se o efeito do tratamento nas caracteristicas fisico-quimicas, sensoriais e nas propriedades de pasta do amido e, posteriormente, estudou-se o comportamento do produto tratado com ozonio, durante dois meses de estocagem. Em amido de mandioca com 18% de umidade, foram empregadas concentracoes de ozonio no ar de 40 e 113 ppm para avaliar a inativacao de E. coli, e uma concentracao de 118 ppm, para avaliacao da inativacao de esporos de B. subtilis. Os tempos de exposicao ao ozonio empregados foram de 30, 60, 90 e 120 minutos. O tratamento durante 120 minutos, nas duas concentracoes estudadas, promoveu uma reducao de aproximadamente 2 ciclos logaritmicos na populacao de E. coli inoculada no amido. Para os esporos de B. subtilis, por sua vez, os tratamentos nao resultaram em inativacao significativa (< 1 ciclo log). Em amido com 30% de umidade, foram estudadas as concentracoes de 40 e 118 ppm de ozonio para avaliar a inativacao de E. coli e esporos de B. subtilis. Na menor concentracao e maior tempo de exposicao empregados (40 ppm/120 minutos), foi obtida uma reducao de 3,6 ciclos logaritmicos na populacao de esporos de B. subtilis. E na concentracao de 118 ppm, aos 90 e 120 minutos de tratamento, foram obtidas reducoes superiores a 5 ciclos logaritmicos. Para a populacao de E. coli, por sua vez, os tratamentos a 40 ppm durante 60 minutos e 118 ppm por 30 minutos foram responsaveis pela obtencao de reducoes superiores a 6 ciclos logaritmicos na concentracao do microrganismo inoculado. Para avaliacao do efeito do ozonio nas caracteristicas fisico-quimicas (pH, cor e oxidacao), sensoriais (cor e odor) e nas propriedades de pasta do amido de mandioca, o produto com 30% de umidade foi submetido aos tratamentos com ozonio gasoso nas concentracoes de 40 e 118 ppm por 30, 60, 90 e 120 minutos para a menor, e por 30 e 60 minutos para a maior concentracao. O pH das amostras ozonizadas foi significativamente inferior (p<0,05) ao pH da amostra nao tratada. No entanto, a cor e o conteudo de carboxila e carbonila do amido de mandioca nao foram significativamente alterados pelo ozonio. Por sua vez, as propriedades de pasta do amido ozonizado foram parcialmente alteradas, sendo que o efeito do ozonio foi mais evidente nos parametros de pico de viscosidade e breakdown, proporcionando a obtencao de pastas de amido com maior poder de intumescimento e com menor estabilidade de pasta durante o cozimento sob agitacao. Na avaliacao sensorial, o efeito do ozonio foi mais evidente no atributo de odor do que no atributo de cor, sendo que metade das amostras ozonizadas sofreu o efeito do ozonio nas suas caracteristicas sensoriais. Para avaliacao das caracteristicas fisico-quimicas, sensoriais, microbiologicas e das propriedades de pasta do amido de mandioca tratado com ozonio, durante dois meses de estocagem, o produto com 30% de umidade foi submetido a 118 ppm de ozonio durante 90 minutos. Com excecao do pH, as caracteristicas fisicoquimicas (umidade, cor e oxidacao) do amido de mandioca nao foram significativamente alteradas pelo ozonio. Nas propriedades de pasta, o efeito do ozonio foi mais evidente nos parametros de pico de viscosidade, breakdown e setback, proporcionando a obtencao de pastas de amido com maior poder de intumescimento, menor estabilidade de pasta durante o cozimento sob agitacao e menor tendencia a retrogradacao. O tratamento com ozonio provocou alteracoes significativas nas caracteristicas sensoriais de cor e odor do amido, sendo seu efeito mais notavel no segundo atributo. Os resultados obtidos no estudo das caracteristicas do amido, ao longo do periodo de estocagem, indicaram uma maior estabilidade do produto quando o tratamento de ozonizacao foi empregado, evidenciada principalmente pelas variaveis fisico-quimicas. Quanto as caracteristicas microbiologicas, as amostras estudadas estavam de acordo com a legislacao vigente e a ozonizacao proporcionou a reducao da concentracao de B. cereus do produto. Alem disso, a carga microbiana das amostras permaneceu inalterada ao longo do periodo de estocagem / Abstract: Ozone is considered a safe sanitizer to use in foods, due to its property of self-decomposition into oxygen, leaving no residue in food. Starch, on the other hand, is widely used in food industries due to its high water-holding capacity and ability to form gels. In this study, the effectiveness of ozone as a method of decontamination of cassava starch and the influence of the moisture content of the product on ozone efficiency were studied. Furthermore, the effect of the ozone on the physicochemical and sensory characteristics and pasting properties of cassava starch was determined. Also, the behavior of the starch treated with ozone was studied during two months of storage. In starch with a final moisture content of approximately 18%, ozone concentrations of 40 and 113 ppm were employed to evaluate the inactivation of E. coli and a concentration of 118 ppm, to evaluate the inactivation of B. subtilis spores. The exposure times used were 30, 60, 90 and 120 minutes. The treatments of 120 minutes, in the concentrations of 40 and 113 ppm, promoted a decrease of about 2 logarithmic cycles on the population of E. coli. For the spores of B. subtilis, the treatments with ozone did not result in a significant inactivation (<1 decimal reduction). In starch with a final moisture content of approximately 30%, ozone concentrations of 40 and 118 ppm were employed to evaluate the inactivation of E. coli and B. subtilis spores. In the lower concentration and a higher exposure time employed (40 ppm/120 minutes), a reduction of 3.6 logarithmic cycles was obtained in the population of B. subtilis spores. At 118 ppm of ozone, for 90 and 120 minutes of treatment, the concentration of those microorganisms suffered decreases of above 5 logarithmic cycles. For the population of E. coli, on the other hand, the treatments at 40 ppm/60 minutes and 118 ppm/30 minutes were necessary to obtain decreases of above 6 logarithmic cycles in the concentration of the inoculated microorganism. In order to evaluate the effect of ozone on the physicochemical and sensory characteristics and pasting properties of cassava starch, the product with 30% of moisture was exposed to gaseous ozone at approximate concentrations of 40 ppm for 30, 60, 90 and 120 minutes and 118 ppm for 30 and 60 minutes. The pH of the ozonized samples was significantly lower (p<0.05) than the pH of the standard sample. However, the color and the carboxyl and carbonyl contents of the cassava starch were not altered significantly by ozone. On the other hand, the pasting properties of ozonized starch were partially altered and the effect of ozone was more evident on the peak viscosity and breakdown. The ozonized samples presented higher peak viscosities and lower cooking stability under agitation than the untreated and control samples. In the sensory evaluation, the effect of ozone on the odor attribute was more pronounced than on the color, with half of the ozonized samples having suffered the effect of ozone on the their sensory characteristics. To evaluate, during two months of storage, the physicochemical, sensory, rheological and microbiological characteristics of the cassava starch treated with ozone, the product with 30% of moisture was exposed to gaseous ozone at a concentration of 118 ppm for 90 minutes. Except for the pH, the physicochemical characteristics (moisture, color and oxidation) of cassava starch were not altered significantly by ozone. On the pasting properties, the effect of ozone was more evident on the peak viscosity, breakdown and setback. The ozonized samples presented higher peak viscosities, lower cooking stability under agitation and lower retrogradation than the untreated sample. The sensory characteristics of cassava starch were significantly altered by ozone and the odor was the most affected attribute. The results obtained indicated that, during the storage period, the ozonized sample was more stable than the untreated sample, especially as regards to physicochemical characteristics. For the microbiological characteristics, the samples studied were in accordance with current legislation and the ozonation treatment reduced the population of B. cereus in cassava starch. Furthermore, during the storage period, the microbial load of the samples remained unchanged / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2017-09-18T17:36:34Z No. of bitstreams: 1 Jordana_D_dos_Santos_2016.pdf: 2287544 bytes, checksum: 3fbe2e0a3e10d36d5d3531c1abc806aa (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-18T17:36:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jordana_D_dos_Santos_2016.pdf: 2287544 bytes, checksum: 3fbe2e0a3e10d36d5d3531c1abc806aa (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This research aimed to study the treatment of manipueira by combined process of coagulation/flocculation and membrane separation, targeting the non-potable reuse this water. For pretreatment of the effluent triage was performed using five natural coagulants (Acquapol WW, and S5T Tanfloc POP, ST, SG), a chemical (Al2SO4) and a cationic flocculant (Zetag ® 8185).Experimental designs Plackett & Burman (PB12) followed by a full factorial 2k was used in order to obtain the best experimental conditions in the process. The supernatant obtained in step of coagulation/flocculation under went a process of separation of micro-and ultrafiltration membranes varying pressures (0,6, 1 and 1,4 bar), permeate flows being analyzed, fouling and removal efficiency.The raw sewage and water resulting from treatment in the best conditions of coagulation/flocculation and filtration, under went a toxicity test using brine shrimp body. From the selected sorting the sedimentation time 15 minutes and Tanfloc POP among the natural coagulants.The best condition of operation of the coagulation/flocculation obtained through experimental planning was 1 min to 10 min, TMR TML, 180 rpm for VMR and 10 rpm of VML, pH of 8.5 and coagulant concentration of 440 mg L-1, with removals of 88,5% to turbidity and 78,9% color. The model adjusted to the data in the color parameter removal complete factorial planning using coagulant Tanfloc POP. The tests of filtration (MF and UF) presented on pressure of 1,4 bar, above 95% removal of colour and turbidity, and above 60% for nitrogen and COT, but with lower COD removal (less than 70%). The toxicityof that treated wastewater (66% and 100%) reported toxic to the test organism due to the presence of free cyanide. The permeated obtained (MF) could be used for less noble purposes among the classes (2, 3 and 4) suggested by the ABNT NBR 13,696/1997. The results obtained in this study demonstrate the potential of C/F, MF and UF, for treatment of manipueira. / Esta pesquisa teve como objetivo estudar o tratamento da manipueira por processo combinado de coagulação/floculação e separação por membranas, visando o reuso não potável desta água. Para o pré-tratamento do efluente foi realizada uma triagem utilizando cinco coagulantes naturais (Acquapol WW, S5T e Tanfloc POP, ST, SG), um químico (Al2SO4) e um floculante catiônico (Zetag 8185®). Planejamentos experimentais Plackett & Burman (PB12) seguido de um fatorial completo 2k foram utilizados a fim de obter as melhores condições experimentais no processo. O sobrenadante obtido na etapa de coagulação/floculação foi submetido a um processo de separação por membranas de micro e ultrafiltração variando-se as pressões (0,6, 1 e 1,4 bar), sendo analisados os fluxos de permeado, fouling e eficiência de remoção. O efluente bruto e a água resultante do tratamento nas melhores condições dos ensaios de coagulação/floculação e filtração, foram submetidos a um ensaio de toxicidade utilizando o organismo Artemia salina. A partir da triagem selecionou-se o tempo de sedimentação de 15 minutos e o Tanfloc POP dentre os coagulantes naturais. A melhor condição de operação da coagulação/floculação obtida através dos planejamentos experimentais foi de 1 min para TMR, 10 min de TML, 180 rpm para VMR e 10 rpm de VML, pH de 8,5 e concentração do coagulante de 440 mg L-1, com remoções de 88,5% para cor e 78,9% de turbidez. O modelo ajustou-se aos dados de remoção do parâmetro cor no planejamento fatorial completo utilizando o coagulante Tanfloc POP. Os ensaios de filtração (MF e UF) apresentaram na pressão de 1,4 bar, remoções acima de 95% de cor e turbidez, e acima de 60% para nitrogênio e TOC, porém com baixa remoção de DQO (menor que 70%). A toxicidade, do efluente mesmo tratado (66% e 100%) apresentou-se tóxico para o organismo teste devido à presença de cianeto livre. O permeado obtido (MF) poderia ser utilizado para fins menos nobres dentre as classes (2, 3 e 4) sugeridas pela ABNT NBR 13.969/1997. Os resultados obtidos neste estudo demonstram o potencial dos processos de C/F, MF e UF, para tratamento da manipueira.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jorge Luiz Dutra Ghem.pdf: 3823037 bytes, checksum: 69f9a016496a7365593dc414a668a187 (MD5) Previous issue date: 2006-07-07 / The products biodegradability produced to leave derived from cassava and ricinus are biodegradability for the constitution of the polimerics chains. They constitute a viable alternative in substitution, instead polymers biodegradability of food packings, for the reduction of the great amount of generated solid residues. It is important to emphasize the necessity of accomplishment tests, in order to know better the mechanisms of the products biodegradability. The tests in half inert solid of vermiculita simulate the ambient conditions next to the reality, in relation to the other ways. This experiment development focus to establish an evaluation of the materials biodegradability from cassava starch and ricinus in order to get information that may contribute in perfectioning and election for biopolimers use. The evaluated materials in half solid of vermiculita with aeration system 45ºC, with 45 mL of inoculo extracted from composting residue material from pruning trees. The carbonic gas unfastened in the degradation, determined the CO2 absorbed mass in solution of barium hidroxid 0,0125 moL/L and titleholder with solution standard of cloridric acid 0,05 mol/L, using phenolftalein indicating in order to determine the changing point. The degradation taxes, according to ASTM norms and ISO, 60% of the polymer Carbon must be mineralized in CO2, the biodegradability standards are satisfactory. The trays with cassava starch, 66,44% and starch with film, 62,36%. The ricinus trays, 13,82%, even though the biodegradability, did not reach a biodegradability index, chemical and physical composition was attributed to a ricinus polymer when degradated, did not suffer intrinsic influence from bacterial activity. / Os produtos biodegradáveis produzidos a partir derivados de mandioca e mamona, são biodegradáveis pela constituição das cadeias poliméricas. Constituem uma alternativa em substituição aos polímeros não biodegradáveis de embalagens de alimentos, para a redução da grande quantidade de resíduos sólidos gerados. É importante destacar a necessidade de realização de testes, a fim de se conhecer melhor os mecanismos da biodegradabilidade dos produtos. Os testes de compostagem em meio sólido inerte de vermiculita simulam as condições ambientais mais próximas da realidade, em relação aos outros meios. O desenvolvimento deste experimento busca estabelecer uma avaliação da biodegradabilidade de materiais à base de fécula de mandioca e de mamona como forma de obter informações que venham contribuir no aperfeiçoamento e seleção para utilização de biopolímeros. Os materiais foram avaliados em meio sólido de vermiculita com sistema de aeração a 45ºC, com 45 mL de inóculo extraído de resíduo de material de compostagem de resíduos de poda de árvores. O gás carbônico desprendido na degradação, determinado como massa de CO2 absorvida, em solução de hidróxido de bário 0,0125 moL/L e titulada com solução padrão de ácido clorídrico 0,05 mol/L, usando-se fenolftaleína como indicador para determinar o ponto de viragem. As taxas de degradação, segundo as normas ASTM e ISO, 60 % do Carbono do polímero deve ser mineralizada para CO2, foram satisfatórias para os padrões de biodegradabilidade. Para bandejas com fécula de mandioca, 66,44% e fécula com filme de mamona, 62,36%. As bandejas de mamona, 13,82%, embora sendo biodegradáveis, não atingiram índice de biodegradabilidade, atribui-se à composição química e física do polímero de mamona que ao ser degrada, não sofreu influência intrínseca da atividade bacteriana.

Visando o desenvolvimento de materiais biodegradáveis para embalagens, blendas de amido/quitosana estruturadas com nanopartículas de montmorilonita (MMT) ou nanofibras de bambu (NFBs) em concentrações de (0,0; 0,5 e 1,0) g de NPs/100 g de polímero foram obtidas pelas técnicas de casting e extrusão. Os bionanocompósitos obtidos das duas técnicas foram caracterizados, bem como foi avaliada a influência da dispersão das nanopartículas sobre as principais propriedades físico-químicas dos bionanocompósitos. Para os filmes produzidos de blendas de amido/quitosana por casting, foram avaliadas as proporções de (5/0; 3,75/0,25; 2,5/2,5; 1,25/0,75 e 0/1) g/100 g base polímero, e a adição dos reforçadores na solução filmogênica. Observou-se uma dispersão assim como uma intercalação satisfatória da MMT nos bionanocompósitos, confirmadas pelas mudanças da cristalinidade devido ao deslocamento do pico característico de 7,2 º para 5,2 º; e os filmes estruturados com NFBs apresentaram variações nas frequências vibracionais dos arranjos moleculares indicando a formação de ligações fortes entre as blendas e os reforçadores. A partir da extrusão da mistura de homo pellets e pellets masterbatch, das blendas de amido/quitosana nas proporções de (100/0; 75/25 e 50/50) g/100 g, foram obtidos compósitos em processo contínuo os quais exibiram propriedades qualitativas satisfatórias assim como mudanças de cristalinidade e interações moleculares. Em relação às propriedades mecânicas, os bionanocompósitos apresentaram um aumento da resposta à tensão assim como da elongação e módulo de elasticidade em relação às concentrações dos reforçadores em cada umas blendas avaliadas. Por outro lado, tanto a formação das blendas como as interações dos reforçadores modificaram significativamente a rede tridimensional dos filmes em relação à taxa de transferência de vapor de água, obtendo-se valores de (155 e 139) g m-2 d-1 para os compósitos obtidos da blenda amido/quitosana 100/0 estruturados com (0,5 e 1,0) g MMT/100 g, respectivamente. Os valores de PVA obtidos são inferiores aos reportados por produtos comerciais como o (PBS) Bionolle&trade; (330 g m-2 d-1) e (PBAT) Ecoflex&reg; (272 g m-2 d-1). Neste trabalho foi possível desenvolver um material promissor com características diferenciadas e alta aplicabilidade no setor de embalagens biodegradáveis para uso industrial. / Aiming at the development of biodegradable packaging materials, starch/chitosan blends structured with montmorillonite nanoparticles (MMT) or bamboo nanofibers (NFBs) at concentrations of (0.0,0.5 and 1.0) g NPs/100 g of polymer were obtained by the casting and extrusion techniques. The obtained bio-nanocomposites were characterized, as well as, how the dispersion of nanoparticles influenced the main physicochemical properties of the films. For the films from starch/chitosan blends produced by the casting method, the proportions of (5/0, 3.75/0.25, 2.5/2.5, 1.25/0.75 and 0/1) g/100 g based on polymer, were tested and the introducing of the reinforcers into filmogenic solution were evaluated. Satisfactory dispersion and exfoliation of MMT in bio-nanocomposites were confirmed by changes of crystallinity due to displacement of the characteristic peak from 7.2 ° to 5.2 °. In the same way, films structured with NFBs showed variations of the vibrational frequencies of the molecular arrangements indicating strong bonds between the polymer blends and the reinforcers. By the extrusion from the mixture of homo pellets and masterbatch pellets, from starch/chitosan blends at proportions of (100/0, 75/25 and 50/50) g/100 g, the obtained films have exhibited changes of the crystallinity and the molecular interactions. In relation to mechanical properties, the films presented increase of the tension response as well as the elongation and modulus of elasticity in relation to the reinforcer concentration in each evaluated blend. On the other hand, the formation of polymer blends and the interactions of reinforcers with the matrix changed significantly the three-dimensional network and consequently the water vapor transmission (WVT). Films produced from starch/chitosan 100/0, nanostructured with (0.5 and 1.0) g MMT/100 g, exhibited lower values of WVT 155 e 139) gm-2 d -1, respectively, when compared to commercial products such as Bionolle &trade; (PBS) 330 g m-2 d-1) and (PBAT) Ecoflex&reg; (272 g m-2 d-1). In this work, it was possible to develop a promising material with desired characteristics in the biodegradable packaging sector with wide application in the industry.

Orientador: Miriam Dupas Hubinger / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-26T22:10:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NolascoPerez_IreneMarivel_M.pdf: 4214130 bytes, checksum: d4a3d21f56f0eb0fc6caa19ac8ae691d (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: No mundo atual é crescente a demanda dos consumidores por produtos frescos, devido a sua qualidade nutricional, além de oferecer benefícios para a saúde como, por exemplo, na prevenção de algumas doenças. Frente a esta demanda, o presente trabalho estudou o uso de coberturas comestíveis de fécula de mandioca na manutenção da qualidade dos frutos de morango (Fragaria ananassa Duch.). Os frutos de morango receberam tratamentos combinando o processamento mínimo com a utilização de cobertura comestível de fécula de mandioca, cuja finalidade foi prolongar a vida útil destes em temperaturas de refrigeração. Os frutos após o processamento foram mergulhados por 10 minutos em suspensão de 3% (p/v) de fécula de mandioca e submetidos à secagem naturalmente à temperatura ambiente e armazenados em temperaturas de 10 ?C e 15 ?C. Na primeira etapa, o objetivo foi avaliar as características da cobertura aplicada nos morangos (propriedades mecânicas: forças de ruptura e penetração, cor dos morangos, taxa de respiração e resistência ao vapor de agua) depois de 24 horas do tratamento. A aplicação da cobertura nos morangos não alterou significativamente as propriedades mecânicas (forças de ruptura e penetração), cor dos morangos, taxa de respiração e resistência ao vapor de água em comparação aos morangos sem coberturas. Na segunda etapa foi realizado o estudo da vida útil dos morangos com e sem cobertura, armazenados a temperaturas de 10 ?C e 15 ?C. Na perda de peso verificou-se diferença significativa ao longo do tempo de armazenamento diferença significativa, e no tempo fixo não se observou diferenças significativas entre os tratamentos, a taxa de respiração mostrou um incremento significativo em todos os tratamentos ao longo no tempo de armazenamento e para tempo fixo não presentaram diferenças significativo entre os tratamentos exceto no dia 1 se observou que o tratamento 15 ?C com cobertura diminui significativamente com respeito a 15 ?C sem cobertura. O teor de antocianinas apresentou uma diminuição significativa ao longo do tempo de armazenamento para os tratamentos 10 ?C sem cobertura e 15 C sem e com cobertura em ambas temperaturas são não significativo nos dia 5 e 8. As amostras 10 ?C com e sem cobertura e 15 ?C com e sem cobertura foram avaliadas sensorialmente os morangos com cobertura apresentaram notas acima do limite de aceitação (4,5), o fator que determinou o tempo de vida útil foi a contaminação microbiológica observada nas amostras. As amostras armazenadas a 10 ?C com e sem cobertura apresentaram 8 dias de vida útil e as amostras armazenadas 15 ?C com e sem cobertura apresentaram 5 dias de vida útil / Abstract: Nowadays there is a growing consumer demand for fresh products, due to their nutritional quality and the health benefits they provide, for example, in the prevention of some diseases. Faced with this demand, the present work analyzed the use of edible cassava starch coating for preserving the quality of strawberry fruits (Fragaria ananassa Duch.). Strawberries underwent treatment combining minimal processing with the use of edible cassava starch coating, aiming to extend the lifetime of these fruits at refrigerated temperatures. To this aim, after the processing stage, the fruits were immersed for 10 minutes in a 3% (w/v) cassava starch suspension; then they were naturally dried at room temperature and stored at temperatures of 10?C and 15?C. During the first stage, the objective was to evaluate the characteristics of the starch-based coating applied to strawberries ¿ that is, mechanical properties (compression and penetration strengths) strawberry color, respiration rate and water vapor resistance ¿ after a 24-hour treatment. The application of the coating on the strawberries did not significantly modify the mechanical properties (compression and penetration strengths), strawberry color, respiration rate and resistance to water vapor, when compared to uncoated strawberries. During the second stage we studied the lifetime of coated and uncoated strawberries stored at temperatures of 10?C and 15?C. In the weight loss treatments, we were able to verify significant differences during the storage time, and in the fixed time no significant differences were observed, the respiration rate showed significant increase in all treatments during storage time, and in the fixed time, no significant differences among treatments were seen, except for day 1, when it was observed that the coated fruits under treatment at 15 ?C showed a significant decrease with regard to the uncoated fruits treated at 15?C. The anthocyanin content showed significant decrease during storage time for uncoated fruits at 10?C and for coated and uncoated fruits at 15?C; at both temperatures there were no significant results on days 5th and 8th. Sensory analysis was performed on samples at coated and uncoated stored at 10?C and 15?C . Coated strawberries showed numbers above the acceptance limit (4.5). The factor that determined the lifetime was the microbiological contamination observed in the samples. Coated and uncoated samples stored at 10?C had an 8-day lifetime and the coated and uncoated samples stored at 15?C had a 5-day lifetime / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestra em Engenharia de Alimentos

Os problemas ambientais provocados pelas embalagens à base de materiais sintéticos não biodegradáveis têm provocado um importante aumento nos estudos sobre filmes à base de biopolímeros. Entretanto, esses filmes têm limitações em suas propriedades, devido, sobretudo à sensibilidade a umidade relativa ambiente. Dentre as alternativas estudadas para melhorar as características desses materiais está o uso de nanopartículas, com destaque para a montmorilonita, que tem problemas de dispersão em água. Outra nanopartícula pouco usada em estudos à base de biopolímeros é a laponita, que é uma nanoargila sintética. Assim, o objetivo geral desta tese foi o desenvolvimento de filmes à base de biopolímeros (colágeno, gelatina e fécula de mandioca), reforçados com uma nanoargila (laponita). Foi estudado o efeito da concentração do biopolímero e da laponita, assim como o método de produção dos filmes (casting e espalhamento mecânico), além da qualidade da dispersão da nanopartícula, sobre as principais propriedades físicas dos filmes nanocompósitos, com especial interesse nas propriedades de superfície. Os filmes foram preparados pela desidratação de soluções formadoras de filmes (SFF), com 2, 4 ou 8 g de biopolímero/100 g SFF; 25 ou 30 g glicerol/100 g de biopolímero; e 0, 1,5; 3; 4,5 e 6 g laponita/100 g de biopolímero. A laponita foi dispersa em água destilada, utilizando-se ultraturrax com velocidade de agitação de 20.000 rpm, por 30 minutos. As partículas de laponita em água tiveram tamanhos menores que 50 nm. Não houve efeito da concentração do biopolímero, nem do método de produção (casting ou espalhamento mecânico) sob as propriedades de topografia superficial e físico-químicas estudadas nos filmes nanocompósitos. As análises de raios X e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier revelaram que as plaquetas de laponita estiveram esfoliadas e/ou intercaladas nos filmes, e que não houve nenhuma formação de ligação química entre as plaquetas de laponita e os biopolímeros em estudo. A presença de laponita incrementou a irregularidade superficial dos filmes, especialmente naqueles produzidos com colágeno e fécula de mandioca. Outras propriedades dos filmes nanocompósitos, tais como densidade, umidade, cor, opacidade, propriedades térmicas, propriedades mecânicas, solubilidade em água, ângulo de contato à água, isotermas de sorção e permeabilidade ao vapor de água não sofreram alterações com a presença de laponita. / The environmental problems caused by packaging based on non-biodegradable synthetic materials have lead to a significant increase in studies about biopolymer films. However, these films have limited physicochemical properties due mainly to its sensitivity to ambient relative humidity. Among the alternatives studied to improve the physicochemical properties of these materials is the use of nanoparticles, especially the montmorillonite, which has problems of dispersion in water. Another nanoparticle no so much studied in films based on biopolymers is laponite, which is a synthetic nanoparticle. Thus, this these aims to development and characterize films based on biopolymers (collagen, gelatin and cassava starch), with a nanoparticle (laponite). The effects of biopolymer and laponite concentrations were studied, as well as, the film production method (casting and spreading), besides the quality of laponite dispersion and its relationship with the physicochemical properties of the films were investigated, with special interest on the surface properties. The films were produced by the dehydration of filmogenic-forming solutions (FFS), with 2, 4 or 8 g of biopolymer/100 g FFS; 25 or 30 g glycerol/100g of biopolymer; and 0, 1.5, 3, 4.5 and 6 g of laponite/100g of biopolymer. The laponite was dispersed in water using ultraturrax, at 20,000 rpm, for 30 minutes. The laponite particles in water had sizes smaller than 50 nm. There was not effect of biopolymer concentration and film production method (casting or spreading) on the surface and physicochemical properties studied in the nanocomposite films. X-ray analysis and Fourier transform infrared spectroscopy revealed that laponite platelets were exfoliated and/or intercalated in the films, and that there were no formed chemical bonds between laponite platelets and the biopolymers studied. The presence of laponite increased the surface irregularity of the films, especially in those produced with collagen and cassava starch. Other properties in the nanocomposite films, such density, moisture content, color, opacity, thermal properties, mechanical properties, water solubility, water contact angle, sorption isotherms and water vapor permeability were not altered by the presence of laponite.

Made available in DSpace on 2017-07-21T18:53:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANDRESSA GABARDO GRANZA.pdf: 2807698 bytes, checksum: a0442acfb9a8bff732a7ec5ecaa9a286 (MD5) Previous issue date: 2015-02-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The development of gluten free products is becoming increasingly important as the number of celiac people have increased. Cheese breads and sour cassava starch biscuits are examples of gluten free baked products widely consumed in Brazil, however, these products have problems related to starch retrogradation, in other words, a very rapid staling in the case of baked products and the cheese breads marketed as frozen dough are susceptible to release of water (syneresis). Thus, the objective of this study was to develop a anti-staling premix able to increase freeze-thaw stability of gluten free baked products (cheese bread and sour cassava starch biscuits) without interfere negatively on the expansion property of these products. Binary and ternary mixtures were prepared using native cassava starch and oxidized cassava starch ranging the type of gum (guar, locust, xanthan and carrageenan) and the concentration used (2, 4 and 6 %). Mixtures using the acid modified cassava starch instead of oxidized cassava starch were also tested, but in this case using only guar gum at concentrations of 2, 4 and 6 %. The mixtures were evaluated for freeze-thaw stability and expansion property and the results were compared with those obtained for sour cassava starch (PA) native cassava starch (N), oxidized cassava starch (O) and acid modified cassava starch (A). The binary and ternary mixtures with better results and samples PA, N and O were evaluated for technological properties (pasting properties, swelling power and solubility and paste clarity), thermal properties (Differential Scanning Calorimetry - DSC), structural properties (Fourier Transform Infrared Spectroscopy - FTIR) and crystalline properties (X-ray diffraction); moreover, cheese breads were prepared with these samples and the staling of these products was evaluated (hardness parameter in texturometer and crumb moisture content). The mixture made with the native cassava starch, oxidized cassava starch and guar gum at a concentration of 4 % (MNO+GG 4 %) showed the best results of syneresis (loss of 4,87; 7,79 and 11 % in the 1st, 2nd and 3rd freeze-thaw cycle, respectively) compared with the other samples and the low retrogradation of this sample was confirmed by DSC analysis (enthalpy of retrogradation was non-existent) and FTIR (sample separated from others by principal component analysis - PCA). The expansion property of MNO GG+4 % sample was high (> 10 mL.g-1) and the cheese breads developed with this sample had a later staling compared with other samples, with lower hardness after 24 and 30 h of storage (23.71 and 29.59 N, respectively) and a wetter crumb (38.8 and 37.07%, respectively). These results indicate the possibility of using the premix MNO+GG 4% in gluten free baked products in place of sour cassava starch and/or native cassava starch. / O desenvolvimento de produtos livres de glúten está se tornando cada vez mais importante uma vez que o número de pessoas celíacas tem aumentado. Pães de queijo e biscoitos de polvilho são exemplos de produtos panificados livres de glúten consumidos em território brasileiro, porém, estes produtos possuem problemas relacionados com a retrogradação do amido, ou seja, um envelhecimento muito rápido no caso de produtos assados e os pães de queijo comercializados na forma de massa congelada estão susceptíveis à liberação de água (sinérese). Dessa forma, o objetivo do presente trabalho foi desenvolver uma pré-mistura capaz de retardar o envelhecimento e aumentar a estabilidade ao congelamento-descongelamento de produtos panificados livres de glúten (pães de queijo e biscoitos de polvilho), além de não interferir negativamente na propriedade de expansão dos mesmos. Misturas binárias e ternárias foram elaboradas utilizando-se o amido de mandioca nativo e o amido de mandioca oxidado variando-se o tipo de goma (guar, locusta, xantana e carragena) e a concentração utilizada (2, 4 e 6 %). Misturas utilizando o amido de mandioca ácido modificado ao invés do amido de mandioca oxidado também foram testadas, mas neste caso utilizando somente a goma guar nas concentrações de 2, 4 e 6 %. As misturas foram avaliadas quanto à estabilidade a ciclos de congelamento-descongelamento e propriedade de expansão e os resultados foram comparados com os obtidos para o polvilho azedo (PA), amido de mandioca nativo (N), amido de mandioca oxidado (O) e amido de mandioca ácido modificado (A). As misturas binárias e ternárias com melhores resultados e as amostras PA, N e O foram avaliadas quanto às propriedades tecnológicas (propriedade de pasta, poder de intumescimento e solubilidade, e claridade de pasta), térmicas (calorimetria exploratória diferencial - DSC), estruturais (Espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier - FTIR) e cristalinas (difração de raios X); além disso, foram elaborados pães de queijo com essas amostras e o envelhecimento dos mesmos foi avaliado (parâmetro dureza em texturômetro e teor de umidade dos miolos). A mistura feita com o amido de mandioca nativo, amido de mandioca oxidado e goma guar na concentração de 4 % (MNO+GG 4 %) apresentou os melhores resultados de sinérese (perdas de 4,87; 7,79 e 11 % no 1º, 2º e 3º ciclo de congelamento-descongelamento, respectivamente) em comparação com as demais amostras e a baixa retrogradação desta amostra foi confirmada pela análise de DSC (entalpia de retrogradação foi inexistente) e FTIR (amostra separada das demais pela análise de componentes principais – PCA). A propriedade de expansão da amostra MNO+GG 4 % foi considerada elevada (>10 mL.g-1) e os pães de queijo desenvolvidos com esta amostra tiveram um envelhecimento mais tardio em relação as demais amostras, apresentando menor dureza após 24 e 30 h de armazenamento (23,71 e 29,59 N, respectivamente) e um miolo mais úmido (38,8 e 37,07 %, respectivamente). Esses resultados indicam a possibilidade de utilização da pré-mistura MNO+GG 4 % em produtos panificados livres de glúten, em substituição do polvilho azedo e/ou amido de mandioca nativo.

Neste trabalho, ingredientes naturais antimicrobianos foram adicionados em filme biodegradável (biofilme) à base de fécula de mandioca tendo como plastificantes sacarose e açúcar invertido. A seleção dos ingredientes antimicrobianos (cravo em pó, canela em pó, pimenta vermelha em pó, óleo essencial de laranja, café em pó, mel e extrato de própolis) foi conduzida por meio de um delineamento experimental (fatorial fracionado 27-3) e os biofilmes foram analisados quanto às suas propriedades de barreira (permeabilidade ao vapor de água e taxa de permeabilidade ao vapor de água) e propriedades mecânicas (resistência máxima à tração e porcentagem de alongamento na ruptura). Os biofilmes apresentaram valores inferiores aos apresentados pelo biofilme controle quanto às propriedades mecânicas. Em geral, a taxa de permeabilidade ao vapor de água nos biofilmes antimicrobianos manteve-se estatisticamente igual ao do controle. Na segunda etapa do trabalho, a otimização dos ingredientes selecionados foi realizada através de delineamento experimental, com somente adição de cravo e canela em pó, que apresentaram resultados mais promissores na etapa anterior. Foi constatado que a adição de cravo e canela em pó alterou as propriedades mecânicas, porém as alterações foram menos intensas com a adição da canela em pó do que com o cravo em pó, o que pode ser justificado pela diferença de granulometria entre eles. A taxa de permeabilidade diminuiu até certa concentração dos ingredientes (0,34% para a canela em pó e 0,20% para o cravo em pó). O efeito antimicrobiano dos biofilmes foi investigado como embalagem de fatias de pão tipo forma e foi constatado que a atividade de água dos biofilmes aumentou após 7 dias de contato. É provável que os biofilmes tenham se tornado meios propícios para o desenvolvimento de bolores e leveduras visto que estes microrganismos cresceram de forma similar ou mais intensa nas fatias de pão na presença do que na ausência dos biofilmes. A partir dos resultados obtidos, não é possível avaliar de forma clara, o efeito antimicrobiano dos ingredientes incorporados na matriz dos biofilmes contra o crescimento de bolores e leveduras em fatias de pão tipo forma. / In this work, natural antimicrobial ingredients were added to biodegradable film (biofilm) based on cassava starch with sucrose and inverted sugar as plasticizers. The selection of the antimicrobial ingredients (clove powder, cinnamon powder, red pepper powder, orange essencial oil, coffee powder, honey and propolis extract) was carried out applying an experimental design (incomplete factorial 27-3) and the barrier properties (water vapour permeability and water vapour permeability rate) and mechanical properties (tensile strength and elongation at break) of the biofilms were determined. The biofilms presented lower data regarding mechanical properties when compared to biofilm control. In general, the water vapour permeability rate of the antimicrobial biofilms was statistically equal to the control. In the second phase of the work, the optimization of the selected ingredients was carried out applying an experimental design, with the addition of only clove and cinnamon powder due to the fact that they showed the most promissing results at the previous phase. The addition of clove and cinnamon powder modified the mechanical properties but the modifications resulted by the addition of cinnamon powder were less intense tha n the ones resulted by the addition of clove powder, which can be justified by the particle size differences between them. The water vapour permeability rate decreased by specific ingredients concentration (0.34% for the cinnamon in powder and 0.20% for the clove in powder). The biofilms antimicrobial effect was investigated as packaging of pan bread slices and it was verified that the biofilms water activity increased after 7 days of contact. Probably, the biofilms became suitable substrates for yeast and mold development due to the fact that these microorganisms grew equally or more intensely in the pan bread slices when the biofilms were present in comparison to the cases of its absence. According to the results, it is not possible to evaluate clearly the antimicrobial effect of the added ingredients to the biofilm matrix against yeast and mold development in pan bread slices.