Orientador: Antonio José Goulart / Banca: Renata Bonini Pardo / Banca: Hamilton Cabral / Resumo: O leite de búfala representa 12% da produção mundial de leite, com maiores teores de proteínas e gorduras que o de vaca. O soro de leite é o co-produto da indústria queijeira que vem sendo, muitas vezes, descartado no meio ambiente, causando grande impacto ambiental em função de sua constituição rica em proteínas e lactose. Hidrólise enzimática é um avanço tecnológico importante por melhorar propriedades físicas, químicas e funcionais dessas proteínas. O objetivo do trabalho foi produzir hidrolisados protéicos a partir das proteínas presentes no soro do leite de búfala e simular a digestão in vitro pelo método da dialisabilidade. O soro lácteo bubalino foi dialisado para retirada de lactose e pequenos peptídeos e aminoácidos, e tratado com caulim para adsorção da gordura. Os produtos de médio e alto grau de hidrólise foram obtidos por ação da pepsina, tripsina, quimotripsina e carboxipeptidase A em pHs e temperaturas específicos, adicionados ao soro conjuntamente e em separado, em diferentes tempos de hidrólise. A determinação quantitativa de proteínas, aminoácidos, lactose e gordura foram realizadas segundo os métodos Bradford (1976), cromatografia líquida de alta eficiência, Miller (1959) e Gerber, respectivamente. A caracterização qualitativa das proteínas e produtos de hidrólise fez-se por eletroforese não-desnaturante (PAGE) e desnaturante (SDS-PAGE). Os ensaios de biodisponibilidade dos produtos de hidrólise foram realizados pelo método in vitro da dialisabilidade segundo metodologia descrita por Luten et al. 1996. Os resultados encontrados para o soro deslactosado e desengordurado foram 6,53g prot.L -1 , redução de 99% de lactose e < 0,10 % de gordura. Bandas protéicas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Buffalo milk represents 12% of world production of milk, with high protein and fat content of the cow. The whey is the co-product of cheese industry that has been often discarded into the environment, causing great environmental impact due to its rich protein and lactose constitution. Enzymatic hydrolysis is an important technological advance to improve the physical, chemical and functional properties of these proteins. The objective of this research was to produce protein hydrolysates from whey proteins present in buffalo milk and to simulate the digestion in vitro by the method of dialyzability. The whey was dialyzed to remove lactose and small peptides and amino acids, and treated with kaolin for fat adsorption. The partial and total hydrolysates were obtained by the action of pepsin, trypsin, chymotrypsin and carboxypeptidase A in specific pH and temperature, added to the whey together or separately at different times of hydrolysis. Quantitation of proteins, amino acids, lactose and fat were performed according to Bradford (1976), HPLC, Miller (1959) and Gerber respectively. The qualitative characterization of proteins and hydrolysis products was made by PAGE and SDS-PAGE. Tests of absorption of hydrolysis products were performed in vitro by dialyzability. The results for dialyzed and defatted whey was 6.53 g prot L -1 , reduction of 99% lactose and <0.10% fat. Protein bands... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Célia Maria Landi Franco / Banca: Marney Pascoli Cereda / Banca: Silene Bruder Silveira Sarmento / Banca: Eleni Gomes / Banca: Mieko Kimura / Resumo: Para auxiliar o entendimento da estrutura semicristalina de grânulos de amido, o 'annealing' e as hidrólises ácida e enzimática de amidos granulares podem ser empregados. Este trabalho teve o objetivo de utilizar estes tratamentos para obter maiores informações sobre a estrutura granular de amidos de diferentes fontes botânicas, além de compreender o mecanismo de reorganização da estrutura granular provocada pelo 'annealing. Amidos de milho normal, milho ceroso, mandioca, mandioquinha-salsa e batata foram isolados e caracterizados quanto a sua composição química, distribuição dos comprimentos de cadeias ramificadas da amilopectina, difração de raios-X, propriedades de pasta e propriedades térmicas. Suspensões de amidos nativos (5% p/v) foram submetidas ao 'annealing' à temperatura de 2 a 3 ºC menores que as temperaturas de início de gelatinização de cada amido, por 24 horas. Após 'annealing', os amidos foram avaliados quanto às suas características morfológicas (microscopia óptica, SEM e microscopia a laser confocal), teores de amilose, distribuição dos comprimentos de cadeias ramificadas da amilopectina, difração de raios-X, massa molar da amilopectina, propriedades térmicas e suscetibilidade às hidrólises enzimática (alfa-amilase e amiloglucosidase) e ácida. Os amidos submetidos à hidrólise enzimática ou ácida (em diferentes tempos) foram também avaliados quanto ao teor de amilose, massa molar da amilopectina, SEM, distribuição dos comprimentos de cadeias ramificadas da amilopectina, difração de raios-X e propriedades térmicas. O amido de mandioquinha-salsa apresentou características estruturais diferentes das apresentadas pelos outros amidos. Como o amido de batata, este amido apresentou polimorfismo tipo B e altas proporções de cadeias laterais muito longas (DP > 37) da amilopectina, o que pode ter superestimado... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: To help understanding the semi-crystalline structure of starch granules, the annealing, the enzymatic and acid hydrolysis can be performed. Objectives of this study were to use these treatments to obtain more information about the granular structure of starches from different botanical sources, and help comprehend the starch granular reorganization mechanism provoked by annealing. Normal corn, waxy corn, cassava, Peruvian carrot and potato starches were isolated and characterized regarding their chemical compositon, amylopectin branch-chain length distribution, X-ray diffraction, pasting properties and thermal properties. Starches suspensions (5% w/v) were subjected to annealing for 24h at 3 ºC below the onset gelatinization temperatures of each starch. After annealing, the starches were evaluated regarding their morphological characteristics (optical microscopy, SEM, laser confocal microscopy), amylose content, amylopectin branch-chain length distribution, X-ray diffraction, amylopectin molar mass, thermal properties and susceptibility to enzymatic hydrolysis (alpha-amylase and amiloglucosidase) and acid hydrolysis. The starches subjected to enzymatic and acid hydrolysis (at different times) were also evaluated regarding their amylose content, amylopectin molar mass, SEM, amylopectin branch-chain length distribution, X-ray diffraction and thermal properties. Peruvian carrot starch had structural characteristics different of that of the other starches. As potato starch, it displayed a B-type Xray diffraction pattern and high proportion of very long amylopectin branch-chains (DP 37), which may have overestimated the apparent amylose content of these starches. However, the Peruvian carrot starch also displayed a high amount of short amylopectin branch-chains (DP 6-12). Normal corn and waxy corn starches displayed an A-type pattern and cassava starch displayed a CA-type... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Fernando Broetto / Banca: Luiz Antonio Gallo / Banca: Magali Leonel / Resumo: Os sub-produtos da industrialização da mandioca são partes constituintes da própria planta, gerados em função do processo tecnológico adotado no seu beneficiamento. Tanto a qualidade como a quantidade dos sub-produtos pode variar em função de fatores diversos, como cultivar, idade da planta, tempo após a colheita, tipo e regulagem do equipamento industrial, etc. Considerando-se os principais tipos de processamento de raízes de mandioca no Brasil, como a fabricação de farinha de mandioca e a extração de fécula, os sub-produtos gerados podem ser sólidos ou líquidos. Como sólidos, destaca-se a casca marrom, a entre casca, o descarte, a crueira, a fibra, o bagaço e a varredura. A crueira é constituída por pedaços de raízes e entre casca, separados por peneiras antes do forno, no processamento da farinha de mandioca. Neste trabalho, realizaram-se todas as etapas para a caracterização físico-química da crueira. No aspecto energético, avaliaram-se dois processos para obtenção de hidrolisado a partir de amostras de crueira, para obtenção de álcool fino. Primeiramente utilizou-se a via de hidrólise com ataque ácido, que foi descartada, devido dificuldades de processo e maior custo; e paralelamente, o material foi tratado por hidrólise enzimática em escala laboratorial, bem como em batelada. Para ambos os processos de hidrólise enzimática, determinou-se a eficiência e rendimento econômico para produção de álcool fino, onde verificou-se um rendimento de 65,8%. Uma tonelada de crueira é capaz de produzir aproximadamente 370 litros de álcool fino, visando sua reciclagem por parte das farinheiras. Concluiu-se que o resíduo crueira pode ser considerado economicamente viável como substrato para produção de álcool fino, e que a eficiência do processo é melhor quando a hidrólise é realizada por ação enzimática. / Abstract: Sub-products of the cassava industrialization are constituent parts of the proper plant, generated in function of the adopted technological process in its improvement. As much the quality as the amount of sub-products can vary in function of diverse factors, as to cultivate, age of the plant, time after the harvest, type and regulation of the industrial equipment, etc. Considering the main types of processing of cassava roots in Brazil, as the cassava flour production and the extration of starch, the sub generated products can be solid or liquid. As solid, it is pointed out brown rind, between rind, the discarding, the crueira, the fiber, the bagasse and varredura. The crueira is constituted by pieces of roots and between rind, separate for bolters before the oven, in the processing of the cassava flour. In this work, all the stages for the physical-chemistry crueira characterization had been become fullfilled. In the energy aspect, two processes for hidrolisate attainment had been evaluated from samples of crueira, for fine alcohol attainment. First it was used hydrolysis way with acid attack, that was discarded, because of difficulties of process and higher cost; parallel, the material was treated by enzymatic hydrolysis in laboratorial scale, as well as in bath. For both enzymatic hydrolysis processes, it was determined efficiency and economic income for fine alcohol production, where a 65,8% income was verified. A ton of crueira is capable to produce 370 liters of fine alcohol approximately, aiming at its recycling on the part of the cassava flour industry. It was concluded that the crueira residue can be considered economically viable as substratum for fine alcohol production, and the efficiency of the process is better when the hydrolysis is carried through by enzymatic action. / Mestre

Orientador: Claudio Cabello / Banca: Waldemar Gastoni Venturini Filho / Banca: Manoel Lima de Menezes / Resumo: Este trabalho teve como objetivo estudar o tratamento da manipueira, pelo processo de flotação, visando estabelecer os melhores parâmetros operacionais a serem adotados num sistema de recuperação da fração protéica e matérias graxas deste resíduo, sem o uso de agentes químicos. No efluente gerado durante o processo de flotação foi realizada hidrólise enzimática utilizada como substrato na produção de álcool no processo fermentativo. Foram realizados os tratamentos em dois tipos de processo de flotação: por ar dissolvido e ar induzido, sendo as colunas desenvolvidas em acrílico e PVC para operação contínuo, em uma planta piloto. Os dois sistemas de flotação não demonstraram diferenças em relação à recuperação de proteínas, amidos e matéria graxa, porém, o processo de flotação por ar dissolvido torna a manipueira diluída e para as etapas posteriores (hidrólise e fermentação) a concentração reduzida de carboidratos inviabilizaria a utilização como substrato para a fermentação alcoólica. Utilizando o processo por ar induzido, foram realizados ensaios variando vazão e temperatura, sendo os melhores resultados obtidos nas seguintes condições: vazão na faixa entre 120 e 420 mL min-1 e temperatura na faixa de 33 a 36 °C. Foi observada uma redução nos percentuais de remoção de matéria graxa e proteínas de 44,4 % e 32,8 % respectivamente. A análise do hidrolisado demonstrou um elevado aumento na quantidade de glicose, provavelmente decorrente da hidrólise de linamarina, que libera uma molécula de glicose, de acetona e de ácido cianídrico. A fermentação alcoólica foi conduzida em 30 horas, ocorrendo à formação de 31,37 g L-1 e 32,74 g L-1 de etanol no efluente e na manipueira, respectivamente. A eficiência do processo fermentativo foi em média 86,30 % para o efluente e 93,75 % para a manipueira. / Abstract: This work aimed to study the treatment by flotation process of the liquid byproduct from manioc (Manihot esculenta CRANTZ) industrialization called manipueira. It intended to establish better operational standards for recovering protein fractions and fatty contents of this byproduct without using chemicals. The effluent generated during the flotation process was hydrolyzed with enzymes used as substrate in the fermentative process for alcohol production. Treatments were tested in two different flotation processes: dissolved air and induced air, being the columns developed in acrylic and PVC for continuous operation in a pilot plant. The two flotation systems showed no differences to each other in regards of recovering protein, starch and fatty contents. However, flotation process by dissolved air dilutes manipuera and for the following steps (hydrolysis and fermentation), the reduced carbohydrates concentration would hinder its utilization as substrate for alcohol fermentation. Essays using induced air process were performed, varying flow rates and temperature. The best results were found under the following settings: flow rate between 120 and 420 mL min-1 and temperature between 33 and 36°C. It was observed a reduction of 44,4% and 32,8% in fatty contents and protein removal respectively. Analysis of hydrolyzed material pointed a high increase in glucose, probably due to linamarin hydrolysis, which releases a molecule of glucose, acetone and cyanidric acid. Alcohol fermentation was conduced for 30 hours, forming 31,37 g L-1 and 32,74 g L-1 of ethanol in effluent and manipueira respectively. Fermentative process efficiency was in average 86,30 % for the effluent and 93,75 % for manipueira. / Mestre

Orientador: Magali Leonel / Banca: Manoel Lima de Menezes / Banca: Cláudio Cabello / Resumo: O rizoma de gengibre tem grande importância na indústria alimentícia. O Brasil está incluído entre os pequenos produtores mundiais de gengibre, cuja produção é destinada quase que exclusivamente para exportação. Cerca de 20% do total de gengibre produzido não atinge qualidade de exportação e, uma forma de aproveitamento desses rizomas, seria a produção de fermentado acético, sendo uma alternativa para o produtor, na diversificação de produtos derivados do gengibre, favorecendo a diminuição de perdas pós- colheita e também, elevando o valor comercial. Este trabalho teve por objetivo geral produzir e caracterizar um vinagre de gengibre. Para alcançar este objetivo foram realizados dois experimentos os quais tiveram por objetivos específicos: produzir e caracterizar vinagre de gengibre e fécula de mandioca visando verificar a influência da composição do gengibre neste processo, e avaliar a influência de alguns parâmetros de fermentação acética sobre os parâmetros de qualidade do vinagre de gengibre. Os fermentados acéticos de gengibre obtidos foram caracterizados quanto á: acidez total em acido acético, cinzas, teor alcoólico, extrato seco a 105ºC e ácidos orgânicos. Os resultados mostraram que as condições do processo de fermentação na temperatura de 20ºC com adição de nutrientes no mosto e acidez numa proporção de 1:1 levaram uma maior acidez ao longo do tempo do processo e que o vinagre de gengibre apresentou além do acido acético pequenas quantidades de acido cítrico, málico e succínico, que somado a outros compostos originários do gengibre tornou-se um produto com características diferenciadas / Abstract: The rhizome of ginger has great importance in the food industry. Brazil is included among the small producers of ginger, whose production is destined almost exclusively for export. About 20% of the produced gingers do not meet export quality. One way to use these rhizomes would be the production of vinegar, which can be an alternative to the producer in the diversification of products derived from ginger, favoring the reduction of post harvest losses of rhizomes that do not meet industry standards and also increasing the commercial value. This work had as main to produce and characterize general ginger vinegar. To achieve this goal two experiments were conducted which had two objectives: to produce and characterize vinegar ginger and cassava starch in order to verify the influence of the composition of ginger in this process, and evaluate the influence of some parameters on the fermentation quality parameters ginger vinegar. The acetic fermentation of ginger were characterized as to the: total acidity in acetic acid, ash, alcohol content, extract dried at 105oC and organic acids. The results showed that the process conditions in the fermentation temperature of 20oC with addition of nutrients in the acidity of the mash and a ratio of 1:1 led to a higher titratable acidity over time of the process and that the vinegar ginger showed in addition to acetic acid small amounts of citric acid, malic acid and succinic, which together with other compounds originating ginger became a product with different characteristics / Mestre

Orientador: Magali Leonel / Banca: Manoel Lima Menezes / Banca: Waldemar Gastoni Venturini |Filho / Resumo: O rizoma de gengibre é amplamente comercializado em função de seu emprego na medicina popular, na alimentação, industrial, especialmente como matéria-prima para fabricação de bebidas, perfumes e produtos de confeitaria como pães, bolos, biscoitos e geléias. Frente ao conteúdo de amido presente neste rizoma, uma possibilidade de incremento da cadeia produtiva do gengibre seria a produção de bebida destilada, a qual poderia ser obtida a partir de rizomas de baixa qualidade para exportação e/ou a partir do resíduo da extração dos óleos essenciais por indústrias processadoras deste rizoma. Este trabalho teve por objetivo geral a avaliação dos parâmetros técnicos do processamento de gengibre para produção de aguardente e, como objetivos específicos: caracterizar a composição centesimal dos rizomas de gengibre; avaliar a influência de alguns parâmetros dos processos de hidrólise e fermentação no rendimento em açúcares e etanol; e caracterizar o destilado quanto aos parâmetros de qualidade para aguardente. O trabalho foi dividido em quatro experimentos. O primeiro experimento objetivou comparar o efeito de duas α-amilases na etapa de liquefação, bem como, a influência do tempo de ação da amiloglucosidase na etapa de sacarificação, sobre o perfil de açúcares e rendimento do processo. O segundo experimento objetivou estabelecer qual a melhor concentração enzimática para o processo de hidrólise e sacarificação. O terceiro experimento teve por objetivo verificar o efeito do tempo de fermentação, concentração de levedura e temperatura de fermentação sobre o perfil cromatográfico do vinho obtido. A partir das conclusões parciais dos experimentos anteriores foi realizado o quarto ensaio que teve por objetivo produzir e caracterizar a aguardente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The rhizome of ginger is widely marketed on the basis of its use in folk medicine, food, industrial, especially as raw material for the manufacture of beverages, perfumes and sugar confectionery such as breads, cakes, cookies and jellies. Facing the content of starch in this rhizome, an opportunity to increase the productive chain of ginger would be the production of distilled drink, which could be obtained from rhizomes of low quality for export and / or from residue from the extraction of oil key industries for processing this rhizome. This study aimed at evaluating the general technical parameters of the processing of ginger for the production of spirits, and as specific objectives: characterization of the proximate composition of the rhizomes of ginger to evaluate the quality and quantity of raw materials needed for the process of hydrolysis -saccharification; evaluate the influence of some parameters of the process of hydrolysis, saccharification and fermentation on yield of sugar and ethanol; and characterize the ginger spirit. The work was experiments. The first experiment aimed to compare the effect of two α-amylases in the stage of liquefaction, as well as, the influence of time of amiloglucosidase action in the saccharification step, on the profile of sugars and yield of the process. The second experiment aimed to establish the best concentration enzymes for the process of hydrolysis and saccharification. The third experiment aimed to verify the effect of time of fermentation, the yeast concentration and temperature of fermentation on the chromatographic profile of the wine obtained. The fourth experiment was conducted based on partial findings of previous experiments and aimed to produce and characterize the spirit of ginger. The results showed that the enzyme... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Cláudio Cabello / Banca: Fernando Broetto / Banca: Paulo Cesar Razuk / Banca: Ivo Mottin Demiate / Banca: Celia Maria Landi Franco / Resumo: As maltodextrinas sao produtos da hidrolise parcial do amido e tem sido largamente usadas nas industrias de alimentos em muitos tipos de alimentos processados. Maltodextrinas sao classificadas de acordo com o grau de hidrolise do amido, que e expressa em dextrose equivalente (DE). Varias propriedades funcionais, como docura, solubilidade e viscosidade variam de acordo com a degradacao enzimatica e a fonte botanica do amido, e somente a caracterizacao pela dextrose equivalente (DE) se tornou inadequada para orientar a utilizacao das maltodextrinas em varias aplicacoes. Levando em consideracao a importancia das maltodextrinas para o mercado de alimentos, o presente trabalho teve como objetivo realizar estudos sobre o processo de producao e o comportamento das maltodextrinas de mandioca e batata-doce e tambem de compara-las com produtos comerciais. Os amidos das referidas tuberosas foram analisados quanto as suas caracteristicas fisico-quimicas, difracao de raios-X e microscopia optica e eletronica de varredura. Suspensoes de amidos de mandioca e batata-doce, a concentracao de 30%, foram submetidas a hidrolise enzimatica pela enzima ¿-amilase em um reator a diferentes tempos de hidrolise e diferentes niveis de agitacao. Em seguida, foram secas em gspray dryerh e analisadas quanto as suas propriedades fisicas e quimicas, funcionais, reologicas e por difracao de raios-X, alem de serem observadas em microscopio eletronico de varredura. A analise das variaveis do processo indicou maior influencia do tempo de hidrolise na dextrose equivalente (DE) das maltodextrinas de mandioca e batata-doce, sendo que a interacao, tempo de hidrolise e agitacao influenciou na sua solubilidade e viscosidade. As maltodextrinas de mandioca e batata-doce apresentaram DE que variaram de 5,5 a 11,3 e 17,0 a 22,9, respectivamente. As maltodextrinas apresentaram alta solubilidade em... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Maltodextrins are obtained from partial hydrolysis of the starch, and have been widely used in industries due to their broad usage in processed food. Maltodextrins are classified by degree of hydrolysis of starch, which is expressed by dextrose equivalent (DE). Many of their functional properties, like sweetness, solubility and viscosity vary according to enzymatic degradation and botanic source of the starch. Due to the wide uses, dextrose equivalent becomes inadequate to predict the efficiency of maltodextrins in many applications. Considering the importance of maltrodextrins for the food market, the objective of this work was to study the production process and the behavior of cassava and sweet potato maltodextrins, as well as compare them with commercial products. Starches of each tuber were analyzed as to their physiochemical characteristics, X-ray diffraction and optic and scanning electron microscopy. Cassava and sweet potato starches suspensions at 30% concentration underwent enzymatic hydrolysis by an á-amylase enzyme in a reactor considering different times of hydrolysis and levels of agitation. Next, starches were spray dried and analyzed as to their physiochemical, functional, rheological properties and X-ray diffraction, as well as scanning electron microscopy observation. Process variables analysis indicated higher influence of the hydrolysis time in the dextrose equivalent (DE) of sweet potato and cassava maltodextrins, the interaction of between hydrolysis time and agitation influencing in the solubility and viscosity. Cassava and sweet-potato maltodextrins presented DE varying from 5.5 to 11.3 and 17.0 to 22.9, respectively. Maltodextrins presented water solubility in all studied conditions and viscosity was influenced by the hydrolysis level and concentration of the solution. A Newton behavior has been observed in cassava and sweet potato maltodextrins... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Dimas Roberto Vollet / Banca: Antonio Tallarico Vicente Adorno / Banca: Fábio Simões de Vicente / Resumo: O presente trabalho estuda as características estruturais de géis de sílica preparados a partir da sonohidrólise do Tetraetilortosilicato (TEOS) em função de diferentes quantidades de álcool isopropílico (IPA), denominado conjunto de amostras A, e em função de diferentes quantidades de dimetilformamida (DMF), denominado conjunto de amostras B. Os géis são estudados desde o estágio saturado (gel úmido) até o estágio do gel seco (aerogel e xerogel) resultante da secagem a pressão ambiente. As caracterizações estruturais das amostras são realizadas através das técnicas de Termogravimetria (TG), densidade aparente, análise de distribuição de tamanho de poros e área superficial por adsorção de nitrogênio, e espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS). A sonohidrólise foi realizada a partir de volumes constantes das misturas reagentes, mantendo-se a mesma razão molar água/TEOS para as diferentes adições de IPA do conjunto A e também a mesma razão molar água/TEOS para as diferentes adições de DMF do conjunto B. Géis úmidos produzidos a partir da estimulação ultrassônica do TEOS com aumento da quantidade de IPA (conjunto A) exibem uma estrutura de fractal de massa com dimensão fractal D em torno de 2,0 e com tamanho característico  do fractal de massa crescendo de 4,1 nm para 5,1 nm, quando a razão molar [IPA]/[TEOS] cresce de 0 para 10,8. Os géis do conjunto B exibem uma estrutura fractal de massa com dimensão fractal D em torno de 2,2 e com  decrescendo de 9,2 nm para 7,8 nm quando a razão molar R = [DMF]/[TEOS] cresce de 0 para 4. Aerogéis foram obtidos após lavagem dos géis úmidos de ambos os conjuntos com IPA, para remoção de resíduos provenientes da sonohidrólise, e depois imersos em solução de trimetilclorosilano (TMCS) em álcool isopropílico, para modificação... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work studies the structural characteristics of silica gels prepared from the sonohydrolysis of tetraetoxisilane (TEOS) as a function of different amounts of isopropyl alcohol (IPA), which will be called the set of samples A, and for different amounts of dimethylformamide (DMF) , which will be called set of samples B. The gels are studied from the saturated stage (wet gel) until the stage of dry gel (xerogel and aerogel) that results from a drying process at ambient pressure. The samples are characterized by Termogravimetry (TG), apparent density, surface area and pores size distribution by nitrogen adsorption, and small-angle X-ray scattering (SAXS). The sonohydrolysis was carried out from reagent mixtures with constant volumes, keeping the same water/TEOS molar ratio for different additions of IPA in the set A and also the same water/TEOS molar ratio for different additions of DMF in the set B. Wet gels produced from the ultrasonic stimulation of TEOS with increasing the quantity of IPA (set A) exhibit a structure of fractal mass with fractal dimension D around 2.0 and with characteristic size  growing from 4.1 nm to 5.1 nm, when the [IPA]/[TEOS] molar ratio increases from 0 to 10,8. The gels of the set B exhibit a structure of fractal mass with fractal dimension D around 2.2 and with  decreasing from 9.2 nm to 7.8 nm when increasing the molar ratio R =[DMF]/[TEOS] from 0 to 4. Aerogels were obtained after washing the wet gels from both sets with IPA, to remove wastes from the sonohydrolysis, and then immersing them in a solution of trimethylchlorosilane (TMCS) in isopropyl alcohol, for the silica surface modification (silylation), and finally in pure isopropyl alcohol. The drying process narrows the range of characteristic lengths  of the original structure of fractal mass of the wet gels, however, it does not change... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Roberto da Silva / Coorientador: Prof. Dr. Mauricio Boscolo / Banca: Maria de Lourdes T. P. Polizeli / Banca: Eleni Gomes / Resumo: O material lignocelulósico do qual o bagaço é formado contém principalmente açúcares polimerizados na forma de celulose e hemiceluloses, e compostos fenólicos polimerizados na forma de lignina. Tais polímeros podem ser hidrolisados via química e/ou enzimática, dando origem a, entre outros compostos, açúcares fermentescíveis. O objetivo desse trabalho foi investigar alguns tratamentos físico-químicos aplicados ao bagaço de cana de açúcar que favoreçam o aumento da liberação de açúcares fermentescíveis por hidrólise enzimática, com a mínima produção possível de compostos inibidores da fermentação alcoólica. Diferentes condições de pré-tratamento foram testadas, como utilização de H2SO4 ou NaOH em diferentes concentrações, concomitantemente com a utilização de tratamentos combinados de ozônio, ultrassom e micro-ondas. Os resultados mostraram que tais processos promoveram certa desestruturação do complexo lignocelulósico da parede celular do bagaço, a qual foi relacionada com a concentração de compostos fenólicos e açúcares redutores. O bagaço pré-tratado foi então submetido à ação de enzimas celulolíticas e o teor de açúcares redutores totais formados foi analisado. As condições nas quais maiores quantidades destes açúcares foram liberados foram: H2SO4 0,1 M, irradiado por ultrassom durante 5 minutos (81,7 ± 0,2 mg de glicose por grama de bagaço) e H2SO4 0,1 M saturado com ozônio, irradiado por micro-ondas por 4 minutos (86,0 ± 0,2 mg de glicose por grama de bagaço), que representam um ganho significativo frente aos 6,8 ± 0,2 mg de glicose por grama de bagaço não tratado. As análises por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e por Espectrofotometria no Infravermelho (FTIR-ATR) possibilitaram comparar as modificações no sistema estrutural da parede... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The lignocellulosic material of which the sugarcane bagasse is made contains, mainly, polymerized sugars as cellulose and hemicelluloses and polymerized phenolic compounds as lignin. These polysaccharides can be hydrolyzated chemically or enzymatically, giving rise to, among other compounds, fermentable sugars. The aim of this work is to investigate some physicochemical treatments applied to the sugarcane bagasse that favors the release of the maximum amount of fermentable sugars by enzymatic hydrolysis, with a minimal production of alcoholic fermentation inhibitor compounds. Different pre-treatment conditions were tested as different concentrations of sulfuric acid or sodium hydroxide concomitantly with the combinated treatments of ozone, ultrasound and microwaves. Results showed that such processes promoted certain disruption of lignocellulosic complex of the bagasse cell wall, which was related to the concentration of phenolic compounds and reducing sugars. Then, the bagasse was subjected to the action of cellulolytic enzymes and the reducing sugars content was quantified. The conditions in what the maximum amount of these sugars were released were: H2SO4 0.1 M, irradiated by ultrasound for 5 minutes (81.7 ± 0,2 mg/g bagasse) and H2SO4 0.1 M irradiated by microwaves for 4 minutes (86.0 ± 0,2 mg/g bagasse), that represents a significative gain compared to untreated bagasse. Strucural analysis by Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Fourier-Transform Infrared Spectrophotometry Atennuated Total Reflectance (FTIR-ATR) analysis allowed comparing the structural modifications in the wall after the pretreatments, indicating that ultrasound pretreatments were effective for hemicelluloses desestruturation and decrease in the cellulose crystallinity index while microwave pretreatments were... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Célia Maria Landi Franco / Banca: Maria Victória Eiras Grossmann / Banca: Maria de Lourdes Corradi Custódio da Silva / Resumo: Amido é um polímero semicristalino constituído basicamente por amilose e amilopectina. Seus grânulos são formados por regiões amorfas intercaladas com áreas mais densas compostas por lamelas alternadas de material cristalino e amorfo. O empacotamento das moléculas no grânulo é dependente da fonte botânica. Raízes e tubérculos são ricos em amido e seu plantio não requer muito investimento. Assim, o interesse industrial vem aumentando. O conhecimento da estrutura granular é fundamental para melhor entendimento das propriedades funcionais e melhor utilização do amido. A hidrólise ácida é uma técnica muito utilizada no estudo da estrutura do amido. O tratamento do amido com H2SO4 15% produz uma fração ácido-resistente, com baixa massa molar, conhecida como dextrina Naegeli (DN). O objetivo deste trabalho foi determinar a estrutura granular dos amidos de mandioca, batata, batata-doce e mandioquinha-salsa através da hidrólise ácida. Os amidos foram incubados com H2SO4 15,3% a 38ºC, por até 30 dias, e suas DN foram analisadas. A hidrólise ácida ocorreu em duas etapas: a primeira foi atribuída à rápida degradação das áreas amorfas dos grânulos, enquanto a segunda fase correspondeu à lenta hidrólise das regiões cristalinas. O amido de mandioquinha-salsa foi o mais suscetível à hidrólise, enquanto que os amidos de batata e batata-doce foram os mais resistentes. Os amidos de batata e mandioquinha-salsa apresentaram padrões cristalinos tipo B e mostraram maiores proporções de cadeias laterais longas da amilopectina (GP 37) do que os amidos de mandioca (tipo CA) e batata-doce (tipo C). Além de grande proporção de cadeias longas, o amido de mandioquinha-salsa também apresentou grande proporção de cadeias curtas (32,0%). O amido de mandioca também apresentou grande proporção de cadeias curtas (30,5%). Esses amidos mostraram um ombro em GP 17-21 ...(Resumo com'pleto, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Starch is a semi-crystalline polymer composed mainly of amylose and amylopectin. The starch granules are formed by successive layers that include amorphous areas interspersed with more dense areas composed of alternated lamellae of crystalline and amorphous material. Packing of amylose and amylopectin into granules is dependent of botanical source. Tubers and roots are rich in starch and their cultivation does not require much investment. Thus, the industrial interest has increased. Knowledge of the starch structure is fundamental for better understanding the functional properties and better utilization of the starch. Acid hydrolysis is widely used to study starch structure. Treatment of starch with 15% H2SO4 solution produces an acid-resistant fraction with low molecular weight known as Naegeli dextrin (ND). Objective of this study was to determine the structural characteristics of cassava, potato, sweet potato and Peruvian carrot starches by using acid hydrolysis. The starches were submitted to 15.3% H2SO4 at 38ºC for up to 30 days and their ND were analyzed. Acid hydrolysis displayed two phases: the first one was attributed to faster degradation of amorphous areas of granules, whereas the second phase corresponded to slower hydrolysis of crystalline regions. Peruvian carrot starch was the most susceptible to hydrolysis, whereas potato and sweet potato starches were the most resistant. Potato and Peruvian carrot starches displayed B-type X-ray pattern and had larger proportions of long branch-chains of amylopectin (DP 37) than cassava (CA-type) and sweet potato (C-type) starches. Beyond the great proportion of long branch-chains, the Peruvian carrot starch also showed great proportion of short branch-chains (32.0%). Cassava starch also had great proportion of short branch-chains (30.5%). These starches displayed a shoulder at DP 17-21 on branch chain-length distribution... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre