Orientadora : Profª. Drª.. Regina Weinschutz / Co-orientadores: Profª. Drª. Regina Maria Matos Jorge e Prof. Dr. Álvaro Luiz Mathias / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Mestrado Profissional em Meio Ambiente Urbano e Industrial, em parceria com o Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial e a Universität Stuttgart. Defesa: Curitiba, 01/09/2015 / Inclui referências : f. 82-93 / Resumo: A poluição ambiental é uma questão bastante discutida na atualidade e é um dos maiores problemas enfrentados pela sociedade moderna. Existe hoje a necessidade do desenvolvimento de novos processos de tratamento de efluentes que garantam um baixo nível de contaminantes e a eliminação de compostos recalcitrantes. A fotocatálise heterogênea via combinação de dióxido de titânio (TiO2) e radiação UV têm recebido um crescente destaque por ser um processo oxidativo avançado muito promissor na degradação completa de compostos orgânicos. Devido às limitações do uso em suspensões do semicondutor TiO2, este trabalho tem por objetivo avaliar a potencialidade da fotocatálise heterogênea usando o TiO2 imobilizado em esferas de alginato para a degradação do corante amarelo tartrazina. A fotocatálise heterogênea com catalisador em suspensão foi realizada sob ação de uma lâmpada de vapor de mercúrio de alta pressão de 125 W e a análise de degradação utilizando dados de absorbância lidos em um fotocolorímetro, a fim de se obter a melhor condição de degradação. Os parâmetros analisados estatisticamente foram: a concentração de corante, a concentração de catalisador e o pH. Estudos preliminares apontaram que os parâmetros reacionais que apresentaram maiores percentuais de degradação, na faixa de 97%, foram: concentração de corante de 20 ?mol.L-1 com pH 5,0 e 9,0, e concentração de TiO2 de 0,1 e 0,2 g.L-1. As esferas com dióxido de titânio imobilizado na matriz polimérica de alginato foram confeccionadas com o teor de TiO2 determinado por termogravimetria (TG) e caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). A imobilização do TiO2 se mostrou uma técnica bastante simples e reprodutível, a superfície das esferas apresentou distribuição homogênea de sítios catalíticos indicando que o procedimento foi adequado. Os ensaios de degradação do corante usando as esferas confeccionadas atingiram 27% de eficiência. Apesar da baixa da eficiência, o processo ainda pode ser considerado economicamente viável, pois, a separação das esferas com catalisador imobilizado é mais simples do que quando as partículas de catalisador são usadas em suspensão. Palavras-chave: Fotocatálise heterogênea. Alginato de cálcio. Imobilização do TiO2. Corante azo. / Abstract: Environmental pollution is an issue quite discussed today and is one of the biggest problems faced by the modern society. There is today the need of development of new wastewater treatment processes that ensure a low level of contaminants and the removal of recalcitrant compounds. The heterogeneous photocatalysis with the combination of titanium dioxide (TiO2) and UV radiation have received an increasing attention, because they are a very promising advanced oxidation process in the complete degradation of organic compounds. Due to the limitations of using the semiconductor in suspensions, the objective of this work is to evaluate the potential of heterogeneous photocatalysis using TiO2 immobilized in alginate beads for the degradation of tartrazine yellow dye. The heterogeneous photocatalysis with TiO2 slurry was performed under the action of a high-pressure mercury vapor lamp of 125 W and the degradation performance was investigated with the absorbance supplied by a photocolorimeter, in order to obtain the best condition for degradation. The process parameters studied were the dye concentration, the catalyst concentration and the pH. Preliminary studies revealed that the reaction parameters have the optimum conditions with dye concentration of 20 ?mol.L-1, at pH 5.0 and 9.0, and TiO2 concentration of 0.1 to 0.2 g.L-1. Alginate beads with immobilized titanium dioxide were prepared and the catalyst was quantified by thermogravimetric analysis (TG) and characterized by scanning electron microscopy (SEM). The immobilization of TiO2 has performed as a very simple and reproducible technique, the beads surface presented a homogeneous distribution of catalytic sites indicating that the procedure was adequate. The dye degradation using the alginate beads reached 27% of efficiency. Despite the low efficiency on the process, the use of alginate beads may still be economically viable for large scale processes because the separation is simpler than when the catalyst particles in suspension are used. Keywords: Heterogeneous photocatalysis. Calcium alginate. TiO2 immobilization. Azo dye.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-11-16T15:53:32Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 811522 bytes, checksum: 8c1abcb6fb13ff55bb91ad793aef60c9 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-16T15:53:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 811522 bytes, checksum: 8c1abcb6fb13ff55bb91ad793aef60c9 (MD5) Previous issue date: 2015-02-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Corantes alimentícios são aditivos utilizados em alimentos com importância para a aparência e aceitabilidade do produto. A distribuição uniforme dos corantes nos sistemas alimentícios pode ser uma indicação de interações e formação de complexos entre os corantes e um ou mais ligantes existente na matriz alimentícia. O presente trabalho teve como objetivo estudar a nível molecular os mecanismos envolvidos na interação entre os corantes alimentícios (vermelho 40 (V40) e vermelho ponceau 4R (VP 4R)) e a proteína (albumina do soro bovino (BSA)) em diferentes condições de força iônica, pH e temperatura. Os mecanismos envolvidos na interação entre os corantes e a proteína foram investigados utilizando técnicas altamente sensíveis e eficazes como fluorescência, nanocalorimetria de titulação isotérmica, tensão interfacial e coeficiente de difusão. Resultados de fluorescência mostraram que a intensidade de fluorescência da BSA diminuiu à medida que as concentrações de V40 e VP 4R aumentaram. O mecanismo de extinção da fluorescência foi classificado como estático, havendo portanto, a formação de complexos entre a proteína e os corantes em todas as condições termodinâmicas estudadas. Além disso, a variação de energia livre de Gibbs de complexação foi negativa, sendo regida entalpica ou entropicamente dependendo das condições termodinâmicas. A análise do coeficiente de difusão (CD) dos corantes na presença de concentrações crescentes do biopolímero também demonstrou a formação de complexo entre os corantes e a BSA, visto que os CDs de ambos os corantes diminuíram na presença da proteína. Adicionalmente, a porcentagem de moléculas de corantes ligadas à BSA foi maior na presença de eletrólitos nos pHs 5,0 e 7,4. Medidas de tensão interfacial mostraram que os complexos BSA%corante possuem atividade superficial uma vez que houve redução na tensão interfacial água/ar à medida que a concentração de corante aumentou. A partir da inflexão das curvas de tensão interfacial no equilíbrio termodinâmico versus a concentração de corante foi possível determinar a estequiometria da complexação com valores semelhantes aos obtidos nos experimentos de fluorescência. Experimentos de nanocalorimetria de titulação isotérmica permitiram a determinação da variação da entalpia aparente de interação (∆H int%apar)entre corante e proteína. Os valores obtidos foram diferentes daqueles calculados pela aproximação de van’t Hoff a partir dos experimentos fluorimétricos e demonstraram complexação regida pela entalpia ou pela entropia dependendo das condições termodinâmicas do sistema. Além disso, a conformação da BSA influenciou nas energias obtidas pela análise de calorimetria. Apesar dos corantes apresentarem estruturas químicas similares, a presença de um anel benzênico e um grupo sulfito a mais no VP4R levou a diferenças consideráveis nos parâmetros termodinâmicos de interação com a BSA comparado com o V40, uma vez que o V40 interage na região hidrofóbica da proteína e o VP4R na superfície. Este estudo contribui para o conhecimento em nível molecular da interação entre a BSA e corantes sintéticos em condições de pH, força iônica e temperatura encontradas em matrizes alimentícias e no sangue. / Food dyes are often used to improve food acceptance and appearance. Uniform food dye distribution in food can be an indication intermolecular interactions and formation of complexes between colorants and other molecules. The present work aimed to study in molecular level the mechanisms involved in bovine serum albumin (BSA) and food dyes, allura red (AR) and ponceau 4R (P4R) at different pH, temperature and ionic force. Fluorimetric spectra analyses showed that BSA fluorescence reduced as AR or P4R concentrations increased. Quenching mechanism of complexation was classified as static quenching, indicating formation BSA%colorant complex in all thermodynamic studied conditions. In addition, the Gibbs free energy change was negative, being complexation driven by enthalpy or entropy depending on thermodynamic conditions. The analyses of colorant diffusion coefficient (DC) in the presence of increasing concentrations of biopolymer also demonstrated BSA%colorant interaction since DCs reduced in the presence of protein. Addionally, the percentage of food dye molecules bound to BSA was higher in the presence of electrolyte at pH 5.0 and 7.4. Interfacial tension (IT) measurements showed that BSA%colorant complexes have surface activity because IT values of water%air interface reduced as colorant concentration increased. Also, by inflexion in the curves of IT at thermodynamic equilibrium versus food dye concentration, complexation stoichiometry was determined with similar values to those obtained by fluorimetric measurements. Isothermal titration calorimetry (ITC) experiments provided the apparent interaction enthalpy change (∆app%intH) for BSA%colorant interaction. Values determined by calorimetry were different from those calculated by van’t Hoff approximation from fluorescence data, and demonstrating that complexation was driven by enthalpy or entropy depending on thermodynamic conditions of the systems. In addition, BSA conformation influenced energy found in calorimetric analyses. Despite of both colorants show similar chemical structures, the presence of one more benzenic ring and sulphide group in P4R leaded to considerable differences on thermodynamic parameters of interaction with BSA compared to AR. This work contributes to knowledge at molecular level of interaction between BSA and synthetic food dyes in food and blood conditions.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T10:22:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 285127.pdf: 10878189 bytes, checksum: bc30e9324439a03225789f687b9a1bcb (MD5) / O Brasil possui grande potencial para o mercado de alimentos completos para animais de companhia. Por esse motivo sua qualidade deve ser constantemente avaliada como forma de garantir a segurança destes alimentos aos seus consumidores. Desta forma, foram realizados dois estudos relacionados à qualidade de alimentos completos: (1) Determinação do perfil de ingredientes e de corantes artificiais em alimentos e sua relação com micotoxinas; (2) Avaliação da micobiota e de micotoxinas em alimentos para aves de companhia comercializadas no sudeste e sul do Brasil. Em (1) foi determinado o perfil de ingredientes e corantes artificiais adicionados em alimentos completos destinados para aves de companhia, correlacionando com os dados descritos nos rótulos pelos fabricantes. Foram coletadas 36 amostras, sendo 26 comercializadas em embalagens lacradas e 10 à granel, para diferentes espécies de aves (sabiá, curió, trinca-ferro, papagaio, pássaro-preto, calopsitas, entre outros). Foram determinadas as proporções de cada ingrediente dos alimentos completos através de separação macroscópica (visual) e microscópica (estereoscópio) e calculada as respectivas proporções para 100 g (%). Os principais ingredientes contidos nos alimentos completos foram: (a) ração extrusada ou em pelets, biscoito e frutas (cristalizada e/ou desidratadas), (b) amendoim (com e sem casca), (c) grãos (milho, arroz, soja, trigo, triticale, triguilho, ervilha e aveia), (d) outros (farelo de soja e trigo, quirera de milho e arroz, alpiste, painço). Os ingredientes presentes em maior quantidade foram: ração extrusada e/ou peletizada, sementes de girassol, milho e amendoim. A composição dos ingredientes dos alimentos completos variou de acordo com as diferentes espécies de aves. Quanto à determinação de corantes artificiais 33,3 % amostras não apresentavam adição de corantes e 66,7 % apresentaram alguns dos corantes (tartrazina, amarelo crepúsculo, azul brilhante, indigotina, azorrubina, ponceau 4R, amaranto ou bordeaux S, vermelho 40, azul patente V e verde rápido). Dentre as amostras com corantes, quatro fabricantes relataram a presença no rótulo, o que foi confirmado através das análises realizadas. Das 24 amostras com corante, 58 diferentes cores e suas tonalidades foram extraídas. Destas 12 apresentaram alguma incoerência quanto à presença de corantes. Foi observado que amendoim, milho, frutas desidratadas e cristalizadas estavam presentes na composição dos alimentos em grande proporção, e que muitos dos ingredientes se encontravam danificados e infestados por insetos, o que pode favorecer também a proliferação de fungos e formação de micotoxinas. Dessa forma, é importante ressaltar que a qualidade de alimentos completos deve ser freqüentemente avaliada, quanto os parâmetros toxicológicos, uma vez que esses produtos apresentam uma composição complexa de ingredientes e aditivos, fato este que permitiria possíveis contaminações. Em (2) foi verificada a contaminação de alimentos completos para aves de companhia quanto à presença de bolores, leveduras e micotoxinas. Foram coletadas 36 amostras de alimentos completos para aves, adquiridos em supermercados, agropecuárias, e lojas especializadas neste tipo de alimento, nas cidades de Belo Horizonte, Florianópolis e Passo Fundo, nos estados de Minas Gerais, Santa Catarina e Rio Grande do Sul, respectivamente. A metodologia para contagem total de bolores e leveduras foi o plaqueamento de superfície em meio ágar batata dextrose, e para determinação da micobiota toxigênca em meio diferencial ágar Aspergillus flavus e A. parasiticus. Para a análise das micotoxinas foi utilizado o método para multitoxinas [aflatoxinas B1, B2, G1 e G2, (AFB1, AFB2, AFG1 e AFG2), ocratoxina A (OTA), zearalenona (ZON) e fumonisina B1 (FB1)] por cromatografia líquida com detectores massa/massa (LC-MS/MS), com fontes de ionização: por: electrospray e química sob pressão atmosférica. Os limites de detecção (LOD) e quantificação (LOQ) foram: 34 e 100, 34 e 100, 67 e 200, 83 e 250, 1,7 e 5, 34 e 100, 27 e 80 ng.kg-1 para AFB1, AFB2, AFG1, AFG2, FB1, OTA e ZON, respectivamente. Neste estudo foi verificado que a contagem média de bolores e leveduras foi 1,1 x 105 UFC/g, sendo que o mínimo foi de 4,5 x 102 e o máximo de 6,6 x 105. Foi observado que 75 % (27) das amostras estavam com índices acima do valor preconizado nos manuais de boas práticas de manufatura (1 x 104 UFC/g). Foi observado também que as amostras comercializadas à granel foram as que apresentaram maior contagem. Foi verificada uma correlação entre os conteúdos de umidades e a contagem de bolores e leveduras, sendo que as amostras com menores conteúdos de umidades foram as que apresentaram menor contagem de total de bolores e leveduras. Os gêneros mais freqüentes foram Aspergillus e Cladosporium ambos com 47,2 %, seguido de Mucor e Penicillium com 38,9 % e 27,8 %, respectivamente. Do total de amostras analisadas, 22,2 % apresentaram crescimento de estirpes toxigênicas de Aspergillus. As espécies identificadas foram: Aspergillus flavus, Aspergillus parasiticus, Aspergillus niger, Aspergillus ochraceus. Nenhuma amostra apresentou contaminação acima dos valores quantificáveis por AFLs, OTA, FBs ou ZON. Foi verificado que composição complexa das amostras pode ser fator determinante para a presença de fungos toxigênicos e micotoxinas, embora nenhuma toxina tenha sido quantificada. Algumas amostras apresentaram níveis de bolores e leveduras acima do valor considerado higienicamente seguro, o que permite concluir que em alguma etapa da cadeia produtiva, as boas práticas de fabricação não foram satisfatórias.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-23T16:36:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 248589.pdf: 1763639 bytes, checksum: d83178cbf371142690ed8c72d0644f4d (MD5) / A cor é um atributo muito importante nos alimentos. Uma vez que o número de corantes sintéticos permitidos está diminuindo devido aos seus efeitos indesejáveis, o foco no desenvolvimento de pigmentos para alimentos de fontes naturais está aumentando. Na natureza existem muitos microrganismos produtores de pigmentos como fungos, leveduras e bactérias. Algumas espécies do fungo filamentoso Monascus são capazes de produzir diferentes pigmentos em tonalidades que variam entre vermelho, amarelo e laranja por processos biotecnológicos. O Monascus ruber é o mais estudado devido à grande produção de pigmentos vermelhos. Os principais substratos estudados são a glicose e o amido. Com o aumento da produção de biodiesel, aumenta a disponibilidade de outro substrato, o glicerol, que é o principal resíduo da produção desse combustível. Uma alternativa interessante para o aproveitamento do glicerol é a sua transformação via microbiológica em metabólicos de interesse industrial. O principal objetivo desse trabalho foi estudar a produção de pigmentos por Monascus ruber a partir de glicerol. O trabalho experimental realizou-se em três etapas. Primeiramente, a determinação das velocidades de crescimento radial do fungo e cultivos submersos para verificar a produção de pigmentos e o crescimento utilizando glicerol e/ou glicose como substratos. Na segunda etapa, utilizando glicerol como único substrato avaliaram-se as fontes de nitrogênio, o pH e a concentração do substrato para a máxima produção de pigmentos vermelhos. Por último, realizou-se um planejamento experimental para a otimização da produção de pigmentos vermelhos, variando as concentrações de glicerol e glutamato monossódico em cultivos submersos. Verificou-se que o glicerol pode ser utilizado como substrato para a produção de pigmentos, com produção de até 9 UDO480 (135 mg.L-1) de pigmentos vermelhos. Em glicose, porém, a produção foi de 12 UDO480. Entretanto, a velocidade específica de produção de pigmentos foi maior em glicerol. As melhores fontes de nitrogênio encontradas foram o glutamato monossódico, com produtividade de 0,08 UDO480.h-1 e a glicina com produtividade de 0,07 UDO480.h-1. O pH que favoreceu a produção de pigmentos vermelhos foi de 6,5, com inibição da produção de pigmentos vermelhos em pH ácido. Foi verificado que a concentração de fonte de nitrogênio é uma variável muito importante para a solubilização e produção de pigmentos nos cultivos. Em concentrações acima de 5 g.L-1, a produção de pigmentos vermelhos foi favorecida. A região ótima encontrada, utilizando metodologia de superfície de resposta, para a produção de pigmentos foi de 40 a 70 g.L-1 de glicerol e 7 a 8 g.L-1 de glutamato monosódico. A produção de pigmentos (7,4 UDO480) e a produtividade (0,058 UDO480.h-1) indicam que a produção desse corante por Monascus, em cultivos submersos utilizando glicerol, pode ser promissora devido à crescente disponibilidade desse substrato. Colour is an attribute very important in food. Since the number of permitted synthetic colorants has decreased because the undesirable toxic effects, interest on the development of food pigments from natural sources are increasing. Nature is rich in pigment-producing microorganisms like fungi, yeast and bacteria. Some species of the filamenthous fungus Monascus produce pigments in different shades ranging from red, yellow and orange by biotechnological processes. The Monascur ruber is the most studied because of the large production of red pigments. The main substrates studied are the glucose and starch. With the increase in the production of biodiesel, increases the availability of other substrate, glycerol, which is the main residue from the production of this fuel. An interesting alternative to the use of glycerol is its transformation into microbial metabolic pathway of industrial interest. The main objective of this work is to study the production of pigments for Monascus ruber from glycerol. The experimental work was held in three stages. First, the determination of the velocities of radial growth of fungus and in submerged medium to check the production of pigments and growth using glycerol and/or glucose as substrates. In the second step, using glycerol as a single substrate was assessing the sources of nitrogen, pH and concentration of the substrate to the maximum production of red pigments. Finally, an experimental design for the optimization of the production of red pigments, varying concentrations of glycerol and monosodium glutamate in submerged cultures. It was found that glycerol can be used as substrate for the production of pigments, with production of up to 9 UDO480 (135 mg.L-1) of red pigments. In glucose, however, production was 12 UDO480. However, the specific speed of production of pigments was higher in glycerol. The best source of nitrogen was found monosodium glutamate, with yield of 0,08 UDO480.h-1, followed by glycine. The pH that favored the production of red pigments was 6,5, with inhibition of the production of red pigments in acid pH. Was found that the concentration of nitrogen source is a very important variable for the solubilization and production of pigments in cultures. At concentrations above, 5 gL-1, the production of red pigments was favored. The optimal region, utilizing response surface methodology, for pigment production was around 40 - 70 g.L-1 of glycerol and 7 - 8 g.L-1 of monosodium glutamate.The production of pigments (7,4 UDO480) and productivity (0,058 UDO480.h-1) indicate that the production of dye by Monascus in submerged medium using glycerol can be promising due to the increasing availability of this substrate.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-04-03T13:27:26Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1067667 bytes, checksum: ba11e1394c7885389996f4b75de741f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-03T13:27:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1067667 bytes, checksum: ba11e1394c7885389996f4b75de741f0 (MD5) Previous issue date: 2015-11-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A cor é um atributo sensorial que influencia de forma decisiva o julgamento dos consumidores quanto a determinado tipo de alimento. Por esta razão, as indústrias alimentícias possuem uma frequente preocupação com a adição de corantes aos seus produtos, de forma a torna-los mais atrativos aos consumidores. Duas classes distintas de corantes estão disponíveis para uso em alimentos, os sintéticos e os naturais. Os corantes sintéticos são mais frequentemente utilizados em virtude de algumas vantagens apresentadas por estes em relação aos naturais, como maior estabilidade frente a diferentes fatores e maior solubilidade em soluções aquosas. Entretanto, estudos toxicológicos têm apontado estes corantes como potenciais causadores de problemas à saúde dos consumidores. Estes estudos, bem como a crescente preocupação dos consumidores com aspectos relacionados à saúde e também medidas legislativas têm motivado a substituição dos corantes sintéticos por aqueles obtidos a partir de fontes naturais, os quais apresentam menores evidências de danos à saúde dos consumidores. Por outro lado, a utilização de corantes naturais em formulações alimentícias ainda é bastante limitada devido principalmente à menor estabilidade e solubilidade destes na matriz alimentícia, por ser tratarem, em geral, de compostos lipofílicos. As proteínas do leite possuem um importante papel no transporte de moléculas hidrofóbicas, tais como corantes. Diante disso, objetivou-se estudar a interação a nível molecular entre o betacaroteno, um corante natural, e as proteínas lácteas albumina sérica bovina (em suas conformações nativa e desnaturada) e beta-caseína, através de técnicas sensíveis utilizadas em estudos de interações. Os resultados obtidos através da técnica espectroscopia de fluorescência mostraram que em pH 7,0 concentrações crescentes de betacaroteno reduziram a intensidade de fluorescência de ambas as proteínas, beta-caseína e albumina sérica bovina, e que o mecanismo de extinção de fluorescência foi principalmente estático. As constantes de interação associadas a formação do complexo entre o betacaroteno e as proteínas lácteas variaram com as temperaturas estudadas entre 8,43x104 e 4,20x107 L mol-1 para BSA nativa, 1,11x102 e 5,05x102 L mol-1 para BSA desnaturada e entre 3,34x101 e 2,457x103 L mol-1 para beta-caseína. A estequiometria de formação do complexo (betacaroteno:proteína) também variou entre as proteínas, sendo 1:1 para BSA nativa, 1:3 para BSA desnaturada e 1:2 para beta-caseína. Os valores da variação da energia livre de Gibbs padrão de formação do complexo variaram com a temperatura e foram negativos para todos os sistemas estudados. Entretanto, os valores deste parâmetro obtidos para a beta-caseína foram inferiores em relação aqueles obtidos para a BSA. A formação do complexo em todos os casos foi dirigida pela entropia do sistema. Resultados de fluorescência obtidos no pH 5,0 para a albumina sérica bovina mostraram que a interação entre esta proteína e o betacaroteno foi praticamente constante, provavelmente por questões relacionadas a conformação e distribuição de grupos carregados da proteína neste valor de pH. A estabilidade à luz do corante foi avaliada na presença e na ausência de albumina sérica bovina e beta-caseína e os resultados mostraram que ambas as proteínas protegeram o corante da degradação ocasionada pela luz. Os resultados gerais obtidos apontaram para a utilização eficiente das proteínas lácteas no transporte e estabilização do betacaroteno em sistemas alimentícios. / The color is a sensory attribute that influence decisively the judgment of consumers in certain type of food. For this reason, the food industries have a common concern with the addition of coloring to their products in order to make them more attractive to consumers. Two distinct classes of dyes are available for use in foods, synthetic and natural. Synthetic dyes are most often used due to certain advantages presented by these in relation to natural, such as increased stability due to different factors, solubility in aqueous solutions, providing a wide variety of colors and lower production costs. However, toxicological studies have pointed to these dyes as potential troublemakers to the health of consumers, ranging from allergies to cancer development. These studies as well as the growing consumer concern with health- related characteristics and also legislative measures have motivated the replacement of synthetic dyes by those obtained from natural sources, which, although also present drawbacks, have been used for many years with minor evidence of harm to the health of consumers. The use of natural colorants in food formulations is very limited due mainly to decreased stability and solubility thereof in the food matrix, to be treat in general, of lipophilic compounds. Milk proteins have an important role in the transport of hydrophobic molecules such as dyes. The research objective was to study the interaction at the molecular level between beta-carotene, a natural dye, bovine serum albumin and beta-casein, through sensitive techniques used in interaction studies. The results obtained by fluorescence spectroscopy technique showed that at pH 7.0 increasing concentrations of beta-carotene reduced the fluorescence intensity of both proteins, beta-casein and bovine serum albumin, and the fluorescence quenching mechanism is mainly static. Interaction constants associated with complex formation between the beta-carotene and dairy proteins with temperatures studied ranged between 8,43x104 and 4,20x107 L mol-1 for native, BSA, between 1,11x102 and 5,05x102 L mol-1 for denatured BSA and between 3,34x101 and 2,457x103 L mol-1 for beta-casein. The stoichiometry of the complex formation (beta-carotene:protein) also varied between proteins, being 1:1 to native BSA, 1:3 to denatured BSA and 1:2 for beta-casein. The values of variation of the standard Gibbs free energy of complex formation varied according to temperature and were negative for all systems studied. However, the values of this parameter obtained for beta casein were lower compared to those obtained for BSA. The formation of the complex in all cases was driven by the entropy of the system. Fluorescence results obtained in the pH 5.0 to bovine serum albumin showed that the interaction between this protein and beta-carotene was almost constant, probably issues the conformation and distribution of charged groups of the protein at this pH value. The dye light stability was assessed in the presence and absence of bovine serum albumin and beta-casein and the results showed that both proteins dye protected from degradation caused by light. The overall results obtained pointed to the efficient use of milk protein in the transport and stabilization of beta-carotene in food systems.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-10-31T16:55:11Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2296397 bytes, checksum: 5138bf6aa2466aa1c674bd43fcf60b42 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-31T16:55:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2296397 bytes, checksum: 5138bf6aa2466aa1c674bd43fcf60b42 (MD5) Previous issue date: 2003-07-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As antocianinas provavelmente são os mais conhecidos pigmentos naturais. O grande interesse pelas antocianinas, como ingredientes alimentícios, tem sido recentemente reacendido como resultado das contínuas restrições legais aos corantes artificiais. Apesar das dificuldades associadas ao seu emprego, uma vez que são sensíveis a diversos fatores inerentes aos alimentos e sofrem degradação com relativa facilidade, é considerado importante estudar novas fontes de antocianinas e técnicas de estabilização com o intuito de viabilizar o seu emprego como ingrediente. O açaí (Euterpe oleracea M), é uma fonte promissora, uma vez que é encontrado em abundância no Norte do Brasil e apresenta um alto teor de antocianinas. Apesar de ser consumido há décadas é pouco estudado principalmente no tocante a seu conteúdo corante. Assim no presente trabalho o açaí foi avaliado como uma potencial matriz antociânica, foram estabelecidas condições ótimas para extração do pigmento, determinadas a estabilidade do extrato antociânico, o seu conteúdo e sua composição, formulado um corante a base do pigmento de açaí e analisada sua de estabilidade e aplicações em sistemas alimentícios distintos. O teor de antocianina quantificado no fruto fresco foi em torno de 100 mg por 100 g de frutos (base úmida), ou 500 mg por 100 g de polpa, o que confirma que o fruto do açaizeiro é uma fonte que contém apreciável quantidade de material corante. Para a determinação das condições de extração foram avaliados primeiramente o tipo de solvente extrator (etanol ou água), o pH do meio (2 ou 3,5) e o tipo de ácido empregado (ácido clorídrico, ácido cítrico ou ácido tartárico). No caso do açaí, o sistema tradicionalmente empregado na extração antociânica, etanol 70 % (v/v) acidificado com HCl a pH 2, foi também o mais eficiente em termos de quantidade de antocianinas extraída. Avaliou-se também o efeito da adição SO2, em diferentes concentrações, sobre os solventes água ou etanol 70 % (v/v) e em presença e ausência de HCl. O solvente água acrescido de 4000 ppm de SO2 e o etanol 70 % (v/v) com 1000 ppm de SO2 foram os solventes que mostraram o melhor desempenho em relação ao teor de pigmento extraído. A temperatura influenciou a extração das antocianinas do açaí, sendo que o processo extrativo ocorreu de forma lenta sob refrigeração. À temperatura ambiente (31±1 oC) a extração foi conduzida por 48 horas ao abrigo de luz. Como a extração pode ser acelerada com o uso de temperaturas mais elevadas, a 60 oC obteve-se maior rendimento com pouca degradação de pigmento. Na purificação das frações antociânicas, foram empregadas diferentes técnicas cromatográficas e na determinação das estruturas, foram utilizadas análises químicas e físicas de cromatografia em papel, cromatografia líquida de alto desempenho, cromatografia a gás, espectrofotometria UV/visível e espectroscopia de ressonância magnética nuclear. A composição antociânica do açaí é formada por uma mistura de antocianinas relativamente simples, com dois tipos de antocianinas aparecendo em maior proporção e que foram identificadas como cianidina-3-glicosídeo e cianidina-3-rutinosídeo. Observou- se que dependendo do solvente empregado na extração é possível alterar não apenas o perfil como também a estabilidade do extrato antociânico final. As matérias-primas do corante formulado utilizadas como veículo e estabilizantes ao mesmo tempo, foram maltodextrina e β-ciclodextrina. Como métodos de secagem, foram utilizados atomização por “spray drier” e liofilização. A secagem por “spray-drier” leva a pequena perda do pigmento antociânico, não sendo praticamente presença de corante degradado no produto em pó. Isso é vantajoso pois a armazenagem do produto na forma de pó é mais conveniente que na forma líquida. Aparentemente a desidratação das formulações não contribuiu para a formação de complexos entre a antocianina e o carboidrato veículo. Nas condições de análise, todas as formulações apresentaram desempenho semelhante no que diz respeito à estabilidade do pigmento frente à luz e ao calor. Na etapa de aplicação do corante os sistemas avaliados foram iogurte, queijo tipo petit suisse, bebida isotônica líquida e bebida isotônica em pó. Além do açaí, usou-se como testemunhas corante formulado com capim gordura (Mellinis minutiflora, Pal de Beauv) e antocianina comercial de uva. Entre os alimentos testados, o único que não se mostrou apropriado foi a bebida isotônica na forma líquida, em que o corante sofreu rápida degradação. A formulação feita nesse trabalho utilizando maltodextrina e antocianina de açaí mostrou-se mais eficiente que a formulação comercial de enocianina, com menor alteração nas coordenadas colorimétricas ao longo do tempo. / Anthocyanins are probably the best-known natural pigments. A great interest in anthocyanins as food ingredients has recently rekindled as a result of continuous legal restrictions against artificial ingredients. In spite of the difficulties associated to their use, since they are sensitive to several food- inherent factors and undergo degradation relatively easily, new sources of anthocyanins and new stabilization techniques should be studied in order to make viable their use as ingredients. Açai (Euterpe oleracea M) is a promising source since it is abundantly found in Northern Brazil and presents high anthocyanin content. Despite being consumed for decades, it has been little studied, especially as a colorant. Thus in this work, Açai was evaluated as a potential anthocyanin matrix; optimal conditions for pigment extraction were established; the stability, content and composition of the anthocyanin extract was established and a colorant was formulated based on Açai pigment and its stability and applications in distinct food systems were analyzed. Anthocyanin content quantified in the fresh fruit was around 100 mg per 100 g of fruit (wet basis) or 500 mg per 100 g pulp, confirming that the Açai tree fruit contains an appreciable amount of colorant material. To determine the extraction conditions, type of extracting solvent (ethanol or water), medium’s pH (2 or 3.5) and type of acid used (hydrochloric acid, citric acid or tartaric acid) were firstly evaluated. For Açai, the system traditionally employed in anthocyanin extraction, ethanol 70 % (v/v) acidified with HCI at pH 2, was also the most efficient for the amount of anthocyanins extracted. The effect of adding different concentrations of SO2 to the solvents water or 70 % ethanol, (v/v), with and without HCl, was determined. Water with 4000 ppm of SO2 and ethanol 70 % (v/v) with 1000 ppm of SO2 had the best performance regarding content of pigment extracted. The temperature influenced Açai anthocyanin extraction, with the extraction occurring slowly under refrigeration. Under ambient temperature (31± 1 0C), the extraction was conducted for 48 hours in the absence of light. Extraction may be accelerated by higher temperatures thus at 60 0C a higher yield was obtained with little pigment degradation. Different chromatographic techniques were applied to purify the anthocyanin fractions. The chemical structures were determined by paper chromatography, high performance liquid chromatography, gas chromatography, UV visible spectroscopy and nuclear magnetic resonance. The anthocyanin composition in Açaí consists of a relatively simple mixture, with the two major ones being identified as: cyanidin 3-glucoside and cyanidin 3-ruthenoside. Depending on the solvent used for extraction, it is possible to alter not only the profile but also the stability of the final anthocyanin extract. The raw materials of the formulated colorant, utilized as a medium and stabilizers at the same time, were maltodextrine and β-cyclodextrine. For drying, spray drier atomization and lyophilyzation were used. Spray drying leads to a small loss of anthocyanin pigments, practically without the presence of the degraded colorant in the powdered product. This is advantageous since powdered product storage is more convenient than in the liquid form. Apparently, dehydration of the formulations did not contribute to the formation of complexes between the anthocyanins and the carbohydrate medium. Under the analysis conditions, all the formulations had a similar performance regarding stability of the pigment under light and heat. For colorant application, the systems evaluated were: yogurt, petit Suisse cheese, liquid isotonic beverage, and powdered isotonic beverage. Besides Açai, colorants formulated with molasses grass (Mellinis minutflora, Pal de Beauv) and commercial grape anthocyanin were used as controls. Among the tested foods, the only one that did not show to be appropriate was the liquid isotonic beverage, in which the colorant underwent rapid degradation. The formulation made in this work using maltodextrine and Açai anthocyanin showed to be more efficient than the enocyanin commercial formulation, with smaller alteration in the colorimetric coordinates along time. / Não foi localizado o cpf do autor.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos. / Made available in DSpace on 2013-07-15T22:42:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T19:47:48Z : No. of bitstreams: 1 222721.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pos-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-07-16T00:17:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 223086.pdf: 2277912 bytes, checksum: 628be79371a6c15b54b997014eec6bf3 (MD5) / A produção de pigmentos alimentares de origem natural está em pleno desenvolvimento nos países da União Européia e Estados Unidos. O desenvolvimento dos produtos com uma aparência atrativa foi sempre um objetivo importante para a indústria alimentícia. Tal é o caso da utilização do corante vermelho produzido por espécies do fungo filamentoso Monascus. Atualmente, estes pigmentos estão substituindo os sais de nitrito, precursores de nitrosamina. O foco principal deste trabalho foi estudar a produção de pigmentos vermelhos formados por Monascus ruber em cultivo submerso utilizando substratos de baixo custo da agro-indústria. O objetivo foi aumentar a produção de corante vermelho e reduzir a concentração de citrinina (micotoxina indesejável). Os dados cinéticos e estequiométricos, assim como, as características de reprodução da linhagem escolhida Monascus ruber CCT 3802 foram também investigados. O trabalho experimental foi realizado em duas etapas. Em uma primeira etapa, foram estudadas as condições de produção de pigmentos vermelhos, tais como: tipo de substrato, influência da fonte de nitrogênio, tipos de meios de cultivo (sintético ou complexo) e influência da adição de ácidos graxos ao meio de cultivo. Verificou-se que os substratos que mais favoreceram a produção de pigmentos vermelhos foram o farelo de arroz e o amido de arroz quando associados com a glicina como fonte de nitrogênio. A adição de octanoato de sódio 2 mM reduziu a concentração de citrinina ( de 33,7 para 7,9 mg/L) no meio de cultivo contendo glicose, aumentando também a produção de pigmento. Porém, quando foi utilizado como fonte de carbono o farelo de arroz, a adição de 2 mM de octanoato de sódio não influenciou a concentração de citrinina. Também, foi constatado que existe relação direta entre a produção de pigmentos vermelhos e o ciclo de reprodução sexuada do fungo (formação de cleistotécios). Na segunda etapa, foram estabelecidas as condições de cultivo em biorreator para produção do corante. Nesta etapa foi verificado que o controle da freqüência de agitação e variações nos valores de pH são fundamentais para que ocorra aumento na produção de pigmentos vermelhos e redução da concentração de citrinina. Foram encontradas concentrações três vezes superiores às relatadas na bibliografia destes pigmentos vermelhos (33,5 UDO480), além de baixas concentrações de citrinina (7,0 mg/L) em meio de cultivo submerso contendo em g/L extrato de farelo de arroz (100), glicina (5) e sulfato de zinco (0,01), uma freqüência de agitação de 300 min-1 e 0,4 vvm. A temperatura foi de 30º C e o pH inicial foi 5,5, sem controle). A produtividade elevada de 0,84 DO480.h-1 indica que a produção industrial deste corante por espécies de Monascus em fermentação submersa, utilizando meios de cultivo de baixo custo, pode ser tão promissora quanto a produção industrial em fermentação sólida que utilizam meios tradicionais (arroz e pão).

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:25:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 211887.pdf: 1306430 bytes, checksum: 5b8c9056a61eab29506f25e7307eaf73 (MD5) / A utilização de produtos naturais em substituição aos sintéticos na indústria alimentícia, em especial os corantes, é uma tendência mundial demonstrada pelo mercado globalizado e pelas restrições impostas pela Organização Mundial de Saúde. O urucum é um dos principais corantes naturais para alimentos utilizado mundialmente e seu principal pigmento é o carotenóide bixina, que representa mais de 80% dos carotenóides totais contidos na semente. A norbixina é um ácido dicarboxílico derivado da hidrólise da bixina. O objetivo deste trabalho foi o estudo de processos adsortivos utilizando argilas comerciais e colloidal gas aphrons (CGAs) para obtenção de um produto com concentração elevada de bixina (utilizando argilas comerciais) ou norbixina (por colloidal gas aphrons), a partir da extração de pigmentos das sementes de urucum. O processo utilizando argilas comerciais foi realizado por ensaios de adsorção da bixina nas mesmas a partir de soluções brutas de extração dos pigmentos com acetato de etila e clorofórmio e posterior dessorção utilizando acetona. Outro processo estudado utilizando colloidal gas aphrons, que são microbolhas encapsuladas por camadas de surfactante, foi realizado utilizando um surfactante catiônico e um aniônico. Para este processo, partiu-se de uma solução bruta de extração dos pigmentos das sementes com KOH 0,5% e as CGAs geradas serviram como material adsorvente para a norbixina presente na solução bruta. Pelos resultados obtidos, a adsorção da bixina utilizando argilas comerciais mostrou-se eficiente, porém sua dessorção foi baixa. O processo utilizando CGAs geradas por um surfactante catiônico (CTAB) mostrou-se um processo viável, com boa recuperação da norbixina, sendo a máxima de 94%.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Curso de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-18T11:03:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Novas fontes de corantes naturais tem sido motivo de grande intensas pesquisas realizadas com intuito de substituir alguns dos corantes sintéticos utilizados pela Indústria de Alimentos. Porém a instabilidade que os corantes naturais apresentam, dificulta a utilização mais efetiva destes produtos no mercado. O papel das antocianinas como agentes corantes torna-se importante, uma vez que estes são responsáveis pela coloração de grande parte de frutos e vegetais. O objetivo do presente estudo, foi investigar a estabilidade do extrato do jambolão (Eugenia jambolona Lamark) e determinar qual o melhor solvente extrator para as antocianinas deste fruto. Verificar a influência da presença dos ácidos tânico e gálico, nas razões 1:1, 1:5 e 1:9 pigmento:copigmento, em solução aquosa e alcoólica a pH 2,0. Foi avaliada a estabilidade do extrato bruto na presença dos ácidos: salicílico, ftálico, cítrico e benzóico em solução alcóolica na razão 1:9 em pH 2,0, na presença e ausência de luz, nas temperaturas de 25±0,1oC e 10±0,1oC. A estabilidade do extrato bruto do jambolão foi comparada com outros extratos de antocianinas comerciais. O solvente escolhido para realizar a extração foi MeOH/HCl 0,1%, onde o teor de pigmentos totais extraído foi 294mg/100g. A exposição a luz mostrou ser significativa quanto a perda de absorção dos pigmentos tanto a pH 2,0 como pH 3,0. O aumento da temperatura contribuiu de forma negativa na estabilidade deste extrato, mesmo na presença dos copigmentos e verificou-se que o armazenamento em solução alcóolica para o extrato do jambolão, diminuiu sensivelmente a sua estabilidade. Nestas condições o ácido salicílico apresentou melhor capacidade de retenção da cor. Observou-se que houve uma aceleração na degradação das antocianinas para o ácido tânico e gálico em solução alcóolica, o que não se verifica em solução aquosa, onde o ácido gálico apresenta-se como um bom copigmento, auxiliando na retenção da cor, aumentando o tempo de meia-vida do extrato bruto.