Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-03-24T11:57:50Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3125678 bytes, checksum: 2a20c92b5ea0b04d589a19fbceee841a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-24T11:57:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3125678 bytes, checksum: 2a20c92b5ea0b04d589a19fbceee841a (MD5) Previous issue date: 2016-11-18 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Os polímeros biodegradáveis constituem um campo de pesquisa emergente na área de embalagens, as maiores barreiras para a aceitação destes materiais como substitutos para os tradicionais polímeros não biodegradáveis estão no desempenho mecânico limitado e alto custo. Diante disso, as nanoceluloses têm sido estudadas como biopolímeros de alta tecnologia para aplicação em nanoreforço em diversos materiais. A primeira etapa deste trabalho foi sintetizar e caracterizar os nanocristais de celulose CNC extraídos a partir do bagaço de cana- de-açúcar. Após a síntese com a hidrolise ácida, o rendimento foi estimado em 40 %, o tamanho variou de 6 a 20 nm de diâmetros e comprimento médio dos cristais variam de 150-300 nm. A avaliação da medida de potencial elétrico superficial mostrou valor médio -19,4 mV, apresentou morfologia de bastonete, temperatura inicial de degradação dos nanocristais de celulose foi de 268 oC, o indice cristalidade foi de 71 % do CNC. A segunda etapa foi sintetizar celulose nanofibrilada CNF extraída do bagaço de cana-de-açúcar processo mecânico de desfibrilação no moinho Super Masscolloider Masuko Sangyo. A celulose nanfibrilada foi caracterizada tendo um rendimento estimado de 90 %, possui seu comprimento alongado 350 nanométrico e seu diâmetro na escala 11 a 16 nanométrico. A avaliação da medida de potencial elétrico superficial mostrou valor médio -26,2 mV. A análise de difração de raios X e análise térmica revelaram que NCFs possui cristalinidade 64,3 % e a temperatura inicial de degradação celulose nanofibriladas foi 240 oC, provavelmente devido à estrutura amorfo. A próxima etapa foi desenvolver uma embalagem ativa biodegradável com pectina (PEC) e adicionar o antimicrobiano nisina z e nanocristais de celulose com nanoreforço. Os resultados obtidos mostraram que os filmes de pectina (PEC) com nisina z (NIS) inibiram o crescimento das bactérias avaliadas a Escherichia coli e Staphylococcus aureus. A temperatura inicial de degradação dos filmes variou (260 oC a 290 oC). O alongamento na ruptura não obteve diferença significativa ao nivel de (P>0,05) na interação.O alongamento na ruptura reduziu com adição das concentrações máximas de NIS e CNC e, consequentemente, houve aumentos do módulo de elasticidade, tornando os filmes mais rígidos e mais fortes. A resistência à máxima tração do filme foi afetado pelos níveis de CNC (8,55 % e 10 %) estudados, no entando, quanto maior concentração de nisina (8,55 %) e CNC maior foi o resistência a máxima dos filmes.A taxa de permeabilidade do vapor de água foi influenciada por uma maior concentração de nanocristais de celulose (10 %) nos filmes de pectina ocorreu uma aumento significativo da taxa de permeabilidade ao vapor d’água (TPVA), mostrando que o nanocristais de celulose em alta concentração não funcionaram como uma barrreira para impedir a passagem de gases. A última etapa foi desenvolver uma embalagem ativa biodegradável á base de pectina com nisina z e celulose nanofibrilada (CNF). No teste de difusão em ágar para todos os tratamentos testados ocorreu diferencia significativa ao nível (P>0,05), observou-se atividade antimicrobiana in vitro da nisina z (NIS) para o micro-organismos Escherichia coli e Staphylococcus aureus. As propriedades mecânicas dos flmes mostraram que a resistência máxima foram afetada pela adição de celulose nanfibrilada (CNF) nos níveis estudados e obteve diferença significativa ao nível (P>0,05).O alongamento na ruptura obteve diferença significativa ao nível (P>0,05) e também foi afetado pela presença de CNF e NIS. O módulo de elasticidade não obteve diferença significativa ao nível (P>0,05) em concentrações máximas de NIS e CNF. As análises termogravimétricas dos filmes apresentaram uma temperatura de degradação de variando de 241 oC a 349 oC entre os tratamentos. A taxa de permeabilidade do vapor de água (TPVA) reduziu com a concentração máxima de 10 % de CNF nos filmes de pectina. A CNF funcionou com uma barreira física formada com a dispersão nanofibrilas na matriz polimérica dificultando a passagem de vapor de água. Essa propriedade é essencial para embalagens para alimentos. / Biodegradable polymers constitute an emergent research field in the area of packages. The biggest barriers for the approval of these materials as substitute for the traditional non-degradable polymers lay on the limited mechanical performance and the high cost.Thereof, the nanocellulose has been studied as high tech biopolymers for the application in nanoreinforcement in several materials. The first stage of this work was to synthesize and characterize the cellulose nanocrystals (C NC) extracted from the sugar cane bagasse. After the synthesis with acid hydrolysis, the yield was estimated in 40 %, the size varied from 6 to 20 nm diameter and the crystals average length varied from 150 to 300 nm. The superficial electric potential measure assessment showed an average value -19,4 mV, presented rods morphology, initial temperature of cellulose nanocrystal degradation was of 268 oC, the cristalnillity index was 71 % from the CNC. The second stage was to synthesize nanofibrillated cellulose CNF extracted from the sugar cane bagasse, mechanical process of defribillation in the mill Super Masscolloider Masuko Sangyo. The nanofibrillated cellulose was characterized with a yield estimated at 90 %, and it has its length elongated 350 nanometric and its diameter in the scale of 11 to 16 nanometric. The superficial electric potential measure assessment showed an average value -26,2 mV. The X-Ray diffraction analysis and the thermal analysis revealed that CNFs have crystanillity 64.3 % and the nanofibrillated cellulose degradation initial temperature was of 240 oC, probably due to the amorphous structure. The next stage was to develop a biodegradable active package with pectin (PEC) and to add the nisin Z antimicrobial as well as the cellulose nanocrystals with nanoreinforcement. The results that were obtained showed that the pectin films (PEC) with nisin Z (NIS) inhibited the growth of the evaluated bacteria Escherichia coli and Staphylococcus aureus. The films degradation initial temperature varied from 260 oC to 290 oC. The elongation in the rupture did not obtain significant difference at the level of P>0.05 in the interaction, but it was affected when the presence of CNC and NIS were evaluated separately. That elongation reduced with the addition of the maximum concentration of NIS and CNC and, consequently, there were increase of the elasticity modules, making the films stronger and more rigid. The maximum resistance of the film was affected by the studied levels of CNC (8.55 % and 10 %); however, the bigger the concentration of nisine (8.55 %) and CNC the bigger the maximun resistance of the films. The water vapor permeability rate was influenced by a larger concentration of cellulose nanocrystals (10 %); in the pectin films, a significant increase in the water vapor permeability rate (TPVA) took place, showing that the cellulose nanocrystals in high concentration did not function as a barrier to impede the gas passage. The last stage was to develop a biodegradable active package pectin-based with nisin Z and nanofibrillated cellulose (CNF). In the diffusion test in agar for all the tested treatments, a significant difference at the level P>0.05 took place and an antimicrobial activity in vitro of the nisin Z was observed for the microorganisms Escherichia coli and Staphylococcus aureus. The films mechanical properties showed that the maximum resistance was affected by the addition of nanofibrillated cellulose (CNF) in the studied levels and it obtained a significant difference at the level( P>0.05). The bigger the concentration of NIS and CNF the bigger was the films maximum resistance. The elongation in the rupture obtained significant different at level( P>0.05) and was also affected by the presence of CNF and NIS. The elasticity module did not obtain significant difference at level P>0.05 in maximum concentration of NIS and CNF. The films termogravimetric analyses presented a degradation temperature varying from 241 oC to 349 oC among the treatments. The water vapor permeability rate (TPVA) reduced with the maximum concentration of 10 % of CNF in the pectin films. The CNF worked as a physical barrier formed with the dispersion of the nanofibrillated in the polymeric matrix making the passage of water vapor difficult. This property is essencial in food packages.

A manga é uma das frutas tropicais mais produzida no mundo, sendo amplamente consumida in natura e processada. O seu processamento gera grande quantidade de resíduos, sendo 15 % a 20 % do seu peso representado pela casca. A casca da manga contém quantidades significativas de fitoquímicos, como os compostos fenólicos, os carotenoides e a pectina. Devido à sua composição química, rica em compostos benéficos à saúde, e à grande quantidade de resíduos gerados anualmente a casca da manga apresenta enorme potencial para ser utilizada como ingrediente funcional. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi estudar a extração sequencial de compostos fenólicos e pectina da casca da manga com o auxílio do ultrassom. O trabalho foi divido em duas etapas. A primeira etapa avaliou a extração dos compostos fenólicos através de um planejamento experimental 32. As variáveis independentes foram a concentração de etanol na solução aquosa de extração (25-75 %, v/v) e a potência do ultrassom (25-75 %). Os resultados mostraram que o ultrassom não afetou significativamente a extração dos compostos fenólicos. Visando reduzir a quantidade de solvente e energia gastas no processo de extração, o melhor rendimento (67 %) foi obtido com solução aquosa com 50 % de etanol, sem aplicação do ultrassom, e 8 minutos de processamento. A segunda etapa do trabalho teve como objetivo estudar a influência do ultrassom e da extração prévia dos compostos fenólicos na qualidade e rendimento da pectina. Os resultados demostraram aumento superior a 50 % no rendimento da pectina com a aplicação do ultrassom no resíduo da extração dos compostos fenólicos. A extração prévia dos compostos fenólicos não prejudicou o rendimento e a qualidade da pectina extraída da casca da manga demostrando que os compostos fenólicos e pectina podem ser extraídos da casca da manga com auxílio de uma tecnologia emergente. / Mango is an important tropical fruit consumed in fresh or processed form worldwide. Commercial processing of mango into juice, nectar, pulp, puree, and jam produces 15-20 % peel waste. Mango peel contains significant amounts of phytochemicals, like phenolic compounds, carotenoids and pectin, which makes it suitable to be processed for value-added applications in functional foods and nutraceuticals. Mango peel has enormous potential as a functional ingredient. Thus the aim of this work was to study the ultrasound technology potential for sequential extraction of phenolic compounds and pectin from this agroindustrial waste. The work was divided in two steps. The first step was to explore the phenolic compound extraction assisted by ultrasound using an experimental design (32). The independent variables were ethanol concentration (%) and ultrasound power intensity (%). The results showed that the ultrasound power intensity did not affect the phenolic compound content extracted. Aiming to reduce the amount of solvent and the spending energy, the best extraction yield (67 %) was obtained using 50 % of ethanol concentration, without ultrasound intensity and 8 minutes of experiment under stirring. In the second step, the aim was to investigate the potential of ultrasound intensity and the influence polyphenols removal on the extracted pectin quality. Results showed that extraction yield enhance over than 50 % when ultrasound (75 %) was used on the phenolic extraction residue and the pectin obtained a galacturonic acid content higher than 65 %. The phenolic extraction did not affect the quality of the pectic polymer extracted from mango peel. The results showed that the phenolic compounds and pectin from mango peel can be extracted using an emerging technology.

Made available in DSpace on 2014-08-27T14:36:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-09-13Bitstream added on 2014-08-27T15:57:17Z : No. of bitstreams: 1 000722986_20141014.pdf: 121713 bytes, checksum: b8929b3bb7d1c7adfeacd4d72fd3866f (MD5) / Neste trabalho, propôs-se combinar tecnologias e avaliar sua influência sobre a cinética de secagem e sobre características nutritivas e físico-químicas de abacaxi, com intuito de melhorar a qualidade dessa fruta desidratada. Abacaxis cortados no formato de trapézio foram desidratados osmoticamente em solução ternária de sacarose (40 e 50%), lactato de cálcio (2 e 4%) e água, por diferentes tempos (0, 1, 2, 4 e 6 horas) em temperatura e agitação constante (27°C e 1850 rpm), com o objetivo de avaliar a eficiência do processo, a atividade de água e as alterações na composição, cor e textura do produto, durante o processo, bem como a difusividade dos três componentes, água, sacarose e cálcio, no abacaxi. Observou-se que a impregnação de cálcio foi maior em amostras submetidas a soluções com maiores concentrações de sacarose e lactato de cálcio. A adição de cálcio acentuou a perda de água do produto e reduziu o ganho de sacarose, aumentando a eficiência do processo e diminuindo a atividade de água no produto. As difusividades da sacarose e da água decresceram com a adição de cálcio na solução osmótica. Por outro lado, os coeficientes de difusão de cálcio aumentaram com a elevação de sua concentração na solução. Nem a adição de lactato de cálcio na solução e nem o tempo de processo alteraram a claridade e a cromaticidade das amostras. As mudanças observadas na cor do produto foram devido ao aumento da concentração de sacarose. Apesar da efetiva impregnação de cálcio nas amostras, não foi possível perceber aumento na firmeza em relação às frutas frescas. Todavia, o processo foi eficiente quanto à impregnação de cálcio, cujo conteúdo encontrado em 100 g de abacaxi tratado por 6 horas em soluções de sacarose adicionadas de 4% de lactato de cálcio correspondeu a 10% da ingestão diária recomendada. Investigou-se também a impregnação ... / In this work, we proposed to combine technologies and evaluate their influence on the drying kinetics and on nutritional characteristics and physicochemical pineapple, with the aim of improving quality of dried fruit. Pineapples cut in the shape of a trapezoid were osmotically dehydrated in ternary solution of sucrose (40 to 50%), calcium lactate (2 and 4%) and water for different times (0, 1, 2, 4 and 6 hours) at room temperature constant stirring (27°C and 1850 rpm), in order to evaluate the efficiency of the process, the water activity and changes in the composition, color and texture of the product during the process, as well as the diffusivity of the three components, water, sucrose, and calcium, on pineapple. It was observed that calcium impregnation was higher in the samples submitted at solutions with higher concentrations of sucrose and calcium lactate. Calcium addition accentuated the water loss on the product and reduced the sucrose gain, increasing the efficiency of the process and reducing the water activity of the product. Sucrose and water diffusivity decreased with calcium addition in the osmotic solution. Moreover, the diffusion coefficients of calcium increased with increasing its concentration in the solution. Neither calcium lactate addition in the solution and neither the process time changed the brightness and chromaticity of the samples. The observed changes in the color of the product were due to the increasing sucrose concentration. Despite the effective uptake of calcium in the samples, it was not possible to see an increase in firmness compared to fresh fruit. However, the process has been efficient regarding to calcium impregnation, whose content found in 100 g of pineapple treated for 6 hours in solution of sucrose added 4% of calcium lactate corresponding to 10% of the recommended daily intake. It was also investigated the uptake of calcium together with vitamin C ...

Orientador: Vânia Regina Nicoletti Telis / Banca: Paulo Henrique Mariano Marfil / Banca: Rodrigo Corrêa Basso / Banca: José Francisco Lopes Filho / Banca: Maria Aparecida Mauro / Resumo: O objetivo deste trabalho foi estudar o processo de microencapsulação por gelificação iônica associada à interação eletrostática do corante extraído da polpa de buriti. Primeiramente realizou-se a determinação da tensão superficial, propriedades reológicas e densidade das dispersões de alginato e pectina e suas emulsões com azeite de buriti. Para a etapa de gelificação iônica foram avaliadas duas alternativas de biopolímeros: alginato e pectina de baixo teor de esterificação amidada, sendo ambos gelificados na presença de íons cálcio. Como material de recheio foi utilizado o azeite de buriti, o qual foi extraído dos frutos pelo método de Bligh-Dyer. Em seguida, as microcápsulas produzidas foram recobertas, por interação eletrostática, com concentrado de proteínas do soro de leite (WPC). As condições de adsorção das proteínas na superfície das partículas de alginato ou de pectina foram definidas pela análise do potencial Zeta das dispersões de proteína e de polissacarídeos. Com esta análise também se encontrou o ponto isoelétrico das proteínas do soro de leite. O processo de atomização para gelificação iônica foi realizado com diferentes valores de vazão de ar comprimido e de alimentação. A influência desses parâmetros nas características das micropartículas de azeite de buriti produzidas com alginato:WPC e pectina:WPC foi avaliada pelas determinações: dos números adimensionais (Reynolds, Weber e Ohnesorge); do diâmetro médio das partículas obtidas somente pela gelificação iônica e após a interação com WPC; da eficiência de encapsulação e retenção de carotenoides; e dos parâmetros de cor (a*, b*, L*, C e h). A partir dos resultados foram selecionadas as quatro melhores condições do processo de atomização, para cada par de polímeros estudados. As partículas produzidas a partir das condições selecionadas foram avaliadas em... / Abstract: The aim of this work was to study the microencapsulation process by ionic gelation associated with the electrostatic interaction of the dye extracted from the buriti pulp. Initially the surface tension, density and rheological properties of the solutions of alginate and pectin, and buriti oil emulsions, were determined. For the ionic gelation step, two alternative biopolymers were tested: alginate and amidated low-methoxyl pectin, both being gelled in the presence of calcium ions. As core material was used buriti oil, which was extracted from the palm fruits by the Bligh-Dyer method. The produced microcapsules were coated by electrostatic interaction with whey protein concentrate (WPC). The proteins conditions for the adsorption of on the surface of alginate or pectin particles were determined by the Zeta potential analysis of the dispersions of protein and polysaccharides. This analysis also gave the isoelectric point of the whey proteins. The atomization process for ionic gelation was carried out at different conditions of air and feed flow rate. The influence of these parameters on the characteristics of buriti oil microparticles produced with alginate:WPC and pectin:WPC was evaluated by determining: the dimensionless numbers (Reynolds, Weber and Ohnesorge); the average particle diameter obtained by ionic gelation only and after interaction with WPC; the encapsulation efficiency and carotenoid retention; and color parameters (a*, b*, L*, C and h). From these results, four best conditions of the atomization process to each pair of polymers studied were selected. The particles produced using the selected conditions were evaluated regarding the mean diameter after lyophilization, the FTIR-ATR and morphology using microscopy: optical, scanning electron and confocal laser. The capsules showed high encapsulation efficiency and carotenoids retention, however showed no difference in their coloring ... / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-02-09Bitstream added on 2014-06-13T19:36:52Z : No. of bitstreams: 1 watanabe_ph_me_jabo.pdf: 815252 bytes, checksum: f9db9992d6146fd2baf2b6e640ff6d42 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Foram conduzidos dois ensaios para avaliar a utilização da polpa cítrica como ingrediente em programas de restrição alimentar qualitativa para suínos em terminação. No primeiro ensaio foram utilizados 16 suínos machos castrados da linhagem Topigs, com peso inicial de 80,5l4,7 kg, para a avaliação biológica da polpa cítrica. Por apresentar 18,85% de fibra em detergente neutro e 41,18% de fibra solúvel em detergente neutro, a polpa cítrica mostrou-se como um ingrediente viável a ser utilizado em programas de restrição alimentar qualitativa. No segundo ensaio foram utilizados 36 suínos machos castrados com peso inicial de 83,7l5,1 kg, recebendo rações com níveis de 0, 10, 20 e 30% de polpa cítrica. Os animais foram abatidos com peso próximo de 130 kg, sendo avaliados quanto ao desempenho, pesos de órgãos do trato digestório, parâmetros séricos, características de carcaça, qualidade da carne e avaliação econômica do uso das dietas. Até 10% de inclusão, a polpa cítrica não piorou o desempenho, porém observou-se reduções no peso e rendimento das carcaças devido ao aumento dos pesos dos órgãos do trato digestório. A inclusão de polpa cítrica não piorou a qualidade da carne, podendo ser utilizada na alimentação de suínos em terminação, entretanto, sua inclusão não proporcionou retorno econômico que justificasse seu uso em programas de restrição alimentar. / Two assays were conducted to evaluate citrus pulp as an ingredient in qualitative feed restriction programs for growing pigs. In the first assay, 16 barrows of Topigs lineage with 80.5l4.7 kg of body weight were used to determine the biological value of citrus pulp. The citrus pulp presented 18.85% of neutral detergent fiber and 41.18% of neutral detergent soluble fiber, and was considered as a viable ingredient to be used in qualitative feed restriction programs. In the second assay, 36 barrows initially weighing 83.7l5.1 kg were allotted into four diets with different levels (0, 10, 20 and 30%) of citrus pulp. Animals were fed until they reached 130 kg. At this moment, pigs were abated and the effects on performance, weight of gastrointestinal tract organs, serum parameters, carcass traits, meat quality and economical analysis were evaluated. Up to 10% of inclusion, citrus pulp did not act negatively on animal s performance but body weight and total dressing were reduced due to higher weight of gastrointestinal tract organs. As citrus pulp did not cause any undesirable effects on meat quality, this ingredient was shown as an alternative in diets for finishing pigs. However, the economic analysis demonstrated that the inclusion of citrus pulp in diets was not profitably enough to justify its use in feed restriction programs, as no better reward indexes were observed.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3298.pdf: 5267625 bytes, checksum: c21d0a6b7606b0e18816dca04d889675 (MD5) Previous issue date: 2010-09-16 / Universidade Federal de Sao Carlos / The objective of this project was the preparation of biodegradable films from polymer blends of citrus pectin (PEC) and thermoplastic starch (TPS) and the modification of its mechanical properties by formation of nanocomposites with cellulose nanofibers (NCel). The project was conducted in three stages. Firstly, the nanofibers were obtained from bleached sugarcane bagasse fibers (FBC) by hydrolysis with hydrochloric (HCl) and sulfuric (H2SO4) acids. The characterizations revealed nanofibers with needle-like morphology and diameters lower than 20 nm. The thermal stability of NCel obtained with HCl was higher than H2SO4 one. In the second stage, a factionary factorial design was applied to define a suitable processing condition for TPS/PEC blends (100/0, 75/25, 50/50, 25/75 e 0/100) in a mixer Haake, with posterior microstructural and mechanical characterizations of the blends. It was defined the condition of 130ºC, 160 RPM and 4 min to processing TPS/PEC blends, which showed biphasic microstructure and mechanical strength decreased by increase of TPS content. Due to this, NCel were incorporated at concentration of 1, 5, 10 and 15% (w/w) in the processing under different mixture conditions, aiming the improvement of the mechanical performance of the TPS/PEC blend 50/50. The characterization results evidenced that water vapour permeability, tensile strength and elastic modulus of the blend were significantly improved in 48, 150 and 350%, respectively, only with 5% of NCel. The better results were obtained by use of NCel-S and mixture of the nanocomposite formulations into milling ball equipment. The study of this project evidences the great potential of the cellulose nanofibers to the improvement of the properties in biodegradable polymeric systems based in pectin and starch natural polymers. / O presente trabalho teve como objetivo a preparação de filmes biodegradáveis a partir de blendas de pectina (PEC) e amido termoplástico (TPS) e o uso de nanofibras de celulose (NCel) como agente de reforço para modificação das propriedades mecânicas destes materiais. O trabalho foi conduzido em três momentos de estudo. Inicialmente as nanofibras foram obtidas via o método da hidrólise ácida com ácido clorídrico (HCl) e sulfúrico (H2SO4) a partir da fibra branqueada do bagaço de cana-de-açúcar (FBC). As caracterizações revelaram nanofibras de formato agulhado com diâmetros menores que 20 nm. A estabilidade térmica das nanofibras foi maior para a hidrólise com HCl (NCel-C) do que com H2SO4 (NCel-S). No segundo momento, foi aplicado um planejamento fatorial fracionário para estabelecer uma condição ótima de processamento da blenda TPS/PEC em cinco proporções mássicas (100/0, 75/25, 50/50, 25/75 e 0/100) em misturador Haake, com subseqüentes caracterizações microestruturais e mecânicas das blendas. Foi definida a condição de 130ºC, 160 rpm e 4 minutos para processamento das blendas TPS/PEC as quais apresentaram microestrutura multifásica e desempenho mecânico modificado pelo aumento do teor de TPS. As nanofibras foram então incorporadas nas concentrações de 1, 5, 10 e 15% no processamento sob diferentes condições de mistura buscando modificar o desempenho mecânico da blenda TPS/PEC 50/50. Os resultados das caracterizações evidenciaram que a permebilidade ao vapor de água, resistência à tração e o módulo elástico da blenda apresentaram aumentos significativos de 25, 150 e 350%, respectivamente, apenas com a adição 5% de nanofibras. Os resultados que evidenciaram maiores aumentos foram o uso de NCel-S e mistura das nanofibras na matriz TPS/PEC com moinho de bolas. Os resultados desta dissertação evidenciam o potencial desempenho das nanofibras de celulose sobre as propriedades dos sistemas poliméricos biodegradáveis a base de pectina e amido

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-26T18:25:59Z No. of bitstreams: 1 DissMVL.pdf: 3916043 bytes, checksum: 7602e80f581b59792ab5a4aec6ff4e46 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-27T19:39:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMVL.pdf: 3916043 bytes, checksum: 7602e80f581b59792ab5a4aec6ff4e46 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-27T19:39:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMVL.pdf: 3916043 bytes, checksum: 7602e80f581b59792ab5a4aec6ff4e46 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T19:39:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMVL.pdf: 3916043 bytes, checksum: 7602e80f581b59792ab5a4aec6ff4e46 (MD5) Previous issue date: 2015-03-27 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Petroleumderived packaging are neither renewable nor biodegradable. Based on it, recent studies have been focused in biopolymer-based packaging, such as in polysaccharides (e.g., pectin and chitosan), due to their good renewable and biodegradable characteristics. However, their physical-chemical properties (mechanical, thermal, and barrier) are urged to be improved. The addition of nanoparticles (NPS) as reinforcing agents has been shown as a feasible means of improving such properties. The goal of this work was the development of pectin (PEC) (low and high methoxyl degree, MD)-based nanocomposite films incorporated with chitosan (CS) and poly(ε-caprolactone) (PCL) nanoparticles (CSNP and PCLNP, respectively). CSNP were obtained by ionotropic gelation whereas PCLNP were obtained by the nanoprecipitation method. All NPS were characterized as to their morphology, size, and zeta potential. The CSNP size was nearly 100 nm and their zeta potential was close to + 20 mV, results which are in agreement whit CS cationic properties and indicated good suspension stability. PCLNP presented size values near to 130 nm and zeta potential of approximately - 20 mV because the surfactant is spread over PCLNP surface. PCLNP showed a smaller polydispersity index than CSNP, indicating a more homogenous suspension. This was also observed through electron microscopy of PCLNP. The nanocomposite films were obtained by casting from PEC/NPS film-forming solutions. The nanocomposite films’ mechanical, thermal, and water barrier properties were studied. The MD did not affect the analyzed properties of PECbased films. The addition of NPS (CSNP and PCLNP) increased the tensile strength and degradation temperature of all PEC-based films, suggesting good interactions between PEC network and NPS surface. The addition of PCLNP to low MD PEC films improved the tensile strength in more than 100%. Although, NPS did not change the water vapor permeability of the PEC-based nanocomposite films, which could be related with PEC good water solubility and NPS affinity to water molecules. These results indicate a novel material with physical-chemical properties desirable for food packaging applications, making this product competitive when compared with petroleum-based packaging. / As embalagens produzidas a partir de polímeros petroquímicos possuem limitações relativas biodegradabilidade e sua fonte de origem não renovável. Derivados de polímeros naturais, como polissacarídeos, são biodegradáveis e de fonte renováveis, demonstrando-se como uma alternativa na fabricação de embalagens. Contudo, o desafio está em aprimorar as propriedades físicas dessas novas embalagens (propriedades térmicas, de barreira a gases e mecânicas). Uma forma de incrementar as propriedades físico-químicas dos polissacarídeos é a adição de nanopartículas (NPS) como agentes de reforço. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo produzir filmes nanocompósitos de pectina com NPS de quitosana (QS) ou poli(ε-caprolactona) (PCL). Os materiais utilizados foram pectina (PEC) (de alto e baixo grau de metoxilação, GM), QS e PCL. Nanopartículas de QS (NPQS) foram obtidas por gelatinização ionotrópica e nanopartículas de PCL (NPPCL) por nanoprecipitação, e ambas foram caracterizadas segundo seus tamanhos médios, potenciais zeta e morfologias. O tamanho médio das NPQS ficou próximo dos 100 nm e potencial zeta acima de + 20mV, potencial este condizente com a natureza catiônica da QS e que indica estabilidade da suspensão. As NPPCL apresentaram tamanho médios por volta de 130 nm e potencial zeta próximo de -20 mV, relacionado à superfície da NPPCL ser recoberta com tensoativo. Em comparação com os dois tipos de NPS, as NPPCL apresentaram os menores valores de índice de polidispersividade, indicando suspensões mais homogêneas. Os filmes foram obtidos por casting a partir de soluções filmogênicas de PEC/NPS. Os filmes foram caracterizados segundo suas propriedades mecânicas, térmicas e de barreira ao vapor de água. O GM não interferiu de maneira significativa nas propriedades dos filmes. A adição das NPS (de QS e de PCL) incrementaram de forma significativa a tensão máxima e as temperaturas de degradação dos filmes, sugerindo interações consistentes entre a matriz de PEC e as NPS, sendo que o nanocompósito PEC com baixo GM e NPPCL demostrou um incremento de mais de 100% na tensão máxima. Em contraste com isso, as NPS não afetaram os valores de permeabilidade ao vapor de água dos filmes devido à solubilidade da PEC em água e à afinidade das NPS por moléculas de água, tornando a matriz mais propensa à permeação de água sem diminuição das propriedades mecânicas. Contudo, os resultados sugerem que os nanocompósitos podem representar uma alternativa para a produção de novas embalagens biodegradáveis.

Orientador: Maria Aparecida Mauro / Coorientador: Cristina Maria Ribeiro Rocha Soares Vicente / Banca: Fabio Yamashita / Banca: Silvia Pimentel Marconi Germer / Banca: Javier Telis Romero / Banca: Roger Darros-Barbosa / Resumo: Neste trabalho, propôs-se combinar tecnologias e avaliar sua influência sobre a cinética de secagem e sobre características nutritivas e físico-químicas de abacaxi, com intuito de melhorar a qualidade dessa fruta desidratada. Abacaxis cortados no formato de trapézio foram desidratados osmoticamente em solução ternária de sacarose (40 e 50%), lactato de cálcio (2 e 4%) e água, por diferentes tempos (0, 1, 2, 4 e 6 horas) em temperatura e agitação constante (27°C e 1850 rpm), com o objetivo de avaliar a eficiência do processo, a atividade de água e as alterações na composição, cor e textura do produto, durante o processo, bem como a difusividade dos três componentes, água, sacarose e cálcio, no abacaxi. Observou-se que a impregnação de cálcio foi maior em amostras submetidas a soluções com maiores concentrações de sacarose e lactato de cálcio. A adição de cálcio acentuou a perda de água do produto e reduziu o ganho de sacarose, aumentando a eficiência do processo e diminuindo a atividade de água no produto. As difusividades da sacarose e da água decresceram com a adição de cálcio na solução osmótica. Por outro lado, os coeficientes de difusão de cálcio aumentaram com a elevação de sua concentração na solução. Nem a adição de lactato de cálcio na solução e nem o tempo de processo alteraram a claridade e a cromaticidade das amostras. As mudanças observadas na cor do produto foram devido ao aumento da concentração de sacarose. Apesar da efetiva impregnação de cálcio nas amostras, não foi possível perceber aumento na firmeza em relação às frutas frescas. Todavia, o processo foi eficiente quanto à impregnação de cálcio, cujo conteúdo encontrado em 100 g de abacaxi tratado por 6 horas em soluções de sacarose adicionadas de 4% de lactato de cálcio correspondeu a 10% da ingestão diária recomendada. Investigou-se também a impregnação ... / Abstract: In this work, we proposed to combine technologies and evaluate their influence on the drying kinetics and on nutritional characteristics and physicochemical pineapple, with the aim of improving quality of dried fruit. Pineapples cut in the shape of a trapezoid were osmotically dehydrated in ternary solution of sucrose (40 to 50%), calcium lactate (2 and 4%) and water for different times (0, 1, 2, 4 and 6 hours) at room temperature constant stirring (27°C and 1850 rpm), in order to evaluate the efficiency of the process, the water activity and changes in the composition, color and texture of the product during the process, as well as the diffusivity of the three components, water, sucrose, and calcium, on pineapple. It was observed that calcium impregnation was higher in the samples submitted at solutions with higher concentrations of sucrose and calcium lactate. Calcium addition accentuated the water loss on the product and reduced the sucrose gain, increasing the efficiency of the process and reducing the water activity of the product. Sucrose and water diffusivity decreased with calcium addition in the osmotic solution. Moreover, the diffusion coefficients of calcium increased with increasing its concentration in the solution. Neither calcium lactate addition in the solution and neither the process time changed the brightness and chromaticity of the samples. The observed changes in the color of the product were due to the increasing sucrose concentration. Despite the effective uptake of calcium in the samples, it was not possible to see an increase in firmness compared to fresh fruit. However, the process has been efficient regarding to calcium impregnation, whose content found in 100 g of pineapple treated for 6 hours in solution of sucrose added 4% of calcium lactate corresponding to 10% of the recommended daily intake. It was also investigated the uptake of calcium together with vitamin C ... / Doutor

Orientador: Beatriz Stringhetti Ferreira Cury / Banca: Maria Palmira Daflon Gremião / Banca: Silvia Stanisçuaski Guterres / Banca: Marlus Chorilli / Banca: Hernane da Silva Barud / Resumo: O desenvolvimento de um sistema que possibilite a administração oral da insulina (INS) constitui um grande desafio, já que esta pode ser degradada nas porções superiores do trato gastrintestinal (TGI). Seu encapsulamento no interior de matrizes poliméricas baseadas em goma gelana (GG) deve oferecer significante proteção contra as condições adversas do TGI, além do estabelecimento de interações mucoadesivas. O revestimento de formas farmacêuticas sólidas com amido resistente tipo 3 é uma estratégia tecnológica racional para se alcançar a liberação cólon específica de fármacos. A pectina também agrega propriedades importantes nesse sentido, já que é resistente à proteases e amilases. O objetivo deste trabalho foi a obtenção e caracterização de micropartículas (MP) de GG (1,5, 2,0 ou 2,5%), reticuladas com Al3+ (3 ou 5%) e revestidas com filmes de amido resistente/pectina para a administração oral de INS. O método de obtenção empregado foi eficiente com rendimento máximo de 99,10%, além de ter possibilitado a obtenção de MP com elevada eficiência de encapsulação (máximo de 89,11%). As MP apresentaram diâmetro médio de 1012 a 1197 μm e circularidade variando de 0,68-0,81. A análise de microscopia eletrônica de varredura indicou que o aumento da concentração de GG foi responsável pela obtenção de MP mais esféricas e que a INS alterou o rearranjo das estruturas. A seção transversal mostrou um revestimento contínuo e intacto. De acordo com os dados de difração de raios-X, as MP apre... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The development of a system that enables the oral administration of insulin (INS) is a major challenge, since the INS can be degraded in the upper portions of gastrintestinal tract (GIT). Its encapsulation within polymer matrices based on gellan gum (GG) should offer significant protection against the adverse conditions of the GIT, in addition to establishing mucoadhesive interactions. The coating of solid dosage forms with type 3 resistant starch is a rational strategy to achieve the colon specific drug delivery. Pectin also adds important properties in this sense, since it is resistant to proteases and amylases. The aim of this work was to obtain and to characterize GG MP (1.5, 2.0 or 2.5%), crosslinked with Al3+ (3 or 5%) and coated with films resistant starch/pectin for the oral administration of INS. The method employed was effective with a maximum yield of 99.10%, besides having allowed the obtaining of MP with a high encapsulation efficiency (up to 89.11%). The MP showed a mean diameter from 1012 to 1197 μm and circularity ranging from 0.68 to 0.81. The scanning electron microscopy indicated that the increase of the concentration of GG is responsible for obtaining more spherical MP and that INS is responsible for changing the rearrangement structures. The cross section showed a continuous and intact coating. According to the data of X-ray diffractograms, the MP have semi-crystalline structures. The liquid uptake was lower in acid media (218-615%) than in phosphate buff... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Maria Aparecida Mauro / Coorientador: Natália Soares Janzantti / Banca: Joel Fernando Nicoleti / Banca: Ivanise Guilherme Branco / Banca: Vânia Regina Nicoletti Telis / Banca: Ellen Silva Lago-Vanzela / Resumo: Neste trabalho propôs-se investigar o uso de subprodutos oriundos da goiaba para o desenvolvimento de coberturas comestíveis à base de pectina a serem aplicadas sobre goiabas em pedaços, avaliando seu efeito sobre a cinética de secagem e sobre características físicoquímicas, compostos bioativos, fração volátil e aceitação sensorial da fruta desidratada. Goiabas vermelhas foram selecionadas pelo teor de sólidos solúveis (10 °Brix). A polpa da goiaba foi cortada em rodelas de 2,2 cm de diâmetro enquanto as cascas e o miolo com sementes foram triturados e peneirados, formando um purê de subprodutos. Foi utilizado um delineamento fatorial completo para duas variáveis independentes, temperatura de secagem e concentração de subprodutos nas coberturas (22 ), com quatro pontos axiais e cinco repetições do ponto central, com o objetivo de identificar as condições ótimas para retenção dos compostos bioativos, bem como para difusão da água durante a secagem de rodelas de goiaba. Para isso, o subproduto foi incorporado a uma solução aquosa com 2% de pectina amidada de baixa metoxilação, em concentrações variando de 0 a 50% de subprodutos sobre a solução total, que foi aplicada em fatias de goiaba e gelificada por imersão em solução de lactato de cálcio, previamente à secagem com ar quente aquecido (45,9 a 74,1 ° C). Como resultado, pôde-se observar que temperaturas em torno de 60 °C e concentrações de subprodutos de até 25% proporcionaram, simultaneamente, retenções significativas de carotenoides e de compostos fenólicos totais nas goiabas desidratadas. Em relação à cinética de secagem, a difusividade foi principalmente afetada pela temperatura, sendo que a concentração exerceu influência muito pequena, quase não afetando os tempos de secagem. Após esse estudo, foi selecionada a condição de temperatura de secagem de 60 °C, e a... / Abstract: This work aimed to assess the use of guava byproducts to develop edible pectin-based coatings to be applied on pieces of guava, evaluating its effect on the drying kinetics and on physicochemical characteristics, bioactive compounds, volatile fraction and the sensory acceptance of the dehydrated fruit. Red guavas were sourced in São José do Rio Preto - São Paulo, and selected for their soluble solid content (10 ºBrix). The guava pulp was cut into slices of 2.2 cm in diameter, while the peel and the core containing seeds were triturated and sieved, resulting in a byproducts puree. A complete factorial design was used for two independent variables (temperature and concentration of byproducts in the coatings (22 )) with four axial points and five repetitions from the central point, in order to identify the optimum conditions for bioactive compounds retention, as well as water diffusion during the drying process of guava slices. For this, byproducts were mixed with a low-methoxyl amidated pectin solution (2%, w/w), at concentrations ranging from 0 to 50%. The solution was applied on guava slices and immersed into a gelling solution of calcium lactate prior to hot-air drying (45.9 to 74.1 ºC). It was observed that temperatures around 60 ºC and byproducts concentrations up to 25% simultaneously provided significant retention of carotenoids and total phenolic compounds in the dehydrated guava. Regarding the drying process, diffusivity was affected mainly by the temperature while byproduct concentration had a very small influence and almost did not change the drying times. After this study, temperature of 60 °C and the pectin coating solution with 25% of byproducts was selected for the next steps. Coatings made only with pectin and with pectin and those with 25% of byproducts were also assessed as films, in order to verify its behavior separated from the fruit. The structural ... / Doutor