Neste trabalho, desenvolveram-se modelos matemáticos simplificados para o cálculo de duas variáveis importantes no estudo da extrusão de polímeros: vazão mássica (M&) e pressão na saída da extrusora (Psaída), em função das propriedades dos materiais e das condições de operação do equipamento. Podem-se utilizar esses modelos como ferramentas simples para a definição de critérios de ajustes que se devem fazer em uma extrusora de parafuso único para obter-se o desempenho desejado quando se alimenta o equipamento com um novo material. Para desenvolverem-se os modelos simplificados, utilizaram-se dados experimentais da extrusão de poliestireno (PS) e de polipropileno (PP), bem como resultados preditos por um programa computacional de simulação de extrusão disponível comercialmente. Mediram-se os dados experimentais de vazão mássica e de pressão na saída da extrusora em um equipamento de parafuso único de 45 mm de diâmetro. Realizaram-se esses testes, variando-se a velocidade de rotação do parafuso de 70 a 100 rpm para ambos os polímeros. No primeiro conjunto de simulações, utilizou-se o simulador Flow 2000 (Compuplast Inc.) para ajustarem-se os valores preditos de M& e de Psaída aos dados obtidos experimentalmente através da estimação dos fatores de atrito barril-polímero tanto para o PP quanto para o PS. Posteriormente, realizou-se um planejamento de experimentos, do tipo fatorial fracionado , para obter-se um segundo conjunto de simulações, considerando-se as propriedades dos materiais (reológicas e térmicas) e as condições de operação da extrusora (velocidade de rotação do parafuso e perfil de temperatura nas zonas de aquecimento da extrusora) como fatores de investigação. Com as novas simulações no Flow 2000, ajustaram-se os parâmetros dos modelos simplificados aos valores de vazão mássica e de pressão na saída da extrusora preditos no simulador. Elaboraram-se os modelos simplificados levando-se em conta as interações entre os fatores cujos efeitos consideraram-se significativos nas análises de variância (ANOVA). Obteve-se um modelo linear com 37 termos para o cálculo da vazão mássica e um modelo linear com 41 termos para o cálculo da pressão na saída da extrusora. Posteriormente, aplicou-se uma técnica de regressão multivariável para selecionar apenas os termos importantes dessas 1402IV2− XVI equações, conduzindo a um modelo linear com 10 termos para o cálculo da vazão mássica e a um modelo com 6 termos para o cálculo da pressão na saída da extrusora. Conseguiu-se boa concordância entre os dados experimentais e os valores preditos quando se aplicaram os modelos simplificados.

Orientador: Ahmed Atia El-Dash / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-21T22:39:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gutkoski_LuizCarlos_D.pdf: 14866899 bytes, checksum: f1b8a46cae0f3cf21f22ce40f911a541 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: A aveia fornece um aporte energético e nutricional perfeitamente equilibrado, ou seja, contém em sua composição química aminoácidos, ácidos graxos, vitaminas e minerais indispensáveis ao organismo de crianças e adultos; as fibras alimentares são de alta qualidade, porém o seu uso na alimentação humana ainda é restrito e ocorre, basicamente, na forma de alimentos infantis e de produtos matinais. Neste trabalho objetivou-se estudar as características de moagem de frações de aveia e avaliar os efeitos de umidade e temperatura de extrusão na estabilidade de seus produtos. Cariopses de aveia com 18 % umidade foram condicionadas para 14,2 e 5,8 % e secas nas temperaturas entre 44,5 e 115,4 ºC. A moagem foi realizada em moinho de rolos, analisando-se as frações de granulometrias superior a 532 µm, intermediária (532¬-150 µm) e inferior a 150µm. O rendimento da fração de granulometria superior a 532 µm diminuiu com a redução da umidade de condicionamento, ocorrendo o inverso nas frações de granulometrias intermediária (532-150 µm) e inferior a 150 µm. As concentrações de proteínas, lipídios e cinzas diminuíram com o aumento da umidade de condicionamento, enquanto a de carboidratos aumentou. Nos experimentos de extrusão, as frações de granuiometrias superior e inferior a 532 µm foram condicionadas para a umidade desejada (15,5-25,5 %) e extrusadas em extrusor monorosca Brabender, utilizando-se temperaturas entre 77,6 e 162,4 °C na segunda e terceira zonas e de 80°C na primeira zona. O material foi seco em estufa, moído e acondicionado em sacos plásticos para as análises. A energia mecânica específica aumentou com a elevação de umidade da matéria-prima. O índice de absorção de água dos extrusados foi relativamente baixo, aumentando com a elevação da umidade 'da matéria-prima e da temperatura de extrusão. O índice de solubilidade mostrou-se inversamente proporcional à temperatura, diminuindo com o aumento da severidade do tratamento térmico. O aumento da viscosidade inicial de pasta foi proporcional à umidade da matéria-prima e temperatura de extrusão, enquanto as viscosidades máxima à temperatura constante e final diminuíram com o aumento da temperatura. Produtos com menores valores de L* (Iuminosidade) e maiores de a* (vermelho) e b* (amarelo) foram obtidos a altas umidades e usando-se temperaturas de extrusão de 120°C. Os produtos extrusados apresentaram maior concentração de fibra alimentar solúvel quando comparados à matéria-prima, porém as variáveis estudadas não interferiram significativamente (p>0,05) nos teores de fibras. O processo de extrusão afetou o valor nutritivo das proteínas dos produtos, ocorrendo diminuição de iisina disponível com o aumento da temperatura de extrusão. Os valores de digestibilidade in vitro não apresentaram dependência das variáveis estudadas. A atividade das enzimas lipase e peroxidase dos produtos diminuiu drasticamente se comparada às atividades residuais das frações de moagem e da matéria-prima nativa, mostrando uma inativação praticamente completa. O índice de acidez dos produtos extrusados, ao contrário do observado no estudo de moagem, não variou significativamente (p>0,05) durante os 126 dias de armazenamento. Independentemente do conteúdo inicial de umidade (15,5-25,5 %), todos os produtos extrusados em temperaturas inferiores a 120 °C apresentaram baixa rancidez oxidativa, ou seja, essas temperaturas se mostraram adequadas para o processamento de aveia. / Abstract: Dat is one of the best balanced cereais for human nutrition, a chemical composition contain amino acids, fatty acids, vitamins and minerais indispensable for child and adult organisms, as wel as fibers of high quality, however its use as food is restricted in quantity and types. The purpose of this research is to study the milling characteristics of ground oat fractions and assess the effects of moisture and temperature on the stability of its extruded products. Dat kemels with 18 % moisture were dried to 14.2-5.8 % moisture. The material was ground in a roller-mill and -the fractions >532 µm, 532-150 µm and <150 µm were analyzed. The milling yield of the >532 µm fraction products decreased with reduction of the moisture content of kemels; the inverse occurred for the 532-150 µm and <150 µm fractions. The protein, lipids and ash contents of the milling fraction products decreased with the increase of kemel moisture, while the concentration of carbohydrates increased. For the extrusion experiments, the fractions >532 f.1I11 and <532 ~m were conditioned to the moisture level of 15.5-25.5 % 9 then extruded in a single-screw laboratory extruder, using temperatures between 77.6 and 162.4 °C for the second and third zones, respectively, while the temperature of the first zone was maintained at 80°C. Afie r extrusion, the material was dried, ground and wrapped into plastic-bags. The mechanical energy increased with the increase of initial moisture of raw material. The water absorption index of extruded oat (fractions >532 µm) were found to be relatively low (4.16-6.35 g gel/g sample) and increased with increase of initial moisture of raw material as well as extrusion temperature. The water solubility index showed to be inversely proportional to the extrusion temperature. Initial viscosity of the paste increased with the increase of raw material moisture and extrusion temperature, while the values of maximum viscosity (at a constant temperature) and final viscosity diminished with the increase of temperature. Products with lower values of L * (Iuminosity) and greater values of a* (red) and b* (yellow) were obtained at high moistures rates and extrusion temperatures of 120°C. Extruded material showed higher soluble dietary fiber (8.14 %) in relation to raw material. The extrusion variables, however did not influence the fiber content. The extrusion process affected the nutrition value of the proteins content, occurring a decrease of available Iysine with increasing of temperature. The digestibility values in vitro did not show dependency on the examined variables. The lipase and peroxidase activities of the extruded products decreased drastically in comparation to the raw material, showing a practically complete inactivation. The acidity index of the extruded products, 01:1 the contrary of the one observed in the milling study, did not vary significantly (p>0,05) after 126 days of storage, showing a good hydrolytic stability. Independently of the initial moisture content of the raw material (15.5¬25.5 %), ali the products extruded to temperatures lower than 120 C showed low oxidative rancidity / Doutorado / Tecnologia de Alimentos / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Ahmed A. El-Dash / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-22T12:17:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Clerici_MariaTeresaPedrosaSilva_D.pdf: 13624278 bytes, checksum: 979f80a54ac95b69790418cf3b443362 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: As propriedades viscoelásticas das proteínas do trigo são únicas e essenciais para a produção de pão. Recentemente foi proposto um modelo para a rede de glúten do trigo baseada em pontes dissulfeto intermoleculares, que através de ligações entre camadas, formadas por ligações secundárias, criam uma rede tridimensional. Analogamente, foi sugerido que o amido gelatinizado pode ser capaz de produzir uma rede tridimensional (formada por ligações de hidrogênio) tendo propriedades viscoelásticas suficientes para reter gases produzidos durante a fermentação do pão. Portanto, tomá-se possível obter produtos similares ao pão, utilizando-se farinhas amiláceas. Este fato é de grande importância para os países em desenvolvimento que produzem outros cereais (que não o trigo), tubérculos e raízes. Uma possível alternativa para fortalecer a rede tridimensional do amido é criar ligações covalentes sintéticas ou aumentar as ligações secundárias (ligações de hidrogênio, forças de van der Walls) através de modificações químicas. O objetivo deste trabalho foi aumentar e/ou fortalecer as ligações de hidrogênio do amido através do processo de extrusão e de modificações químicas (por tripolifosfato de sódio, oxicloreto de fósforo e ácido lático) da farinha de arroz para produzir farinha pré-gelatinizada de arroz (FPG), FPG fosfatada, FPG intercruzada e FPG ácida, que foram usadas na proporção de 10% (com base na farinha de arroz) na produção de pão sem glúten. A metodologia de superfície de resposta foi utilizada para a otimização da produção de pão sem glúten com as diferentes farinhas pré-gelatinizadas. Primeiramente, as características instrumentais (volume, cor da crosta e do miolo e textura) foram usadas para escolher o melhor pão de cada tipo de modificação e depois os pães foram avaliados organolepticamente e comparados. O envelhecimento dos pães durante 72 horas foi analisado através das características de textura. Os pães sem glúten produzidos com FPG apresentaram melhor volume, características de crosta e de miolo que o pão sem glúten feito somente com farinha de arroz crua (volume específico de 1,2 ml/g), que mostrou-se inadequado para produção e consumo. A FPG (180°C- 20% de umidade) mostrou-se adequada para a produção de pão sem glúten. Nessas condições o pão apresentou coloração de crosta e de miolo próximas à do pão de trigo e volume específico de 2,35 ml/g, que indicou que houve retenção de gás durante a produção do pão. Os maiores problemas do pão foram crosta com rachaduras, miolo com células heterogêneas e baixo volume. Entre as FPG fosfatadas, a que apresentou os melhores resultados para a produção de pão sem glúten foi produzida à temperatura de extrusão de 108°C, 2,5g de TPS/100g e 20% de umidade. Possivelmente, ocorreu fosfatação nos carbonos 1 e/ou 4 da molécula de amido. Os pães produzidos com esta farinha apresentaram crosta sem rachaduras, miolo homogêneo e com textura adequada durante o armazenamento, melhor coloração de crosta e de miolo, sendo considerados superiores aos pães com FPG, porém ainda com baixo volume específico (1,89 ml/g). Entre as FPG intercruzadas, a processada a uma temperatura de extrusão de 180°C, 0,09 ml/100g de oxicloreto de fósforo e 20% de umidade (com possíveis ligações fosfato nos carbonos 1 e/ou 4) foi a que apresentou os melhores resultados na produção de pães. Os pães obtidos com esta farinha apresentaram características de qualidade semelhantes ao pão com FPG fosfatada, porém apresentaram um perfil de textura inadequado durante o armazenamento. A otimização do processo da modificação por ácido lático simultaneamente com o processo de extrusão levou à seleção de uma FPG ácida processada nas condições de 150°C, 0,5M de ácido lático e 20% de umidade. Essa farinha produziu pães (volume específico de 2,02 ml/g) que apresentaram, de modo geral, as melhores características de qualidade em comparação com os outros pães, o miolo apresentou textura adequada durante o maior tempo de armazenamento e com comportamento semelhante ao pão com FPG fosfatada. Neste trabalho, os pães sem glúten obtidos com as diferentes FPG modificadas quimicamente apresentaram coloração de crosta e de miolo, características de crosta e textura de miolo próximas ao pão de trigo. Apesar de apresentarem um volume baixo, novos estudos podem ser feitos visando melhorar esta qualidade. Concluindo, a qualidade do pão sem glúten ainda não é semelhante à do pão de trigo. Algumas considerações sobre a real qualidade do pão de trigo, atualmente consumido, devem ser feitas, ou seja, anos de pesquisa, financiamentos maciços bancados pelos países exportadores de trigo e companhias privadas, alta produtividade e propaganda aumentaram rapidamente o consumo e a qualidade do pão no mundo inteiro. Este trabalho mostrou que é possível melhorar a qualidade do pão sem glúten, através de modificações da rede polissacarídica, produzindo pães com boas propriedades tecnológicas. Os resultados obtidos são promissores e podem reverter em benefício para as pessoas alérgicas às proteínas do trigo e para países que não produzem trigo, mas necessitam importá-lo para produzir pão / Abstract: Viscoelastic properties of wheat proteins are unique and essential for bread production. Recently a model was proposed for wheat gluten based on intermolecular disulfide bonds providing bridging between layers formed by secondary bonding, creating a three-dimensional lattice network. Analogously gelatinized starch would be able to produce a three-dimensional network (joined only by hydrogen bonding) having viscoelastic properties sufficient for sustaining gas produced during bread fermentation. Therefore it should be possible to produce products similar to bread from non-wheat starchy flours. This would be of great importance for developing countries where non-wheat cereais or roots are available. A possible altenative to increase the three-dimensional starch network are creation of synthetic covalent bounds or increases in secondary bonds through chemical modifications. The objectives of this study were to increased and/or reinforce the hydrogen bonds in starch through an extrusion process and chemical modifications (by sodium tripolyphosphate, phosphorus oxycloride and lactic acid) of rice flour to produce extruded rice flour, extruded phosphated rice flour, extruded cross-linked rice flour and extruded acid-modified rice flour, that were used at the level of 10% (rice flour base) in wheatless bread production. The response surface methodology was used for optimization of wheatless bread production with different extruded rice flours. Initially instrumentais characteristics (volume, crust and crumb color and texture) were used to choose the best bread of each type of modification, after which the breads were analyzed organoleptic and compared. The shelf-life of breads during 72 hours was analyzed for texture characteristics. When wheatless bread was made with extruded rice flour (2.35 ml/g specific volume), it has better quality characteristics than that made with only rice flour (1.2 ml/g specific volume), that was inappropriate for consumption and production. Extruded rice flour at high temperature (180°C) and low moisture (20%) was found to be best suitable for wheatless bread making. Under these conditions the bread had a similar color to that of conventional wheat bread and its volume, showed capability gas this retention during bread production, but was not yet ideal. The problems of wheatless bread were: cracky crust, crumb with heterogeneous cells, poor texture and low volume. The extruded phosphated rice flour that resulted in the best wheatless bread was produced at a temperature of extrusion of 108°C, 2.5g/100g of sodium tripolyphosphate and 20% moisture. Possibly, with phosphorylation on C1 and/or C4 of anhydroglucose units of starch. Wheatless bread had ideal crust characteristics, crust and crumb color and texture properties, that was better than wheatless bread with extruded rice flour, but the specific volume (1.89ml/g) was not yet improved. The use of the extruded cross-linked rice flour processed at an extrusion temperature of 180°C with 0.09 ml/100g of phosphorus oxychoride and 20% moisture, possibly, with phosphorylation on C1 and C4 of anhydroglucose units of starch, in wheatless bread production produced the best results. The wheatless bread had characteristics similar to the bread made with extruded phosphated rice flour, but texture properties during storage were inadequate. The extruded acid-modified rice flour, that gave the best wheatless bread was processed at extrusion temperature of 150°C with 0.5M of lactic acid and 20% moisture. The wheatless bread was better than the other breads with another extruded chemical modified rice flours and its specific volume was 2.02 ml/g. In conclusion, the quality of the wheatless bread is not yet equal to wheat bread, but considerations about the real quality of bread consumed should be made. In other words, many years of research, massive financing by exporting countries of wheat and private companies, big marketing, increased rapidly the bread consumption around the world. Therefore there is no doubt that the door is open to the world for improvement of the polysaccharide network structure, that results in wheatless products with good technological properties. This is an advantage for people allergic to wheat proteins (celiac disease) and for countries, that produce non-wheat flour, but import wheat for bread production / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientadores: Lucia Helena Innocenti Mei, Jose Augusto Marcondes Agnelli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-31T15:09:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_JefterFernandesdo_M.pdf: 2038284 bytes, checksum: 256824e7c2713f3c835c25bfcd3af92c (MD5) Previous issue date: 2001 / Mestrado

Orientador: Ettore Bresciani Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T03:54:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_IrisBentoda_M.pdf: 3740334 bytes, checksum: 2d9696c5af886e199ad39de99922bdd4 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo principal desenvolver um método de simulação para se determinar a tensão da extrusão a frio de peças de aço em matrizes cônicas. Para atingir esse objetivo foram conduzi das experiências em escala de laboratório e em escala real. Através da comparação dos resultados dessas escalas, determinou-se os fatores de correlação. Os ensaios da escala de laboratório foram realizados numa máquina de ensaio universal e os ensaios da escala real foram realizados numa prensa hidráulica vertical. Também foram estudados os diversos métodos de cálculo da tensão de extrusão a frio, identificando-se em Quais desses métodos os valores calculados mais estreitamente se aproximam dos valores medidos. / Abstract: The principal goal of this work is to develop a simulation method to predict the stress of steel cold extrusion in conical converging dies. To achieve this goal, the experiments were performed in a laboratory scale and a real scale. Through comparison of results from both scales, a correlation factors were defined. The experiments in the laboratory scale were performed using a universal testing machine and for the experiments in the real scale it was used a hydraulic cold forging press. It was also studied different methods to predict the extrusion stress to identify which of them would give a better approach to the readings from laboratory scale and real scale experiments. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Ricardo Enrique Medrano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-16T18:27:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 QuilodranAlarcon_OscarEduardo_M.pdf: 7667575 bytes, checksum: a559bd19d894be2d4d176310a5c8d70e (MD5) Previous issue date: 1980 / Resumo: Analisaram-se comparativamente peças extrudadas a frio em aço DIN 20MnCrS laminado a quente, que eventualmente apresentaram Chevrons, e outras, feitas do mesmo material recozido, que não apresentaram o defeito. Nesta análise aplicaram-se técnicas de visioplasticidade de, metalográficas, de microssondagem e de microfractografia. Consegue-se determinar qualitativamente alguns parâmetros microestruturais que contribuem para a formação dos Chevrens. Encontra-se uma correlação entre as características microestruturais e o fluxo, plástico do material, determinado pelas técnicas de visioplasticidade / Abstract: Studies have been done on hot rolled DIN 20MnCrS steel, wich was cold extruded. A comparison was done between parts with Chevrons and another parts with and without a previous annealing treatment, wich do not show "this defect. In these studies several technics were used: visioplasticity, metallography, scanning microprobe, and microfractography. It was possible to qualitatively assess the contribution of some microstructural parameters to the development of Chevrons. A correlation was obtained between microstructural propert.ies and the plastic flow' af the material, by usiI1ll1 the visioplasticity technic / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores : Cesar F. Ciacco, Valdemiro C. Sgarbieri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-18T19:09:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CardosoFilho_Normandis_M.pdf: 25512632 bytes, checksum: 94f9dbdec173c4a464204559527c1836 (MD5) Previous issue date: 1993 / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Valdemiro C. Sgarbieri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-18T22:07:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Steel_CarolineJoy_M.pdf: 3238216 bytes, checksum: 5cf3f6e32d790329dd258e95ff6ba21c (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Feijões recém-colhidos e feijões envelhecidos (estocados por mais de um ano), da variedade Carioca 80 s.h. (Phaseolus vulgaris), foram caracterizados com o objetivo de avaliar as diferenças existentes entre eles, notadamente aquelas referentes às propriedades funcionais (tempo de cocção, capacidade de hidratação dos grãos e análise sensorial) e aspectos nutricionais (atividades hemaglutinante e antitríptica). Os grãos foram moídos e extrusados em extrusor de laboratório Brabender de rosca única. Através de experimentos preliminares de extrusão definiram-se as condições para a obtenção das farinhas extrusadas, objeto final deste estudo. Os produtos finais: farinha extrusada de feijão recém-colhido, farinha extrusada de feijão envelhecido e farinhas extrusadas mistas de feijão recém-colhido com arroz e de feijão envelhecido com arroz, foram avaliados com relação à composição centesimal, propriedades funcionais (índices de absorção de água e de solubilidade em água, atividade emulsificante e viscosidade de pasta), características sensoriais e propriedades nutricionais (BN, Da , VBa , NPUa, PER corrigido, curvas de crescimento e balanço de aminoácidos). O tempo de cocção, o sabor e a textura foram as propriedades mais afetadas pela estocagem dos grãos. A extrusão das farinhas de feijão nos testes preliminares demonstrou que a extrusão elimina os problemas de textura e tempo de cozimento, mas persiste a diferença de gosto entre as farinhas extrusadas preparadas com feijão recém-colhido e com feijão estocado durante um período mínimo de 1 ano. A extrusão de farinhas mistas de feijão (recém-colhido e estocado por período mínimo de 1 ano) com arroz, na proporção de 1:3 (P/P) mascarou o gosto amargo percebido nas farinhas de feijão, aumentou o índice de absorção de água e a viscosidade de pasta, melhorou o NDPCal% e o balanço de aminoácidos das farinhas extrusadas. Além disto, melhorou a qualidade protéica (BN, Da, PER, QEA e curvas de crescimento) e a palatabilidade das dietas preparadas com as farinhas extrusadas como fonte protéica. Por outro lado, as farinhas extrusadas só de feijão apresentaram maior índice de solubilidade em água e maior atividade emulsificante que as farinhas mistas. Nossos resultados indicaram que a extrusão é uma boa opção de processamento para feijões estocados por períodos maiores que 1 ano, com propriedades sensoriais e de cozimento deterioradas, e que a adição de arroz é benéfica para melhorar gosto e propriedades nutricionais das farinhas / Abstract: Newly harvested beans and hardened beans (stored for more than a year) of the "Carioca 80 s.h." variety (Phaseolus vulgaris) were characterized in order to evaluate differences between them, mainly in terms of functional properties (cooking time, hydration capacity and sensory evaluation) and nutritive aspects (lectin and antitryptic activities). The beans were ground and extruded in a single-screw Brabender laboratory extruder. Through preliminary extrusion experiments we established the final conditions to be used in the obtention of the final extruded flours, objects of this study. The final products: newly harvested beans extruded flour, hardened beans extruded flour and extruded flours of newly harvested beans and rice blend and hardened beans and rice blend were evaluated with respect to chemical composition, functional properties (water absorption and solubility indices, emulsifying activity and paste viscosity), sensory characteristics and nutritional properties (NB, Da, BVa , NPUa , PER, growth curves and aminoacid balance). Cooking time, taste and texture were the characteristics most affected by storage of whole beans. Extrusion of bean flours in the preliminary experiments demonstrated that extrusion eliminates texture and cooking time problems, but difference in taste persists between extruded flours prepared with newly harvested beans and beans stored for more than a year. Extrusion of blends of beans (newly-harvested and stored more than a year) and rice, 1:3 (W/W) masked the bitter taste perceived in the bean flours, increased water absorption index and paste viscosity, improved NDPCal% and amino acid balance of extruded flours. It also improved protein quality (NB, Da, PER and growth curves) and palatability of diets prepared with extruded flours as protein source. On the other hand, extruded bean flours presented higher water solubility indices and emulsifying activities than extruded blends. The results suggest that extrusion is a possible option for processing hardened beans, stored for over 1 year, and that the addition of rice is beneficial to improve taste and nutritive properties of extruded flours / Mestrado / Mestre em Ciência da Nutrição

Introdução - Devido ao perfil de mortalidade e de danos patológicos associados, as doenças cardiovasculares são consideradas um sério problema de saúde pública. Níveis de colesterol plasmático elevados fazem parte dos fatores de risco mais importantes para o desenvolvimento dessas doenças. Pesquisas recentes demostraram que a proteína do feijão caupi promove a redução dos níveis de colesterol em hamsters e em seres humanos, possivelmente pela ação de peptídeos bioativos advindos da dieta. Entretanto, a via pela qual o colesterol é inibido por esses peptídeos, assim como os efeitos do processamento na ação biológica ainda são desconhecidos. Objetivo - Verificar a via de ação hipocolesterolêmica dos hidrolisados do feijão caupi e o efeito do processamento térmico nesta propriedade. Métodos - Parte da farinha integral foi submetida ao isolamento de proteína e o restante dos grãos foi submetido à cocção em autoclave e à extrusão. Após ser cozido em autoclave, o feijão cozido também teve sua proteína isolada. Posteriormente, a proteína isolada do feijão integral e do feijão cozido foi submetida à hidrólise in vitro. O processo de extrusão foi modelado em função da expansão dos extrusados segundo a metodologia de superfície de resposta. A farinha do feijão extrusado foi submetida à hidrólise enzimática in vitro sem isolamento prévio da proteína. Os três hidrolisados foram submetidos à ultrafiltração e a fração menor que 3 kDa foi utilizada nos ensaios de inibição da enzima 3-hidroxi-3-metilglutaril coenzima A redutase (HMGR) e no ensaio de inibição da solubilização micelar do colesterol para avaliar a ação dos hidrolisados na via hepática e na via entérica do metabolismo do colesterol respectivamente. Resultados - Os hidrolisados provenientes dos isolados proteicos apresentaram comportamentos semelhantes. Em doses mais elevadas de proteína (acima de 70 µg/mL), a inibição apresentou-se estável, por volta dos 75 por cento. Em relação ao hidrolisado da farinha de feijão extrusado, à medida que se aumenta a quantidade de proteína a capacidade inibitória diminui. Os hidrolisados foram capazes de inibir a solubilização micelar do colesterol de 5 a 39 por cento. O processamento térmico foi fator determinante para diminuir a solubilização do colesterol in vitro. Conclusão Os hidrolisados do feijão caupi são capazes de inibir a enzima HMGR e reduzir a solubilização micelar do colesterol in vitro, mesmo após o feijão ser processado termicamente. A capacidade dos hidrolisados de insolubilizar o colesterol foi melhorada pelo cozimento em autoclave e pela extrusão / Introduction- The cardiovascular diseases, due to mortality and associated pathological damage, are considered a serious public health problem. Elevated plasma cholesterol levels are part of the most important risk factors for the development of these diseases. Recent research indicated that Cowpea protein promotes the reduction of cholesterol levels in hamsters and humans, possibly by the action of bioactive peptides from the diet. However, the route by which cholesterol is inhibited by peptides, as well as the processing effects on biological action are still unknown. Objective - To verify the hypocholesterolemic pathway of hydrolyzed cowpea and the effect of thermal processing on this property. Methods - Part of wholemeal flour was subjected to isolation of protein, and the remaining of the grains was subjected to retort and extrusion cooking processes. After autoclaving the grain, protein was also isolated from the flour. Subsequently, the isolated protein from wholemeal and cooked flour was subjected to in vitro hydrolysis. The extrusion process was optimized according to response surface methodology using the expansion ratio of extrudates as the dependent variable. The extruded bean flour was subjected to in vitro enzymatic hydrolysis without the isolation of the protein. The three hydrolysates were subjected to ultrafiltration and and fractions smaller than 3 kDa was used for inhibition assays of the enzyme 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase (HMGR) and for inhibition assay of micellar solubilization of cholesterol to evaluate their effect on the liver and enteral cholesterol metabolism respectively. Results - The hydrolysates from the protein isolates showed similar. At higher doses of protein (above 70 mg/mL), the inhibition was stable at around 75 per cent. Regarding the hydrolyzate of bean flour extruded as it increases the amount of protein inhibitory capacity decreases. The hydrolysates were able to inhibit the micellar solubilization of cholesterol between 5 and 39 per cent. The thermal processing was the determining factor to decrease the solubility of cholesterol in vitro. Conclusion The hydrolysates of cowpea are able to inhibit the enzyme HMGR micellar solubilization and reducing cholesterol in vitro, even after being thermally processed beans. The ability of hydrolysates insolubilize cholesterol was improved by cooking in an autoclave and by extrusion

Este trabalho propõe contribuir no desenvolvimento do processo de extrusão para a produção de compósitos cimentícios, mediante metodologia que possibilite a obtenção de formulações extrudáveis utilizando cimento Portland de alta resistência inicial, sílica ativa, calcário, polpa de celulose de eucalipto, fibras de polipropileno e aditivos. Para isso, foram caracterizadas as matérias-primas como subsidio para as discussões. O efeito dos diferentes componentes da formulação no comportamento reológico da mistura foi avaliado utilizando reômetro extrusor. As propriedades físicas e mecânicas dos compósitos elaborados com combinações de calcário, sílica ativa e cimento foram modeladas estatisticamente com o propósito de estimar o comportamento das matrizes. A demanda de água dos sistemas cimentícios foi determinada experimentalmente e utilizada na extrusão das matrizes. Selecionada uma matriz, suas propriedades mecânicas e físicas foram modeladas, estatisticamente, com diferentes teores de polpa celulósica de eucalipto e fibras de polipropileno. As formulações com características desejadas foram avaliadas ao envelhecimento acelerado por 200 ciclos de imersão-secagem. Finalmente foi analisada a reprodutibilidade utilizando o módulo de Weibull para as formulações selecionadas. O estudo reológico constatou que as fibras de polipropileno apresentam os maiores aumentos nos valores dos parâmetros reológicos se comparados com os efeitos do calcário, sílica ou celulose de eucalipto, repercutindo em maiores pressões de extrusão. O incremento do modificador reológico hidroxipropilmetilcelulose reduz no compósito cimentício o módulo de ruptura mesmo que durante o processamento, promova o incremento da pressão de extrusão. Os modelos estatísticos empregados para modelar a matriz reforçada foram de maior complexidade e com menor coeficiente de determinação se comparados com os utilizados na modelagem das matrizes. O preço de mercado do fibrocimento é aproximadamente 64% menor do que os determinados utilizando unicamente os valores das matérias-primas e aditivos do fibrocimento extrudado no presente estudo. / This work intends to contribute in the development of the extrusion process for the production of cementitious composites, through methodology that makes it possible to obtain formulas using high resistance Portland cement, silica fume, limestone, eucalyptus pulp, polypropylene fibers and admixtures. With this intention, the raw materials were characterized as a support for the discussions. The effects of the different components of the formula on the rheological behavior of the mixture were evaluated using an extrusion rheometer. The physical and mechanical properties of the composites elaborated with the combinations of limestone, silica fume and cement were modeled statistically with the purpose of estimating the behavior of the matrix. The water demand of the cementitious systems was determined experimentally and used in the matrixes extrusion. After the Matrix Selection, their mechanical and physical properties were modeled statistically, with different pulp eucalyptus and polypropylene fibers quantities. The formulas with the expected characteristics were evaluated to the accelerated aging for 200 wet-drying cycles. Finally the reproducibility was analyzed using the Weibull module for the selected formulas. The rheological studies verified that the polypropylene fibers demonstrate the largest increase in the values of the rheological parameters when compared with the effects of the limestone, silica fume or eucalyptus pulp, inducing larger extrusion pressures. The increment of the rheological modifier hydroxypropyl methylcellulose decreases the module of rupture in the cementitious composite, and simultaneously during the process it promotes the increment of the extrusion pressure. The statistical models used to reinforce the matrix modeling were of large complexity and with smaller coefficient determination when compared to matrixes used for modeling. The fiber cement market price is approximately 64% smaller than the raw materials and admixtures used in extruded fiber cement in this study.