Ingeniero Civil Químico / Los colorantes son un tipo de aditivos utilizados en la industria alimenticia para cambiar el color, avivar el color natural o recuperar el color de un producto. Los colorantes pueden ser de origen artificial o natural, siendo este último el tipo de colorante más aceptado en los últimos años. Con la idea de generar nuevos productos relacionados con su área productiva, la empresa Maltexco S.A. busca generar un colorante natural a base de extracto de malta especial para ser comercializado. Un estudio previo reveló que era posible realizar colorantes naturales a partir de los extractos de malta especiales. Sin embargo, éstos afectaban el sabor y aroma de los alimentos de manera significativa, por lo cual se propuso realizar una fermentación como una alternativa para mejorar los resultados obtenidos, debido a que, en la industria cervecera, la fermentación ayuda en la eliminación de sabores y aromas indeseados en la cerveza. Por lo anterior, el objetivo de este trabajo es estudiar las condiciones necesarias para desarrollar colorantes naturales a partir de la fermentación de extractos de malta especiales. Para ello, fue necesario determinar las condiciones para realizar la fermentación de los extractos de malta especiales, estandarizar los resultados de la fermentación de los mismos, obtener distintos colorantes a partir de la fermentación con distintos microorganismos y determinar el mejor microorganismo para producir los colorantes. El trabajo de laboratorio, realizado en el Laboratorio de Desarrollo y en el Laboratorio de Calidad de la empresa Maltexco en su planta Talagante, se inició con la elaboración de distintos extractos de malta especiales fermentados a partir de malta caramelo y malta tostada, dos tipos distintos de maltas especiales. El proceso para fermentar los extractos de malta incluyó una etapa de dilución del extracto concentrado, una etapa de hervido para esterilizar la muestra, la etapa de fermentación estudiada y una etapa final de concentración. La fermentación fue realizada principalmente con levaduras cerveceras tipo Ale y Lager, aunque también se utilizó la levadura vinícola PDM y bacterias lácticas. Entre los microorganismos mencionados, la levadura tipo Lager demostró ser la más efectiva para realizar la fermentación de los extractos de malta especiales usando la concentración final de la muestra fermentada y la atenuación aparente posterior a la fermentación como parámetros. Finalmente, el mejor colorante desarrollado se logró mediante la fermentación con levadura tipo Lager y la bacteria láctica Lactobacillus delbrueckll en conjunto, que alcanzaron una atenuación aparente de 29,35%. Por tanto, se recomienda realizar pruebas de la fermentación con estas especies, con tal de obtener las condiciones óptimas de fermentación para estos microorganismos. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por la Empresa Maltexco S.A.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Estudia la actividad fotocatalítica de nanopartículas de TiO2 soportadas en una película de alcohol polivinílico en la degradación del colorante negro reactivo 5 (NR5). Una dispersión de nanopartículas de TiO2 (soles de TiO2) es preparada empleando como precursor tetraisopropóxido de titanio a pH 1. Luego el sol de TiO2 se mezcla con una solución de alcohol polivinílico (PVA) y glutaraldehído a pH 1, finalmente la dispersión resultante es secada al ambiente obteniendo nanopartículas de TiO2 soportadas en una película de alcohol polivinílico (película de TiO2-PVA) con una concentración de 4,4.10-4 mol.Ti/g de película. La actividad fotocatalítica de los soles de TiO2 así como de las películas de TiO2-PVA son probadas en un sistema de degradación de color compuesto principalmente por una fuente de radiación UV-VIS, que decolora (degrada) una solución de colorante NR5 hasta completamente incoloro. El desarrollo del proceso de fotodegradación es evaluado con un espectrofotómetro UV-VIS a 600 nm. También se evalúa el efecto de las siguientes variables en el proceso de fotodegradación: la concentración del sol de TiO2, concentración del colorante, y el pH. Empleando un sistema de fotodegradación y 1,5 gramos de película de TiO2-PVA se logra degradar completamente 100 mL de colorante NR5 a 25 ppm en 25 minutos, así mismo estas pueden trabajar en un amplio rango de pH, siendo más eficientes a pH ácidos. Una de las desventajas de las películas de PVA-TiO2 es que al emplearlas en ciclos sucesivos de fotodegradación reducen paulatinamente su poder catalítico hasta desaparecer (envenenamiento del catalizador). Los resultados de este trabajo son comparados con trabajos similares: xerogeles de TiO2 soportados en vidrio en la fotodegradación de colorantes, y catalizadores biológicos en fotodegradación del colorante negro reactivo 5; concluyendo que las películas de TiO2-PVA preparadas en este trabajo presentan características superiores que los materiales preparados en los trabajos comparados, en la fotodegradación de la matriz colorante en solución por la velocidad a la que trabaja así como los amplios rangos de pH a los que son estables. El envenenamiento del catalizador es una desventaja en común con estos trabajos, y en general es una característica del TiO2 cuando es usado como catalizador. / Tesis

Tesis para optar al grado de Magíster en Administración / No disponible a texto completo / El proyecto tiene como objetivo crear una empresa de elaboración y comercialización del carmín, colorante natural que es utilizado en la industria alimenticia, cosmética, textil y farmacéutica, y que se obtiene de la crianza de un insecto denominado Cochinilla del Carmín, cuyo hábitat son las plantas de tuna. El propósito del proyecto es satisfacer una demanda creciente, a nivel mundial, de colorantes de origen natural, debido al cuestionamiento en que han caído los colorantes sintéticos debido a los efectos colaterales cancerígenos que provocan, especialmente los de color rojo. Esto ha llevado que la mayor parte de los países más industrializados, y muchos en vías de desarrollo, hayan establecido normas legales que prohíben el uso de colorantes artificiales en beneficio de los naturales. Si se considera que los colorantes sintéticos representan el 90% del total de colorantes consumidos en el mundo, es esperable un crecimiento fuerte en los próximos años para los colorantes naturales. El proyecto participará en este mercado creciente con un producto de alta calidad y con un rendimiento productivo superior y costos inferiores a la competencia, en virtud a un manejo de cultivo de cochinilla asistido por profesionales, aprovechamiento de exenciones tributarias y aduaneras en una zona franca, beneficios otorgados por el país a las exportaciones, y cercanía con los principales proveedores de materia prima. El proceso productivo del proyecto está conformado por 3 fases: Un ciclo agrícola- biológico para obtener los tunales e infestación asistida de cochinilla, un ciclo industrial para producir el carmín, y un ciclo de comercialización internacional para colocar el producto. La primera producción se obtiene al 21º mes y se logra la producción plena al 30º mes. La estrategia comercial se basa en un contacto directo con el cliente objetivo, que corresponden a los mercados de los países con los cuales Chile ha establecido tratados de libre comercio y acuerdos comerciales. El proyecto requiere un financiamiento de US$ 770.000, los que serán financiados en un 60% por los gestores del proyecto y un 40% por un financista externo, bajo la modalidad de una sociedad anónima cerrada. La evaluación económica determina la viabilidad del proyecto con un Valor Presente Neto de US$ 144.000, una Tasa Interna de Retorno de 19,72% y un Período de Recupero de la Inversión de 2,9 años. 6 Las simulaciones arrojan un alto grado de sensibilidad del proyecto ante cambios en el precio del carmín, del insumo cochinilla, y de los volúmenes de tratamiento de la planta. No obstante, el primer factor presenta una estabilidad histórica, y los otros 2 son controlables por el proyecto. En consideración de los antecedentes expuestos, los gestores del proyectos recomiendan su ejecución.

Memoria para optar al título de Ingeniero en Alimentos

Memoria para optar al título de Ingeniero en Alimentos

Realiza una investigación experimental, transversal y prospectiva cuyo propósito fue la obtención del colorante de la pulpa del fruto de Mangifera indica L. (mango), fruto de una especie arbórea perteneciente a la familia Anacardiaceae, que fue obtenido en el caserío Longar, provincia y departamento de Ica. Se buscó optimizar la obtención del colorante mediante la metodología Superficie Respuesta (MSR) para determinar los factores óptimos de obtención del colorante tales como: solvente, temperatura, relación entre muestra y solvente, pH y tiempo, los cuales se verificaron experimentalmente con el fin de mejorar la obtención del colorante. Para la optimización y el análisis estadístico se empleó el programa informático Minitab 18 y Statgraphic centurión XVI. La parte experimental consistió de tres etapas: primero, una etapa preliminar donde se determinó solvente, temperatura, relación entre muestra y solvente, pH y tiempo; la segunda etapa, que consistió en realizar un diseño factorial completo general donde se probaron los factores relación entre muestra y solvente, pH y tiempo; la tercera etapa, donde se realizó un diseño Box Behnken del método Superficie Respuesta para determinar las condiciones óptimas de obtención del colorante. Se obtuvo un extracto de una concentración de 49,09 µg/µL del colorante de la pulpa del fruto de Mangifera indica L. (mango), a una relación entre muestra y solvente de 20, 5 % a pH 9,1, y durante 2,16 horas de tratamiento. / Tesis

Resume 30 años de experiencia en la industria de los colorantes naturales en la especialidad de aislamiento, purificación y concentración de los principios activos siempre considerando el margen de utilidad para las empresas. Se describe una detallada explicación sobre la industrialización de la Cúrcuma longa (Palillo), los pasos a seguir para la obtención de los cristales de curcumina, oleorresina desodorizada y preparaciones solubles, dispersiones en agua y aceite para ser utilizados como aditivos alimentarios e insumos cosméticos y farmacéuticos, con el objetivo de potenciar el color amarillo de los preparados en estos campos. Incluye los resultados de pruebas piloto para la obtención de los curcuminoides totales, sin llegar a cristalizar la curcumina, para lograr un mejor costo y mayor recuperación del color. Asimismo, debido a la gran investigación que ha suscitado la curcumina por sus propiedades bioquímicas y benéficas para la salud, como ser anti radical libre y en muchos casos como una alternativa natural al colorante artificial tartrazina o amarillo N°5, se considera pertinente mencionar las referencias bibliográficas que sustentan la importancia de la Cúrcuma longa en el ámbito medicinal. / Trabajo de suficiencia profesional

Submitted by Napoleana Barros Martins (napoleana_martins@hotmail.com) on 2016-08-08T13:34:15Z No. of bitstreams: 1 Dissertação- Márcia Regina Pereira das Neves.pdf: 1414436 bytes, checksum: 0d8d84d35c876b0040aa1f5d3c6e67f9 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-08-26T13:40:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação- Márcia Regina Pereira das Neves.pdf: 1414436 bytes, checksum: 0d8d84d35c876b0040aa1f5d3c6e67f9 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-08-26T13:44:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação- Márcia Regina Pereira das Neves.pdf: 1414436 bytes, checksum: 0d8d84d35c876b0040aa1f5d3c6e67f9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-26T13:44:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação- Márcia Regina Pereira das Neves.pdf: 1414436 bytes, checksum: 0d8d84d35c876b0040aa1f5d3c6e67f9 (MD5) Previous issue date: 2016-03-21 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Lately there has been a great interest in natural dyes due to problems of toxicity and biodegradability associated with the use of synthetic colorings. Colorants from fungal metabolites are still underexplored despite having a very attractive biotechnological potential. In this context, the aim of this study was to investigate the production of dyes and biological activity of sclerotiorin. Then in sequence, bioprocesses in a submerged solid media were realized in order to investigate the influence of the bioprocess factors in the production of colorants. The colorants produced were subjected to isolation methods (column chromatography, thin-layer chromatography), and identification of the chemical structure (nuclear magnetic resonance). The sclerotiorin dye was purchased commercially and it was evaluated their cytotoxic and antifungal activity. In relation to the bioprocesses, factors: sucrose, peptone, bioprocess time and orbital shaking had influence in the submerged bioprocesses, while only the time factor was shown to have influence on the bioprocess in a solid medium. It was not possible to isolate and identify colorants with strain P. sclerotiorum 2AV2, however the oleic acid was obtained as a major component in a colored fraction (PS 4.2). Finally, when performed sclerotiorin in bioassays, this compound demonstrated antitumor activity against the SKMEL-19, SKMEL-28, and MESA-DX cells. In addition, it can demonstrate the antifungal activity of sclerotiorin against the pathogenic fungus Cryptococcus neoformans. The biotechnological potential of the pigments produced by fungi is great and motivates further research that may result in new biotechnological products. / Ultimamente tem havido um grande interesse por colorantes naturais devido a problemas de toxicidade e biodegradabilidade associados ao uso de colorantes sintéticos. Os colorantes provenientes de metabólitos fúngicos ainda são pouco explorados apesar de apresentarem um potencial biotecnológico muito atraente. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar a produção de colorantes e atividade biológica de esclerotiorina. Em seguida, bioprocessos em meio submerso e sólido foram realizados com a finalidade de investigar a influência dos fatores de bioprocesso na produção dos colorantes. Os colorantes produzidos foram submetidos a metodologias de isolamento (cromatografia em coluna, cromatografia de camada delgada) e identificação da sua estrutura química (ressonância magnética nuclear). O colorante esclerotiorina foi adquirido comercialmente e avaliou-se a sua atividade citotóxica e antifúngica. Quanto aos bioprocessos, os fatores: sacarose, peptona, tempo de bioprocesso e agitação orbital tiveram influência nos bioprocessos submersos, enquanto que apenas o fator tempo demonstrou ter influência nos bioprocessos em meio sólido. Não foi possível isolar e nem identificar colorantes com a cepa P. sclerotiorum 2AV2, no entanto foi obtido o ácido oleico como componente majoritário em uma fração colorida (PS 4.2). Por fim, quando avaliada a esclerotiorina em bioensaios, essa demonstrou atividade antitumoral frente às linhagens SKMEL-19, SKMEL-28 e MESA-DX. Em acréscimo, pode-se demonstrar a atividade antifúngica da esclerotiorina frente ao fungo patogênico Cryptococcus neoformans. O potencial biotecnológico dos pigmentos produzidos por fungos é grande e motiva novas pesquisas que possam resultar em novos produtos biotecnológicos.

Tesis entregada a la Universidad de Chile en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al grado de Doctor en Química. / Las celdas fotoelectroquímicas transforman la luz en electricidad, debido a un proceso redox, el cual determina el potencial eléctrico de la celda. Dentro de las posibles celdas de este tipo es encuentran las celdas solares sensibilizadas por colorantes (CSSC), las cuales son una alternativa tecnológica por su bajo costo, flexibilidad, disponibilidad de color y su potencial de utilizarlas en espacios de interior. Las CSSC están constituidas en sus extremos por vidrios conductores (ITO o FTO), sinterizado al vidrio se encuentra un oxido semiconductor (TiO2), y anclada al oxido una molécula coloreada (colorante orgánico u organometálico) responsable de la fotoexcitación. En el centro del dispositivo se encuentra la fase líquida, compuesta por electrolitos que generan una reacción redox (I-/I3-) capaz de regenerar el colorante oxidado producto de la fotoexcitación. Un problema para las CSSC, es que el tinte y el electrolito en esta celda se ven afectados negativamente a períodos largos de exposición a la luz solar, ya que, la radiación ultravioleta (UV) incidente, degrada el electrolito disminuyedo la vida útil de la celda. En este trabajo se propuso mejorar los parámetros fotovoltaicos de eficiencia de una CSSC, acoplando fósforos inorgánicos de fórmula general Ln2-xRExWO6 (Ln = Y3+, RE = Eu3+, Sm3+ y Yb3+) co-dopados con el ion Bi3+, para transformar la radiación UV en radiación en el rango del visible, y así inyectar un número mayor de fotones al tinte e impedir la degradación del electrolito. La síntesis de los fósforos inorgánicos de formula general Ln2-xRExWO6 (Ln = Y3+, RE = Eu3+, Sm3+ y Yb3+) co-dopados con el ion Bi3+, se realizó mediante reacción en estado sólido a altas temperaturas (700C a 1100C). Las fases obtenidas se caracterizaron mediante difracción de rayos-x de polvo, con el fin de verificar la formación de éstas. Se registraron los espectros de emisión y excitación de las fases obtenidas, de las cuales se analizaron los máximos de emisión y se estudió la transferencia de energía matriz-ion activador. De igual forma se caracterizó el color de la emisión en función de las coordenadas CIE1931. Se registraron las curvas de decaimiento de emisión en función del tiempo, para así estudiar los procesos de transferencia de energía presentes, con base al modelo de Inokuti-Hirayama. Con los datos obtenidos se simuló la emisión de la matriz y del ion activador y se comparó con el comportamiento experimental, además de dilucidar el tipo de desactivación radiativa que presentaba el material, resultando ser un proceso de desplazamiento descendente, el cual es un proceso de óptica lineal. Se construyeron las celdas solares sensibilizadas por colorantes con y sin fósforo inorgánico. Se estudió la eficiencia global de conversión solar a eléctrica y el índice de conversión de fotón incidente a corriente, también se estudió la relación óptima de fósforo en el fotoánodo de la celda solar y del colorante presente. En relación a la aplicación en fotoelectrodos para celdas solares sensibilizadas por colorantes se logró: - Aumentar en un 25,8% la eficiencia global de conversión solar a eléctrica. - Aumentar en un 43% la corriente producida por centímetro cuadrado. - Aumentar en todo el espectro analizado la eficiencia de conversión de fotón incidente a corriente (IPCE). Con todos los resultados obtenidos se puede asegurar que la incorporación de fósforos inorgánicos mejora el funcionamiento de la celda solar sensibilizada por colorante. / Photoelectrochemical cells transform light into electricity, owing to a redox process, which determines the electrical potential of the cell. Among the possible cells of this type, dye-sensitized solar cells (DSSC) are a technological alternative due to their low cost, flexibility, color availability and their potential use in indoor environments. The DSSC are constituted at their ends by conductive glass (ITO or FTO), and sintered on this glass is a semiconductor oxide (TiO2), and anchored to the oxide a colored molecule (organic or organometallic dye) responsible for photoexcitation. In the center of the device is located the liquid phase, which is composed of electrolytes that generate a redox reaction (I-/I3-) capable of regenerating the oxidized dye after the photoexcitation process. The main problem for the DSSC is connected to the dye and electrolyte, since they are affected negatively by long periods of exposure to the sunlight. Basically, the ultraviolet radiation (UV) degrades the electrolyte, and consequently the lifetime of the cell decreases. In this work we propose to improve the photovoltaic parameters of a DSSC, by coupling inorganic phosphors of general formula Ln2-xRExWO6 (Ln = Y3+, RE = Eu3+, Sm3+ and Yb3+) co-doped with Bi3+ ion, in order to transform UV radiation into the visible range, thus injecting a large number of photons to the dye and preventing the degradation of the electrolyte. The whole synthesis reaction to obtain the inorganic phosphors Ln2-xRExWO6 (Ln = Y3+, RE = Eu3+, Sm3+ and Yb3+) co-doped with the Bi3+ ion was carried out in solid state at high temperatures (700C to 1100C). The samples were characterized by the powder X-rays diffraction (PXRD) in order to verify the formation of our phases. The emission and excitation spectra of the phases were recorded, of which the emission maxima were analyzed and then the matrix-ion activator energy transfer was studied. The color of the emission was also characterized according to the CIE1931 coordinates. The emission decay curves were recorded so as to get insights into the energy transfer processes, based on the Inokuti-Hirayama model. The data collected was used to simulate the emission of the matrix and the activating ion. Elucidating the type of radiative deactivation that is present in the material, when compared with experiment. Our results suggest a down shifting process, which is a process of linear optics. We built dye sensitized solar cells with and without inorganic phosphors, and we studied power conversion efficiency and the incident photon-to-current efficiency (IPCE), the optimum phosphors ratio in the photoanode and dye of the solar cell. With respect to the application of photoelectrodes for DSSC, the results obtained were: - An increase of the global efficiency in 25.8%. - An increase of the current produced per square centimeter in 43%. - An increase IPCE throughout the spectrum analyzed Our results show undoubtedly that the incorporation of inorganic phosphors improves the efficiency of the dye-sensitized solar cells. / CONICYT, Beca Doctorado Nacional año académico 2013, número 21130796, pasantía en el extranjero, número 21130796, beneficio de gastos operacionales, número 21130796. FONDECYT Proyecto 1130248. “Synthesis, characterization, and optical properties of Ln2-xRExWO6 (Ln=Y3+, La3+; RE= Dy3+, Er3+, Eu3+, Sm3+ and Yb3+) down-conversion luminescent materials and their application in dye sensitized solar cells". FONDEQUIP Proyecto 130135. “Fortalecimiento de las capacidades de Investigacion en Quimica de Estado Sólido mediante la adquisición de DSC‐TG”. FONDAP Proyecto 15110019. “Solar Energy Research Center”, SERC-Chile.

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