Soil is a critical component of the global sulfur (S) cycle acting as source and a sink for various S species and mediating changes of S oxidation states. However, very little is known about the identities of these specific organic and inorganic S containing molecules, especially in Brazilian soils under no-tillage (NT) system. Thus, the objectives of this study were: (i) to report long and medium term effects of the application of lime and up to 12 t ha-1 of phosphogypsum (PG) in samples from two Oxisols collected in field experiments carried out under no-tillage (NT) systems; (ii) to assess the effect of PG application on the amount, form and distribution of organic and inorganic S pools in soils under NT comparing to a natural forest ; (iii) to investigate C, N and S mineralization/immobilization in soil samples affected by plant residues and biochar, thus identifying the major transformations in the S fractions. After 13 years of lime application in a loamy Oxisol, changes in soil acidity and exchangeable Ca2+ ad Mg2+ supply were visible up to 80 cm depth. The effect of PG providing Ca2+ and S-SO4 2- were more pronounced at lower depths. S-SO4 2- distribution in the soil profile was mostly correlated with contents of free dithionite extractable Fe (Fed) and amorphous dithionite extractable Fe minus oxalate extractable Fe (Fed-Feo). There was no effect of lime and PG in maize grain yield, showing that the plants were unable to benefit of the soil ameliorations. An appreciable movement of sulfate to the subsoil was observed in soil samples from a clayey Oxisol, even in a medium-term (after 3.5 years), despite the fact that the soil had presented high SO4 2- adsorption capacity. In this area, PG had positive benefits in cereal crop yield due to the supply of Ca2+ and S-SO4 2-. PG application and changes in landuse practice alters both quantitative (evaluated by the wet-chemical technique) and qualitative (evaluated by means of X-Ray Near Edge Structure - XANES spectroscopy) composition of S functional groups in this wet subtropical Brazilian soil under NT. Compared to the forest site, soils under NT system had lower amounts of organic C, total N and total S Sulfur losses due to cultivation were higher than losses of C and N, and the use of fertilizers containing S seems to be vital for the recovery of S moieties. The dynamics of the plant materials decomposition was mostly governed by the C/S ratio. Sulfur mineralization was driven by the form of S in the starting materials rather than S concentration in the tissue, as revealed by XANES. The incorporation of plant residues and biochar led to an increase in the amount of ester sulfate in the early stage of incubation, which was further mineralized and had a steady decline at the end of evaluation. These findings encourage further investigations of biochar as S source, involving particularly chars produced from different feedstocks and pyrolysis temperatures. / O solo é um componente crítico do ciclo global de enxofre (S), agindo como fonte e dreno das várias espécies de S e mediando mudanças nos seus estados de oxidação. No entanto, pouco se sabe sobre as identidades dos compostos orgânicos e inorgânicos de S, especialmente em solos brasileiros sob plantio direto (PD). Assim, os objetivos deste estudo foram: (i) relatar os efeitos a longo e médio prazo da aplicação de calcário e de até 12 t ha-1 de fosfogesso (FG) em amostras de dois Latossolos coletadas em experimentos de campo realizados sob PD; (ii) avaliar o efeito da aplicação de PG na quantidade, forma e distribuição das frações orgânicas e inorgânicas de S em solos sob PD em comparação com uma floresta natural; (iii) investigar a mineralização/imobilização de C, N e S em amostras de solo afetadas por fontes de resíduos vegetais e biocarvão, identificando as transformações nas frações de S. Após 13 anos de aplicação de calcário em um Latossolo Vermelho distrófico de textura média, foi verificado efeito na correção da acidez do solo e no fornecimento de Mg2+ até 80 cm de profundidade enquanto os efeitos do FG fornecendo Ca2+ e S-SO4 2- foram mais pronunciados em profundidade. A distribuição de S-SO4 2- no perfil deste solo foi correlacionada com o conteúdo de Fe-ditionito (Fed) e Fe-ditionito menos Fe-oxalato (Fed, Feo). Não houve efeito do calcário e do FG na produção de grãos de milho, mostrando que as plantas não puderam se beneficiar das melhorias no solo. Foi observado apreciável movimento de S para o subsolo em amostras de um Latossolo Vermelho distrófico muito argiloso, mesmo em médio prazo (após 3,5 anos), apesar de o solo apresentar alta capacidade de adsorção de sulfato. Nesta área, o FG teve efeitos positivos no rendimento das culturas de cereais, devido ao fornecimento de Ca2+ e S-SO4 2- . A aplicação de FG e as mudanças no uso da terra alteraram tanto a composição quantitativa (avaliada pela técnica de fracionamento químico) quanto qualitativa (avaliada por meio da espectroscopia de raios-X próxima à borda de absorção - XANES) dos grupos funcionais de S em um solo subtropical da região úmida sob PD. Em comparação com o PD, os solos sob floresta apresentaram maior conteúdo de C orgânico, N e S total. As perdas de S devido ao cultivo foram superiores às perdas de C e N, e o uso de fertilizantes sulfatados parece ser vital para a recuperação do S do solo. A dinâmica de decomposição dos materiais vegetais foi principalmente regida pela razão C/S. A mineralização de enxofre foi impulsionada pela forma de S nos materiais iniciais, e não pela concentração S no tecido, conforme revelado por XANES. A incorporação de resíduos vegetais e biocarvão levou ao aumento nos ésteres de sulfato na fase inicial de incubação, fração posteriormente mineralizada, apresentando declínio no final da avaliação. Estas descobertas incentivam mais investigações do biocarvão como fonte de S, envolvendo carvões produzidos a partir de diferentes matérias-primas e temperaturas de pirólise.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-12-22T12:31:35Z No. of bitstreams: 1 Suelen Pavi_.pdf: 1636176 bytes, checksum: 0dd7b68d6b59964f41170ff034254b8d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-22T12:31:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Suelen Pavi_.pdf: 1636176 bytes, checksum: 0dd7b68d6b59964f41170ff034254b8d (MD5) Previous issue date: 2016-08-19 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos / A digestão anaeróbia (DA) de resíduos é uma opção ambientalmente adequada para o tratamento de resíduos orgânicos e produção de biogás. Contudo, a eficiência do processo é influenciada por diversos fatores, incluindo a composição do substrato. Resíduos de hortifrutigranjeiros (RHF) apresentam propriedades físico-químicas adequadas para sua utilização como fonte energética. Porém, o alto teor de açúcares simples contido nas frutas e vegetais tende a acidificar o meio, inibindo a atividade dos microrganismos metanogênicos. A co-digestão com outros resíduos é uma alternativa para melhorar a estabilidade do processo. A fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos (FORSU) também possui grande potencial energético que pode ser recuperado, e quando em co-digestão com RHF, a produção de biogás pode ser aumentada. Nesse contexto, o presente estudo buscou avaliar a produção de biogás a partir da co-digestão da FORSU com RHF, visando estabelecer uma proporção ótima onde a produção de biogás é máxima, sem danos à estabilidade do processo. O estudo foi realizado em quatro fases, em regime de batelada a 35 °C, empregando lodo anaeróbio como inóculo na relação S/I de 1/1 em termos de sólidos totais voláteis (STV). A massa de STV adicionada nos reatores foi a mesma em todas as condições. Foram testados a FORSU (Fase I) e os RHF (Fase IV) como mono-substrato e a co-digestão desses resíduos nas relações FORSU/RHF de 1/1 (Fase II) e de 1/3 (Fase III) em termos de STV. Os parâmetros monitorados foram pH, teor de sólidos totais e voláteis, carbono orgânico total, alcalinidade, ácidos graxos voláteis, ácidos orgânicos voláteis e volume de biogás. O biogás foi caracterizado quanto a teores de metano. Os resíduos aplicados na co-digestão e o biossólido final foram caracterizados quanto ao pH, teores de sólidos totais e voláteis, carbono orgânico total, alcalinidade, ácidos graxos voláteis, ácidos orgânicos voláteis, nitrogênio total e amoniacal e fósforo total. O processo de DA manteve-se estável em todas as condições de alimentação. Os resultados revelaram que a produção de biogás foi maior nas bateladas onde a FORSU e os RHF foram aplicados em co-digestão, em relação às bateladas que utilizaram FORSU e RHF como mono-substrato. A relação FORSU/RHF de 1/3 produziu o maior volume de biogás e obteve o maior rendimento de metano em função dos STV de resíduos aplicados, sendo 493,46 NL/kgSTV e 393,64 NL/kgSTV, respectivamente. / Anaerobic digestion (AD) of waste is an environmentally sound option for the treatment of organic waste and produce biogas. However, the process efficiency is influenced by several factors, including the composition of the substrate. Fruit and vegetable waste (FVW) have suitable physicochemical properties for use as an energy source. However, the high content of simple sugars contained in fruits and vegetables tend to acidify, inhibiting the activity of methanogens. The co-digestion of wastes is an alternative to improve process stability. The organic fraction of municipal solid waste (OFMSW) also has great energy potential that can be recovered, and when co-digestion with FVW, biogas production can be increased. In this context, this study aimed to evaluate the production of biogas from the co-digestion of OFMSW with FVW, to establish a great proportion where biogas production is maximum, without damage to the process stability. The study was conducted in four phases, batch system at 35 ° C, using anaerobic sludge as inoculum in the ratio S/I 1/1 in terms of the total volatile solids (VS). The VS mass added in the reactors was the same in all conditions. Were tested OFMSW (Phase I) and FVW (Phase IV) as mono- substrates and co-digestion of these wastes in relationships OFMSW/FVW 1/1 (Phase II) and 1/3 (Phase III) in terms of VS. The monitored parameters were pH, total and volatile solids, total organic carbon, alkalinity, volatile fatty acids, volatile organic acids and volume of biogas. Biogas was characterized as methane levels. Waste applied in co-digestion and the final biosolids were analyzed for pH, total and volatile solids content, total organic carbon, alkalinity, volatile fatty acids, volatile fatty acids, and total ammonia nitrogen and total phosphorus. The AD process remained stable in all power conditions. The results show that biogas production was higher in batches where OFMSW and FVW were applied by co-digestion in relation to batches that used OFMSW and FVW as mono-substrate. The relationship OFMSW/FVW of 1/3 produced the highest volume of biogas and obtained the higher yield of methane due to the VS applied to waste, being 493,46 NL/kgVS and 393,64 NL/kgVS respectively.

Soil is a critical component of the global sulfur (S) cycle acting as source and a sink for various S species and mediating changes of S oxidation states. However, very little is known about the identities of these specific organic and inorganic S containing molecules, especially in Brazilian soils under no-tillage (NT) system. Thus, the objectives of this study were: (i) to report long and medium term effects of the application of lime and up to 12 t ha-1 of phosphogypsum (PG) in samples from two Oxisols collected in field experiments carried out under no-tillage (NT) systems; (ii) to assess the effect of PG application on the amount, form and distribution of organic and inorganic S pools in soils under NT comparing to a natural forest ; (iii) to investigate C, N and S mineralization/immobilization in soil samples affected by plant residues and biochar, thus identifying the major transformations in the S fractions. After 13 years of lime application in a loamy Oxisol, changes in soil acidity and exchangeable Ca2+ ad Mg2+ supply were visible up to 80 cm depth. The effect of PG providing Ca2+ and S-SO4 2- were more pronounced at lower depths. S-SO4 2- distribution in the soil profile was mostly correlated with contents of free dithionite extractable Fe (Fed) and amorphous dithionite extractable Fe minus oxalate extractable Fe (Fed-Feo). There was no effect of lime and PG in maize grain yield, showing that the plants were unable to benefit of the soil ameliorations. An appreciable movement of sulfate to the subsoil was observed in soil samples from a clayey Oxisol, even in a medium-term (after 3.5 years), despite the fact that the soil had presented high SO4 2- adsorption capacity. In this area, PG had positive benefits in cereal crop yield due to the supply of Ca2+ and S-SO4 2-. PG application and changes in landuse practice alters both quantitative (evaluated by the wet-chemical technique) and qualitative (evaluated by means of X-Ray Near Edge Structure - XANES spectroscopy) composition of S functional groups in this wet subtropical Brazilian soil under NT. Compared to the forest site, soils under NT system had lower amounts of organic C, total N and total S Sulfur losses due to cultivation were higher than losses of C and N, and the use of fertilizers containing S seems to be vital for the recovery of S moieties. The dynamics of the plant materials decomposition was mostly governed by the C/S ratio. Sulfur mineralization was driven by the form of S in the starting materials rather than S concentration in the tissue, as revealed by XANES. The incorporation of plant residues and biochar led to an increase in the amount of ester sulfate in the early stage of incubation, which was further mineralized and had a steady decline at the end of evaluation. These findings encourage further investigations of biochar as S source, involving particularly chars produced from different feedstocks and pyrolysis temperatures. / O solo é um componente crítico do ciclo global de enxofre (S), agindo como fonte e dreno das várias espécies de S e mediando mudanças nos seus estados de oxidação. No entanto, pouco se sabe sobre as identidades dos compostos orgânicos e inorgânicos de S, especialmente em solos brasileiros sob plantio direto (PD). Assim, os objetivos deste estudo foram: (i) relatar os efeitos a longo e médio prazo da aplicação de calcário e de até 12 t ha-1 de fosfogesso (FG) em amostras de dois Latossolos coletadas em experimentos de campo realizados sob PD; (ii) avaliar o efeito da aplicação de PG na quantidade, forma e distribuição das frações orgânicas e inorgânicas de S em solos sob PD em comparação com uma floresta natural; (iii) investigar a mineralização/imobilização de C, N e S em amostras de solo afetadas por fontes de resíduos vegetais e biocarvão, identificando as transformações nas frações de S. Após 13 anos de aplicação de calcário em um Latossolo Vermelho distrófico de textura média, foi verificado efeito na correção da acidez do solo e no fornecimento de Mg2+ até 80 cm de profundidade enquanto os efeitos do FG fornecendo Ca2+ e S-SO4 2- foram mais pronunciados em profundidade. A distribuição de S-SO4 2- no perfil deste solo foi correlacionada com o conteúdo de Fe-ditionito (Fed) e Fe-ditionito menos Fe-oxalato (Fed, Feo). Não houve efeito do calcário e do FG na produção de grãos de milho, mostrando que as plantas não puderam se beneficiar das melhorias no solo. Foi observado apreciável movimento de S para o subsolo em amostras de um Latossolo Vermelho distrófico muito argiloso, mesmo em médio prazo (após 3,5 anos), apesar de o solo apresentar alta capacidade de adsorção de sulfato. Nesta área, o FG teve efeitos positivos no rendimento das culturas de cereais, devido ao fornecimento de Ca2+ e S-SO4 2- . A aplicação de FG e as mudanças no uso da terra alteraram tanto a composição quantitativa (avaliada pela técnica de fracionamento químico) quanto qualitativa (avaliada por meio da espectroscopia de raios-X próxima à borda de absorção - XANES) dos grupos funcionais de S em um solo subtropical da região úmida sob PD. Em comparação com o PD, os solos sob floresta apresentaram maior conteúdo de C orgânico, N e S total. As perdas de S devido ao cultivo foram superiores às perdas de C e N, e o uso de fertilizantes sulfatados parece ser vital para a recuperação do S do solo. A dinâmica de decomposição dos materiais vegetais foi principalmente regida pela razão C/S. A mineralização de enxofre foi impulsionada pela forma de S nos materiais iniciais, e não pela concentração S no tecido, conforme revelado por XANES. A incorporação de resíduos vegetais e biocarvão levou ao aumento nos ésteres de sulfato na fase inicial de incubação, fração posteriormente mineralizada, apresentando declínio no final da avaliação. Estas descobertas incentivam mais investigações do biocarvão como fonte de S, envolvendo carvões produzidos a partir de diferentes matérias-primas e temperaturas de pirólise.

Resumo: A suinocultura atingiu índices elevados de produtividade por meio do emprego de avançadas tecnologias de produção, resultando em maior geração de dejeto líquido suíno (DLS) com grande potencial de contaminação de águas mananciais. O resíduo de hortifruti (RH) é produzido em grandes quantidades nos mercados atacadistas, sendo caracterizado pelo elevado teor de umidade e de compostos orgânicos voláteis, o que causa efeitos negativos nos sistemas tradicionais de destinação dos resíduos sólidos urbanos. A codigestão de dejetos suínos e resíduos orgânicos vem sendo amplamente estudada, com melhorias na degradação dos substratos em digestão e, consequentemente, dos rendimentos de biogás. Assim, neste trabalho, avaliou-se o desempenho da codigestão de dejetos de suínos e crescentes níveis de resíduos de hortifrúti, utilizando-se um delineamento fatorial de experimentos 2³ (3 fatores, 2 níveis) seguido de modelagem matemática para descrever o volume de metano acumulado durante o bioprocesso. Para a realização dos ensaios, foram preparadas misturas de substratos compostas por dejeto líquido suíno e resíduo de hortifruti nas relações 4:1, 2,5:1 e 1:1, as quais foram inoculadas e digeridas em frascos batelada por tempos de retenção hidráulica de 20 a 30 dias e temperaturas de 35 a 45°C. Os maiores rendimentos foram de 455,47 e 442,37 NmL CH4/g SVT e ocorreram nos ensaios com relação DLS:RH de 2,5:1 e 1:1, respectivamente. A relação DLS:RH foi significante para o acúmulo de metano durant... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Swine production reached high levels of productivity through the use of technology, resulting in higher generation of swine manure (SM) with great potential for ground water contamination. Fruit and vegetable waste (FVW) are produced in large quantities in wholesale markets, characterized by high moisture content and volatile organic compounds, causing negative effects in the traditional systems of municipal solid waste disposal. The codigestion of swine manure and organic wastes has been widely explored, with improvements in the degradation of the substrates in digestion and, consequently, of the biogas yields. Thus, in this work, the performance of the codigestion of SM and increasing levels of FVW were evaluated using a factorial design of experiments 2³ (3 factors; 2 levels) followed by mathematical modelling to describe the volume of methane accumulated during the bioprocess. In order to carry out the assays, mixtures of substrates composed of SM and FVW were prepared in the ratios 4:1, 2,5:1 e 1:1, which were inoculated and digested in batches with hydraulic retention times of 20 to 30 days and temperatures of 35 to 45 °C. The maximum yields were 455.47 and 442.37 NmL CH4 / g VS and occurred in assays with 2.5:1 and 1:1 SM:FVW ratios, respectively. The SM:FVW ratio was significant for the accumulation of methane during the process, while the hydraulic retention time was not significant at a 95% confidence level. The temperature was marginally significant, with a higher ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

This study aimed to evaluate the influence of particle size and time of storage on the quality chemical, stability and the incidence of aerobic microorganisms on silage aerial part of cassava. We made experimental mini-silos containing the shoot of cassava (stems and leaves) that received different sizes of particles (0, 1.5, 2.5 and 3.5 cm) and time of storage, 3, 15, 30 and 45 days. In the first stage of work, looked up the chemical composition of this material, then getting the levels of dry matter (DM), crude protein (CP), mineral material (MM), neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber, (FDA), ether extract (EE), lignin, pH and buffer power (PT). At the end of the analysis concluded that the treatment that received no grinding, particle size of 0.0 cm, showed the highest levels bromatologics for silage of the aerial part of cassava and the best time was the storage of 30 days. In the second phase was observed aerobic stability of silage of the aerial part of manioc, where for 10 days, twice a day (8:00 and 15:00 h), was collected at room temperature and the temperature of silage with the aid of a digital thermometer. The degradation occurred only when the temperature of the silage reached 2 ° C above the ambient temperature, the latter ranged from 23.5 to 28 ° C. From this observation evidenced out that the largest decline occurred in the sixth day, thus say that the silage can be considered stable. The last phase of this work consisted of isolation, characterization and quantification of microorganisms incidents on silage of the aerial part of cassava. At that stage it was observed that treatment with 15 days of storage obtained a higher occurrence of microorganisms, which are bacteria totals. / Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência do tamanho de partículas e tempo de armazenamento sobre a qualidade bromatológica e a incidência de microrganismos na silagem da parte aérea de mandioca. Foram confeccionados mini-silos experimentais contendo a parte aérea de mandioca (hastes e folhas) que receberam tamanhos de partículas diferentes (sem corte; 1,5; 2,5 e 3,5 cm) as quais foram armazenadas por tempo de armazenamento de 3, 15, 30 e 45 dias. Inicialmente, analisou-se a composição bromatológica desse material, obtendo então os níveis de matéria seca (MS), proteína bruta (PB), material mineral (MM), fibra de detergente neutro (FDN), fibra de detergente ácido (FDA), extrato etéreo (EE), lignina, pH e poder tampão (PT). O tratamento que não recebeu trituração (0,0 cm), apresentou os melhores níveis bromatológicos para a silagem da parte aérea da mandioca e o melhor tempo de armazenamento foi o de 30 dias. A última fase deste trabalho constou do isolamento, caracterização e quantificação de microrganismos incidentes na silagem da parte aérea da mandioca. Nessa etapa observou-se que os tratamentos com 15 dias de armazenamento obtiveram a maior ocorrência de microrganismos, sendo eles prováveis bactérias totais.

Com a crescente conscientização da importância dos alimentos para a promoção da saúde, os consumidores têm buscado opções saudáveis associadas à praticidade, e desta forma destacam-se os vegetais minimamente processados. No entanto, a indústria destes gera grandes volumes de resíduos que impacta nos âmbitos econômicos, ambientais e nutricionais, já que pesquisas vêm apontando que estes resíduos vegetais são ricos em diversos compostos funcionais, tais como fibras, compostos fenólicos, carotenoides e betalaínas. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar o potencial de aproveitamento dos resíduos (cascas, aparas e pedúnculos) de beterraba e cenoura da indústria de vegetais minimamente processados para obtenção de ingredientes com apelo funcional e sustentável, como farinhas vegetais e corante. Foi avaliada a melhor forma de obtenção de uma farinha vegetal de resíduos de beterraba, onde foi verificado que a temperatura a 70 °C, independentemente da etapa de cloração, melhorou os aspectos de conteúdo total de betalaína e atividade antioxidante. O corante obtido com resíduo de beterraba foi analisado durante 45 dias e apresentou cor característica com estabilidade até o 20° dia e atividade antioxidante ao longo de todos os dias de análise. Com o resíduo de cenoura foi elaborada uma farinha vegetal com o intuito de enriquecer massas secas e substituir os aditivos utilizados atualmente em massas elaboradas com trigo da espécie Triticum aestivum L. As amostras produzidas com 20 % de farinha cenoura apresentaram um acréscimo de 126 % em relação ao conteúdo de carotenoides totais, 110 % em capacidade antioxidante, 615 % em fibras totais, além de aumento nos parâmetros de cor, quando comparadas às massas acrescidas de β-caroteno comercial. A massa com adição desta farinha vegetal de resíduo de cenoura obteve alto índice de aceitação dos provadores (acima de 70 %) na avaliação sensorial. Os resultados obtidos com este estudo são promissores para a utilização de resíduos de beterraba e cenoura minimamente processadas como uma fonte alternativa para elaboração de ingredientes naturais, com apelo sustentável e funcional devido ao alto teor de betalaína e carotenoides (respectivamente), fibras e demais compostos antioxidantes. / With the growing awareness of the importance of food for health promotion, consumers have sought healthy options associated with practicality, standing out minimally processed vegetables. However, these industries generate large amounts of waste that impact on economic, environmental and nutritional areas, since studies have indicated that these plant residues are rich in functional compounds, such as fibers, phenolics, carotenoids and betalains. The objective of this work was to investigate the feasibility of utilizing beet and carrot residues (peel, chip and peduncle) from minimally processed vegetable industry to obtain ingredients with practical and sustainable appeal, such as vegetable flours and dyes. It was evaluated a method to obtain a beet waste flour, and it was found that the temperature of 70 °C, regardless of the chlorination step, had improve the total content of betalain and antioxidant activity. The dye obtained from beet waste was analyzed for 45 days and showed characteristic color stability until the 20th day and the antioxidant activity during every day of analysis. A plant flour was prepared using carrots residue in order to enhance dry pasta and replace the additives currently used in the pasta produced with wheat specie Triticum aestivum L. The samples produced with 20 % carrot flour showed an increase in the content of carotenoids (126 %), in antioxidant capacity (110 %), in total fiber (615 %), as well as it causes improvements in the color parameters, compared to the pastas with commercial β-carotene. Pasta with this carrot residue flour had obtained high level of taster acceptance (over 70 %) in the sensory evaluation. The results obtained in this study are promising regarding to the use of minimally processed beet and carrot waste as an alternative source of natural ingredients, standing out the sustainable and functional appeal due to the high content of betalaína and carotenoids (respectively), as well as fiber and yet antioxidant compounds.

Com a crescente conscientização da importância dos alimentos para a promoção da saúde, os consumidores têm buscado opções saudáveis associadas à praticidade, e desta forma destacam-se os vegetais minimamente processados. No entanto, a indústria destes gera grandes volumes de resíduos que impacta nos âmbitos econômicos, ambientais e nutricionais, já que pesquisas vêm apontando que estes resíduos vegetais são ricos em diversos compostos funcionais, tais como fibras, compostos fenólicos, carotenoides e betalaínas. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar o potencial de aproveitamento dos resíduos (cascas, aparas e pedúnculos) de beterraba e cenoura da indústria de vegetais minimamente processados para obtenção de ingredientes com apelo funcional e sustentável, como farinhas vegetais e corante. Foi avaliada a melhor forma de obtenção de uma farinha vegetal de resíduos de beterraba, onde foi verificado que a temperatura a 70 °C, independentemente da etapa de cloração, melhorou os aspectos de conteúdo total de betalaína e atividade antioxidante. O corante obtido com resíduo de beterraba foi analisado durante 45 dias e apresentou cor característica com estabilidade até o 20° dia e atividade antioxidante ao longo de todos os dias de análise. Com o resíduo de cenoura foi elaborada uma farinha vegetal com o intuito de enriquecer massas secas e substituir os aditivos utilizados atualmente em massas elaboradas com trigo da espécie Triticum aestivum L. As amostras produzidas com 20 % de farinha cenoura apresentaram um acréscimo de 126 % em relação ao conteúdo de carotenoides totais, 110 % em capacidade antioxidante, 615 % em fibras totais, além de aumento nos parâmetros de cor, quando comparadas às massas acrescidas de β-caroteno comercial. A massa com adição desta farinha vegetal de resíduo de cenoura obteve alto índice de aceitação dos provadores (acima de 70 %) na avaliação sensorial. Os resultados obtidos com este estudo são promissores para a utilização de resíduos de beterraba e cenoura minimamente processadas como uma fonte alternativa para elaboração de ingredientes naturais, com apelo sustentável e funcional devido ao alto teor de betalaína e carotenoides (respectivamente), fibras e demais compostos antioxidantes. / With the growing awareness of the importance of food for health promotion, consumers have sought healthy options associated with practicality, standing out minimally processed vegetables. However, these industries generate large amounts of waste that impact on economic, environmental and nutritional areas, since studies have indicated that these plant residues are rich in functional compounds, such as fibers, phenolics, carotenoids and betalains. The objective of this work was to investigate the feasibility of utilizing beet and carrot residues (peel, chip and peduncle) from minimally processed vegetable industry to obtain ingredients with practical and sustainable appeal, such as vegetable flours and dyes. It was evaluated a method to obtain a beet waste flour, and it was found that the temperature of 70 °C, regardless of the chlorination step, had improve the total content of betalain and antioxidant activity. The dye obtained from beet waste was analyzed for 45 days and showed characteristic color stability until the 20th day and the antioxidant activity during every day of analysis. A plant flour was prepared using carrots residue in order to enhance dry pasta and replace the additives currently used in the pasta produced with wheat specie Triticum aestivum L. The samples produced with 20 % carrot flour showed an increase in the content of carotenoids (126 %), in antioxidant capacity (110 %), in total fiber (615 %), as well as it causes improvements in the color parameters, compared to the pastas with commercial β-carotene. Pasta with this carrot residue flour had obtained high level of taster acceptance (over 70 %) in the sensory evaluation. The results obtained in this study are promising regarding to the use of minimally processed beet and carrot waste as an alternative source of natural ingredients, standing out the sustainable and functional appeal due to the high content of betalaína and carotenoids (respectively), as well as fiber and yet antioxidant compounds.

Com a crescente conscientização da importância dos alimentos para a promoção da saúde, os consumidores têm buscado opções saudáveis associadas à praticidade, e desta forma destacam-se os vegetais minimamente processados. No entanto, a indústria destes gera grandes volumes de resíduos que impacta nos âmbitos econômicos, ambientais e nutricionais, já que pesquisas vêm apontando que estes resíduos vegetais são ricos em diversos compostos funcionais, tais como fibras, compostos fenólicos, carotenoides e betalaínas. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar o potencial de aproveitamento dos resíduos (cascas, aparas e pedúnculos) de beterraba e cenoura da indústria de vegetais minimamente processados para obtenção de ingredientes com apelo funcional e sustentável, como farinhas vegetais e corante. Foi avaliada a melhor forma de obtenção de uma farinha vegetal de resíduos de beterraba, onde foi verificado que a temperatura a 70 °C, independentemente da etapa de cloração, melhorou os aspectos de conteúdo total de betalaína e atividade antioxidante. O corante obtido com resíduo de beterraba foi analisado durante 45 dias e apresentou cor característica com estabilidade até o 20° dia e atividade antioxidante ao longo de todos os dias de análise. Com o resíduo de cenoura foi elaborada uma farinha vegetal com o intuito de enriquecer massas secas e substituir os aditivos utilizados atualmente em massas elaboradas com trigo da espécie Triticum aestivum L. As amostras produzidas com 20 % de farinha cenoura apresentaram um acréscimo de 126 % em relação ao conteúdo de carotenoides totais, 110 % em capacidade antioxidante, 615 % em fibras totais, além de aumento nos parâmetros de cor, quando comparadas às massas acrescidas de β-caroteno comercial. A massa com adição desta farinha vegetal de resíduo de cenoura obteve alto índice de aceitação dos provadores (acima de 70 %) na avaliação sensorial. Os resultados obtidos com este estudo são promissores para a utilização de resíduos de beterraba e cenoura minimamente processadas como uma fonte alternativa para elaboração de ingredientes naturais, com apelo sustentável e funcional devido ao alto teor de betalaína e carotenoides (respectivamente), fibras e demais compostos antioxidantes. / With the growing awareness of the importance of food for health promotion, consumers have sought healthy options associated with practicality, standing out minimally processed vegetables. However, these industries generate large amounts of waste that impact on economic, environmental and nutritional areas, since studies have indicated that these plant residues are rich in functional compounds, such as fibers, phenolics, carotenoids and betalains. The objective of this work was to investigate the feasibility of utilizing beet and carrot residues (peel, chip and peduncle) from minimally processed vegetable industry to obtain ingredients with practical and sustainable appeal, such as vegetable flours and dyes. It was evaluated a method to obtain a beet waste flour, and it was found that the temperature of 70 °C, regardless of the chlorination step, had improve the total content of betalain and antioxidant activity. The dye obtained from beet waste was analyzed for 45 days and showed characteristic color stability until the 20th day and the antioxidant activity during every day of analysis. A plant flour was prepared using carrots residue in order to enhance dry pasta and replace the additives currently used in the pasta produced with wheat specie Triticum aestivum L. The samples produced with 20 % carrot flour showed an increase in the content of carotenoids (126 %), in antioxidant capacity (110 %), in total fiber (615 %), as well as it causes improvements in the color parameters, compared to the pastas with commercial β-carotene. Pasta with this carrot residue flour had obtained high level of taster acceptance (over 70 %) in the sensory evaluation. The results obtained in this study are promising regarding to the use of minimally processed beet and carrot waste as an alternative source of natural ingredients, standing out the sustainable and functional appeal due to the high content of betalaína and carotenoids (respectively), as well as fiber and yet antioxidant compounds.

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-06-13T15:00:48Z No. of bitstreams: 1 Kilma Cristiane Silva Neves.pdf: 2678760 bytes, checksum: 781a39173a3ab80aeb45daef6f49b148 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-13T15:00:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kilma Cristiane Silva Neves.pdf: 2678760 bytes, checksum: 781a39173a3ab80aeb45daef6f49b148 (MD5) Previous issue date: 2014-03-19 / Fungal species are already available in the market and the mushrooms have been reported as producers of milk coagulating enzymes for cheese production. The objective of this study was to investigate the growth of Pleurotus florida DPUA 1534 and Pleurotus ostreatus DPUA 1533 in vegetable substrate to select a species with potential proteolytic coagulant for the application in the food industry. The results of vertical mycelial growth, although P. florida DPUA 1534 and P. ostreatus DPUA 1533 have colonized natural residues tested, P. florida DPUA 1534 was the species that showed a significant increase (p> 0.05) after 15 days given that determined the choice of this species for the production of the mushroom. In producing the substrate formulated based on cupuaçu bark supplemented with rice bran 20%, 20 mycelial inoculum discs (Ø = 10 mm) resulted in better biological efficiency (14.2%) and the remaining analyzes were performed with P. florida DPUA 1534 produced under those conditions. The analysis showed the mushroom highlighted in the following nutritional characteristics P. florida DPUA 1534 proteins (25.94%), carbohydrate (49.72%), iron (89.82%) and zinc (85.08%) and the presence of all essential amino acids. In the crude extract of the mushroom P. florida DPUA 1534 to coagulant activity and the AUC ratio was 67.68 and 2.15, respectively. Optimum activity was shown at pH 7.0 at 40 ° C. The enzyme extract was stable between 25 ° C and 40 ° C and at pH between 4 and 10 showed about 80 to 90% of activity in the first 90 minutes of incubation. The enzymatic extract showed susceptibility to inhibitors of the serine protease class (90%), metalloprotease (93%), cysteine proteases (92%) and aspartic protease (94%). The most effective compound was Pepstatin A, suggesting the presence of aspartic protease enzymes showing aspartic residues in the active site, indicating the possibility of its application in the dairy industry. Regarding toxicity results showed that P. florida DPUA 1534 produces proteases with biological activity on Artemia salina (LC50 = 25,5μg) and showed hemolytic activity in blood of sheep trading in ascending order with respect to extract concentrations (0, 2 to 1.0 mL), LC50 = 363,88μg and LC50 = 241,51μg after 1h and 24h of incubation, respectively. The in vivo test indicated that the extract when administered at a dose of 1000 mg.Kg-1 in rats, no deaths or clinical signs of toxicity in any of the treated animals did not cause significant changes in haematological and biochemical parameters when compared to the group control, and histological analyzes revealed no acute toxicity under the experimental conditions. Therefore, the extract of P. florida DPUA 1534 showed potential for use as coagulating milk. / Espécies de fungos já estão disponíveis no mercado e os cogumelos têm sido reportados como produtores de enzimas coagulantes do leite para produção de queijos. O objetivo do presente trabalho foi investigar o crescimento de Pleurotus florida DPUA 1534 e Pleurotus ostreatus DPUA 1533 em substrato vegetal para selecionar uma espécie com potencial proteolítico coagulante para fins de aplicação na indústria de alimentos. Nos resultados do crescimento micelial vertical, embora P. florida DPUA 1534 e Pleurotus ostreatus DPUA 1533 tenham colonizado os resíduos naturais testados, P. florida DPUA 1534 foi a espécie que apresentou crescimento significativo (p>0,05) ao final de 15 dias, dado que determinou a escolha dessa espécie para produção dos basidiomas. Na produção o substrato formulado a base de casca de cupuaçu suplementado com farelo de arroz 20%, inóculo de 20 discos miceliais (Ø= 10 mm) resultou na melhor eficiência biológica (14,2%) e as demais análises foram realizadas do cogumelo de P. florida DPUA 1534 produzido nessas condições. A análise dos basidiomas mostrou em destaque a seguinte característica nutricional de P. florida DPUA 1534, proteínas (25,94%), carboidratos (49,72%), ferro (89,82%) e zinco (85,08%), além da presença de todos os aminoácidos essenciais. No extrato bruto dos basidiomas de P. florida DPUA 1534 a atividade coagulante e a razão foi de 67,68 UAC e 2,15, respectivamente. A atividade ótima foi demonstrada em pH 7,0 a 40 °C. O extrato enzimático mostrou-se estável entre 25 °C e 40 °C, e na faixa de pH entre 4 a 10 apresentou cerca de 80 a 90% de atividade nos primeiros 90 minutos de incubação. O extrato enzimático mostrou susceptibilidade aos inibidores das classes de serino-protease (90%), metaloprotease (93%), cisteíno-protease (92%) e protease aspártica (94%). O composto mais eficaz foi Pepstatin A, sugerindo a presença de protease aspártica, enzimas que apresentam resíduos aspárticos no sítio ativo, indicando a possibilidade de sua aplicação na indústria de laticínios. Em relação à toxicidade os resultados demonstraram que P. florida DPUA 1534 produz proteases com atividade biológica frente à Artemia salina (CL50= 25,5μg) e apresentou atividade hemolítica em sangue de carneiro comercial em ordem crescente em relação à concentração do extrato (0,2 a 1,0 mL), com CL50= 363,88μg e CL50= 241,51μg após 1h e 24h de incubação, respectivamente. O teste in vivo indicou que o extrato quando administrado na dose de 1000 mg.Kg-1 em ratos Wistar, não ocorreu óbito ou sinais clínicos de toxicidade em nenhum dos animais tratados, não promoveu alterações significativas dos parâmetros hematológicos e bioquímicos quando comparados ao grupo controle, e as análises histológicas revelaram que não houve toxicidade aguda nas condições do experimento. Portanto, o extrato de P. florida DPUA 1534 apresentou potencial para utilização como coagulante do leite.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:53:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1008368 bytes, checksum: 5118654c44cc454b278b6c83f243c20f (MD5) Previous issue date: 2012-02-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In Brazil, eucalyptus is planted in regions with different climate and soil conditions, which affect harvest residue decomposition and the rate of carbon transference fromresidues (Cres) to the soil, hence influencing soil organic matter (SOM) content. SOM is considered one of the most important indicators of soil quality and forest production sustainability. Debarking the trunk of the tree during forest harvesting contributes to increase the amount of residues left in the site, but it may impair residues decomposition due to the large C:N ratio of the material. However, very little is known about bark influence on eucalypt residue decomposition and its role on SOM formation under the Brazilian conditions. It is a common practice the use of low rates of N fertilizers in eucalypt plantations in Brazil, which would contribute to slower microbial activity in the decomposition process. Leaving the residues on the surface without incorporating them into the soil would also help to limit Cres to SOM. Hence, this study has the objective to determine the influence of leaving on soil surface eucalypt bark and slash in site after harvesting operations as wells as the effect of nitrogen fertilizer addition on the rates of residue decomposition and Cres to the SOM, and how climate and soil characteristics affect these processes. The experiment was installed in four sites (Eunápolis, Aracruz, Virginópolis and Belo Oriente) belonging to the Atlantic Forest biome and six (João Pinheiro, Três Marias, Curvelo, Itamarandiba e Luiz Antônio) belonging to the Cerrado (savanah type of vegetation), all varying in climate and soil characteristics. In each site the 12 treatments (3 slash handling systems, i.e., complete removal, left in the site with trunk debarking or not; 2 slash disposal systems, i.e., left on soil surface or incorporated into the soil; and 2 rates of N, i.e., zero or 200 kg ha-1) were laid out in random blocks with 4 replications. The remaining dry matter was quantified at 0, 3, 6, 12 and 36 months later, and estimated the decomposition constant (k) and half life time (t0,5) of the residues. Residue Ct to SOM was assessed 12 months after starting the trial, by soil physical fractionation to separate particulate organic matter (POM) and organic matter associated to soil minerals (MAM). The influence of climate and soil characteristics on t0,5 and Cres was estimated by linear multiple regression. Residue incorporation into the soil favored both the decomposition and Cres. Decomposition was enhanced by debarking but less Cres was detected. Nitrogen addition had little effect on the residues decomposition rate and SOM stabilization. Residues t0,5 was shorter in sites with higher rainfall regimes and mean annual temperatures and residues incorporation, mainly in sandy soils. The mean residue t0,5 was 1.28 year. Cres is reduced with increasing mean temperature and soil acidity and enhanced by increased clay content and deficit of C saturation of the soil. In average, the rate of C recovering was 15 % from the decomposed residues, in 12 months. / No Brasil as plantações de eucalipto são estabelecidas em regiões com diferentes condições edafoclimáticas que afetam a decomposição de resíduos da colheita e a transferência de C (Cres) deste material para a matéria orgânica do solo (MOS), que é considerada um dos principais indicadores da qualidade do solo e sustentabilidade da produção. Nestas plantações, o descascamento das árvores no campo proporciona maior aporte de compostos recalcitrantes e maior relação C:N dos resíduos, embora pouco se sabe sobre a influência da presença da casca na decomposição deste material e formação da MOS. Além disso, as baixas doses de N aplicadas nestas plantações e a manutenção dos resíduos na superfície do solo podem limitar a sua decomposição e Cres estabilizado na MOS e, por isso, a aplicação de N e incorporação deste material ao solo poderiam acelerar sua taxa de decomposição e favorecer a transferência de C para o solo. Os principais objetivos do presente estudo foram determinar a influência da manutenção da casca, da aplicação de N e da incorporação dos resíduos para a decomposição e transferência de C para a MOS. Além disso, objetivou-se determinar os principais fatores edafoclimáticos que controlam estes processos em condições de campo. Os experimentos foram instalados em áreas de Mata Atlântica, nos municípios de Eunápolis (BA), Aracruz (ES), Virginópolis (MG), Belo Oriente (MG) e áreas de Cerrado, nos municípios de João Pinheiro (MG), Três Marias (MG), Curvelo (MG), Itamarandiba (MG), Vazante (MG) e em Luiz Antônio (SP). Foi utilizado o delineamento experimental em blocos casualizados com quatro repetições. Em cada local o experimento consistiu de 12 tratamentos em esquema fatorial completo 3 X 2 X 2, incluindo os fatores resíduos da colheita de eucalipto (remoção e manutenção de resíduos sem e com casca), manejo dos resíduos (superficial e incorporados) e aplicação de N (0 e 200 kg ha-1). Para o referido estudo foi avaliada a massa de matéria seca remanescente após 0, 3, 6, 12 e 36 meses, estimados a taxa de decomposição (k) e os valores de tempo de meia-vida (t0,5) dos resíduos de eucalipto. A transferência de C deste material para a MOS foi avaliada após 12 meses, por meio do fracionamento físico do solo para a separação da matéria orgânica particulada (MOP) e associada aos minerais (MAM). A influência das variáveis climáticas e propriedades do solo sobre o t0,5 e Cres para o solo foi determinada por regressão linear múltipla. A incorporação dos resíduos favorece tanto a decomposição quanto a transferência de C dos resíduos para o solo. A partir da manutenção da casca a decomposição dos resíduos é acelerada e relativamente ocorre menor recuperação de C no solo. Tanto a decomposição quanto a estabilização da MOS são pouco influenciadas pela aplicação de N. O t0,5 dos resíduos de eucalipto é reduzido quando ocorrem maiores volumes de precipitação, temperaturas mais elevadas e incorporação dos resíduos, principalmente em solos arenosos. Em média, o t0,5 dos resíduos de eucalipto foi de 1,28 anos. A Cres para o solo é reduzida pelo aumento da temperatura e redução da acidez do solo e favorecida por maiores teores de argila e déficit de saturação de C. Em média, a taxa de recuperação de C dos resíduos no solo em 12 doze meses foi de 15 % do total decomposto.