FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / The development of cakes with a reduced sugar content is to attain the market for people with restriction sugar, or who choose to healthier products however, the sugar not only exerts the characteristic sweetness, but also controls the main phenomena responsible for the formation of structural cakes, thus reducing their losses because the structure of the cakes. The objective of the study was to investigate the possible causes of internal deformation (formation of holes) in sponge cakes with reduced calorie. Seven formulations were developed with increasing substitution of sugar for sweeteners solutions (sucralose / acesulfame K) and xanthan gum. Were produced without wheat flour, which flour has been replaced entirely of gluten powder to verify that only the starch contributes to the deformations presented. Later cakes were produced using wheat flour, with the objective of evaluating the effects of replacing sugar to sweeteners for solutions of xanthan gum on the thermal properties of starch gelatinization and apparent viscosity of the dough cakes. The results of cake wheat flour without demonstrated that replacement of the sugar and sweeteners solutions of xanthan gum, negatively interfering on the functions of the proteins, ruling out the possibility that the starch is the sole agent to contribute with the observed deformations. The results of cakes produced with wheat flour indicated that the use of sweeteners and xanthan gum as a sugar substitute exhibited a higher capacity than sugar and starch to bind water system, raising the temperature (To and Tp) and enthalpies gelatinization resulting in the decrease of the degree of gelatinization and the appearance of dark zones, which appears to have been caused by the the accumulation of compounds of Maillard reaction. The results of the viscosity demonstrate that the sweeteners does not interfere with the development of the viscous behavior of the mass being attributed to the use of xanthan gum was unable to maintain the function of the sugar cakes, contributing to a low volume and formation of holes in the internal structure of cakes. Further study on the stability of the air cells in solutions of gum and / or with other bulking agents such as emulsifiers is suggested. / O desenvolvimento de bolos com reduzido teor de aÃÃcar visa atingir o mercado de pessoas com restriÃÃo ao aÃÃcar, ou que optam por produtos mais saudÃveis no entanto, o aÃÃcar nÃo exerce apenas a doÃura caracterÃstica, mas tambÃm controla os principais fenÃmenos responsÃveis pela formaÃÃo estrutural dos bolos, portanto sua reduÃÃo causa prejuÃzos a estrutura dos bolos. Objetivou-se investigar as possÃveis causas da deformaÃÃo interna (formaÃÃo de buracos) em bolos tipo esponja com reduzido teor calÃrico. Para tanto desenvolveram-se sete formulaÃÃes com substituiÃÃes crescentes do aÃÃcar por soluÃÃes adoÃantes (sucralose/ acessulfame K) e goma xantana. Foram produzidos sem farinha de trigo farinha que foi substituÃda integralmente por glÃten em pà para verificar se apenas o amido contribui para as deformaÃÃes apresentadas. Depois foram produzidos bolos usando a farinha de trigo, objetivando avaliar os efeitos da substituiÃÃo do aÃÃcar pelas soluÃÃes dos adoÃantes com goma xantana sobre as propriedades tÃrmicas de gelatinizaÃÃo do amido e viscosidade aparente da massa dos bolos. Os resultados dos bolos sem farinha de trigo, demonstraram que a substituiÃÃo do aÃÃcar pelas soluÃÃes dos adoÃantes e da goma xantana, interferiram negativamente nas funÃÃes das proteÃnas, descartando a possibilidade do amido ser o Ãnico agente a contribuir com as deformaÃÃes observadas. Os resultados dos bolos produzidos com farinha de trigo revelaram que o uso dos adoÃantes e goma xantana como substituto do aÃÃcar apresentaram uma capacidade superior ao aÃÃcar e o amido de ligar-se a Ãgua do sistema, elevando as temperaturas (To e Tp) e entalpias de gelatinizaÃÃo resultando no decrÃscimo do grau de gelatinizaÃÃo e o surgimento de zonas escuras, que parece ter sido ocasionado pelo acumulo de compostos da reaÃÃo de maillard. Os resultados referentes a viscosidade demostram que os adoÃantes nÃo interferem no desenvolvimento do comportamento viscoso da massa, sendo atribuÃdo ao uso da goma xantana que nÃo conseguiu suprir a ausÃncia funcional do aÃÃcar nos bolos, contribuindo para o baixo volume e formaÃÃo dos buracos na estrutura interna dos bolos. Sugere-se um estudo mais aprofundado sobre a estabilidade das cÃlulas de ar em soluÃÃes de goma e/ ou associados a outros agentes de volume como os emulsificantes.

Os resíduos gerados nos processos agroindustriais representam perdas econômicas no processo produtivo e, se não receberem destinação adequada, poderão ocasionar problemas ambientais, colocando em evidência a necessidade da instalação de sistemas de produção sustentáveis. Se por um lado, os efluentes da indústria cervejeira apresentam alto potencial de poluição pela sua carga orgânica, alto teor de sólidos em suspensão e presença de fósforo e nitrogênio, por outro, o bagaço de malte apresenta características favoráveis para uso em processos fermentativos, devido à elevada concentração de açúcares presentes e baixa concentração de compostos tóxicos aos microrganismos, tais como, furfural, hidroximetilfurfural, ácido acético e fenólicos. A utilização do bagaço de malte para produção de goma xantana poderia permitir ao Brasil suprir sua própria demanda de goma xantana com maior competitividade no preço final, com a vantagem do resíduo de malte não apresentar problemas de sazonalidade na produção, uma vez que, é gerado em grande volume o ano todo, e a instalação de uma unidade de produção de goma xantana irá promover trabalho e renda para a região, sem a utilização de novas matérias primas. Este estudo teve como objetivo desenvolver uma rota tecnológica de produção do polissacarídeo tipo goma xantana em escala laboratorial por fermentação do bagaço de malte oriundo da indústria cervejeira, agregando valor a um resíduo e desta forma colaborando para o desenvolvimento sustentável. Através do planejamento multifatorial foi verificado o efeito simultâneo de seis variáveis independentes (concentração de resíduo de malte, extrato de levedura, sacarose, fosfato de amônio, fosfato (mono)ácido de potássio e agitação) em agitador orbital utilizando a cepa Xanthomonas campestris sp campestris IBSBF 1866 obtendo como variável resposta a máxima produção da goma. A segunda matriz, complementar a primeira, avaliou o efeito da concentração de resíduo de malte e da agitação obtendo como variável resposta a máxima produção (8,51 g.L-1) da goma associada à alta viscosidade (70,35 mPa.s-1). A concentração inicial de resíduo de malte e tempo de fermentação na qualidade da goma produzida interferiram na viscosidade do polímero apresentando o melhor resultado com 20g.L-1 e 24 horas, respectivamente, mas não promoveram alteração significativa na estabilidade térmica do polímero.

In recent years, advances in biotechnology has allowed the development of synthetic membranes associated with nanocomposites, which has shown promising results as dermal burns dressings. In this sense, silver nanoparticles (NPAg) has been the focus of interest because of their biological properties such as antimicrobial and antiinflammatory effect. The incorporation of NPAg in biological membranes of different natures, such as chitosan, polyester, polymethacrylate methyl and cellulose, has been successfully tested in several biological models. The association between NPAg and polymers produced by the micro-organism presents important advantages, such as water solubility and lack of toxicity. Recently we developed a technique for producing NPAg associated with xanthan (GX), a biopolymer with potential application in various sectors of the petrochemical industry, food and pharmaceutical, through fermentation by Xanthomonas sp performed in the presence of silver nitrate. Therefore, this study aimed to develop, characterize and evaluate the potential antimicrobial and healing membranes nanocomposite xanthan: silver on second-degree burns in the porcine model. Therefore, xanthan biocomposites: silver were used for fabrication of membranes (for casting process, which were subsequently characterized for thickness, mechanical properties (stress, strain, Young´s modulus) and the thermal profile (DSC, TG and DTG). Activity antimicrobial was tested against strains of Escherichia coli (ATCC 25922) and Staphylococcus aureus (ATCC 25923). analysis for tissue repair were made two dermal burns on the back nine male pigs breed Yorkshire (25 ± 5 kg), treated with Xanthan biosensor membrane: silver (XNPAg) with topical application of silver sulfadiazine 1% (SDZ). After eight, 18 and 30 days the wounds were examined macroscopically determined for each lesion area, and the animals euthanized for Microscopic study of the scar area observed that XNPAg membranes showed a significant increase in the values of thickness (P <0.05), density (p <0.01) and Young´s modulus (p <0.001) and reduced strength strain (p <0.05) when compared to membranes of xanthan. Were revealed changes in the thermal profile of the two membranes suggesting the incorporation of silver nanoparticles in the polymer xanthan. XNPAg The membrane induced the formation of inhibition zones 9, 7 mm and 9.6 mm and death rate of 89% and 100% for Staphylococcus aureus and Escherichia coli respectively. Histological analysis showed quantitative and qualitative increase in the reaction granulation and best architectural arrangement of collagen fibers along the the healing process of wounds covered with membranes XNPAg. Could be concluded that the membranes nanocomposite xanthan:silver showed satisfactory mechanical properties for its handling, transportation and storage, as well as important antimicrobial activity and pro-healing in dermal burns using porcine model. / Nos últimos anos, os avanços na área da biotecnologia tem propiciado o desenvolvimento de membranas sintéticas associados à nanocompostos, que vem apresentando resultados promissores como curativos de queimaduras dérmicas. Nesse sentido, as nanopartículas de prata (NPAg) tem sido foco de interesse devido as suas propriedades biológicas como atividade antimicrobiana e efeito antiinflamatório. A incorporação de NPAg em membranas biológicas de diferentes naturezas, como quitosana, poliéster, polimetacrilato de metila e celulose, vem sendo testada com sucesso em diversos modelos biológicos. A associação entre NPAg e polímeros produzidos por microrganismo apresenta importantes vantagens, como solubilidade em água e ausência de toxicidade. Recentemente foi desenvolvida uma técnica de produção de NPAg associadas a goma xantana (GX), um biopolímero com aplicação potencial em vários setores da indústria petroquímica, alimentícia e farmacêutica, através de processo fermentativo realizado pela Xanthomonas sp na presença de nitrato de prata. Diante disso, o presente estudo teve como objetivo desenvolver, caracterizar e avaliar o potencial antimicrobiano e cicatrizante de membranas de bionanocompósito xantana:prata sobre queimaduras de segundo grau em modelo suíno. Para tanto, biocompósitos xantana:prata foram utilizadas para confecção de membranas (por casting process, que foram posteriormente caracterizadas quanto a espessura, propriedades mecânicas (tensão, deformação, módulo de Young) e perfil termoanalítico (DSC, TG e DTG). A atividade antimicrobiana foi avaliada frente a cepas de Escherichia coli (ATCC 25922) e Staphylococcus aureus (ATCC 25923). Para análise do reparo tecidual foram confeccionadas duas queimaduras dérmicas no dorso de nove suínos machos, da raça Yorkshire (25 ± 5 kg), tratadas com membrana de biocompósito xantana:prata (XNPAg) e com aplicação tópica da sulfadiazina de prata a 1% (SDZ). Após oito, 18 e 30 dias, as feridas foram analisadas macroscopicamente, determinada a área de cada lesão, e os animais eutanasiados para estudo microscópico da área cicatricial. Observou-se que as membranas XNPAg apresentaram aumento significativo nos valores de espessura (p<0,05), deformação (p<0,01) e módulo de Young (p<0,001), e redução da força de tensão (p<0,05) quando comparados a membranas de xantana. Foram evidenciadas alterações no perfil termoanalítico das duas membranas sugestivas da incorporação das nanopartículas de prata no polímero de xantana. As membrana XNPAg induziram a formação de halos de inibição de 9,7 mm e 9,6 mm e Taxa de letalidade de 89% e 100% para Staphylococcus aureus e Escherichia coli respectivamente. A análise histológica mostrou incremento quantitativo e qualitativo na reação de granulação, bem como melhor disposição arquitetural das fibras de colágeno ao longo do processo cicatricial das feridas cobertas com membranas XNPAg. Pôde-se concluir que as membranas de bionanocompóstico xantana:prata apresentaram propriedades mecânicas satisfatórias para sua manipulação, transporte e armazenamento, bem como importante atividade antimicrobiana e pró-cicatrizante em queimaduras dérmicas utilizando modelo suíno.

Novos sistemas biocompatíveis para aplicações biotecnológicas são relevantes não só do ponto de vista tecnológico, mas também para avanços científicos. A presente dissertação visou à criação e caracterização de filmes finos (espessura de até 100 nm) ou micrométricos (espessura de 50 &#181;m a 100 &#181;m) formados por goma xantana (GXT), poli(cloreto de dimetil dialil amônio), (PDDA), albumina bovina sérica (BSA), e nanopartículas de magnetita (NPM). A incorporação de amoxicilina (Amox), um antibiótico amplamente utilizado contra muitas infecções, nos filmes foi realizada durante a formação dos sistemas. Os filmes finos foram caracterizados através de elipsometria e microscopia de força atômica. Em solução, as interações favoráveis entre o Amox e a BSA foram evidenciadas por mudanças substanciais na estrutura secundária da BSA, como revelado pelo dicroísmo circular. Os filmes micrométricos (patches) de GXT e GXT/NPM/BSA foram imersos em Amox 2 g/L, levando a incorporação de 10 ± 3 e 17 ± 4 &#181;g/cm³ de Amox, respectivamente. Sua caracterização compreendeu espectroscopia vibracional no infravermelho por transformada de Fourier no modo de refletância total atenuada (FTIR-ATR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), medidas de sorção e espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES). A incorporação de 0,2% em massa de Fe3O4 nos \"patches\" e sua exposição a um campo magnético externo, viabilizou a liberação total in vitro de Amox, em pH 5,5 e em 0,02 mol/L de NaCl, seguindo o comportamento quasi-Fickiano. A difusão da Amox dos \"patches\" de GXT/NPM/BSA em ágar contendo Staphylococcus aureus e Escherichia coli, levou halos de inibição consideráveis. A inibição do crescimento de E. coli foi particularmente eficiente sob efeito de campo magnético externo. / New biocompatible systems for biotech applications are relevant not only from a technological point of view, but also for scientific advances. The present project aimed at the creation and characterization of thin films (thickness up to 100 nm) or micrometric patches (thickness of 50 &#181;m to 100 &#181;m) formed by the deposition of xanthan gum (GXT), poly (dimethyl diallyl ammonium chloride) (PDDA), bovine serum albumin (BSA), and magnetite nanoparticles (NPM). The incorporation of amoxicillin (Amox), a widely used antibiotic against many infections, in the films was performed during the formation of the systems. Thin films were characterized by means of ellipsometry and atomic force microscopy. In solution, favorable interactions between Amox and BSA were evidenced by substantial changes in the secondary structure of BSA, as revealed by circular dichroism spectra. Patches of GXT and GXT/NPM/BSA were immersed into Amox solution at 2 g/L, leading to the Amox incorporation of 10 ± 3 and 17 ± 4 &#181;g/cm3, respectively. The patches characterization included Fourier Transform Infrared vibration spectroscopy in the attenuated total reflectance mode (FTIR-ATR), scanning electron microscopy (MEV), sorption measurements and inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). The incorporation of 0.2 wt% of Fe3O4 in the patches and their exposure to an external magnetic field, allowed the total in vitro release of Amox, at pH 5.5 and 0.02 mol/L NaCl, following the behavior quasi-Fickian. Amox diffusion from GXT/NPM/BSA patches in agar containing Staphylococcus aureus and Escherichia coli led to a considerable zone of inhibition. Inhibition of E. coli growth was particularly efficient under the effect of external magnetic field.

Submitted by Celso Magalhaes (celsomagalhaes@ufrrj.br) on 2017-06-20T12:18:52Z No. of bitstreams: 1 2016 - Juarez Vicente.pdf: 4177115 bytes, checksum: 7c081fec8011e87e4bca3d5c9ea310ed (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-20T12:18:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 - Juarez Vicente.pdf: 4177115 bytes, checksum: 7c081fec8011e87e4bca3d5c9ea310ed (MD5) Previous issue date: 2016-01-28 / The omega-3 (?-3) is a class of essential fatty acids, of major importance for the metabolism of various functions of the body, highlight for the prevention of cardiovascular diseases, immunological and anti - inflammatory, colon cancer, promotes developing brain and retina. The fatty acids of the series ?-3 and ?-6 are precursors of polyunsaturated long chain fatty acids as arachidonic (AA), eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA), the latter considered the most important for developing neonatal and together with the AA are the main components of brain fatty acids (Silva et al., 2007). Microencapsulation employing the formation of simple emulsions is a strategy that aims to maintain the stability of omega-3 and permanence of their functional activities upon exposure to the same harsh conditions as oxidative processes. Biopolymers such as proteins and carbohydrates (natural) are components that assist in maintaining the physical and morphological stability of these emulsions employed for microencapsulation. Likewise, to give the product improvements in the rheological, nutritional and functional properties. Thus, this thesis aims to study the formation of micro-emulsions physically and morphologically stable and their behavior rheological properties of heat and oxidative stability of omega-3 in polymeric systems formed with ovalbumin (natural surfactant) and their interactions with natural polysaccharides (pectin and xanthan gum), compared to a standard system with synthetic surfactant (Tween 80) in the microencapsulation of omega-3 of Sacha Inchi (Plukenetia volubilis L.) oil. With this work we aim to also study the behavior of oxidative Sacha Inchi oil and its inclusion as a component in other foods in microencapsulated form. / O ?mega-3 (?-3) ? uma classe de ?cidos graxos essenciais, de reconhecida import?ncia para o metabolismo de diversas funcionalidades do organismo, destacam-se a preven??o de doen?as cardiovasculares, imunol?gicas e anti-inflamat?rias, c?ncer de c?lon, favorece o desenvolvimento cerebral e da retina. Os ?cidos graxos das s?ries ?-3 e ?-6 s?o precursores dos ?cidos graxos poli-insaturados de cadeia longa, como araquid?nico (AA), eicosapentaenoico (EPA) e docosahexaen?ico (DHA), este ?ltimo considerado o mais importante para o desenvolvimento neonatal e junto com o AA s?o os principais componentes dos ?cidos graxos cerebrais. A microencapsula??o empregando a forma??o de emuls?es simples ? uma estrat?gia que objetiva manter a estabilidade do ?mega-3 e a perman?ncia de suas atividades funcionais frente ? exposi??o do mesmo a condi??es adversas como processos oxidativos. Os biopol?meros como prote?nas e carboidratos (naturais) s?o componentes que auxiliam na manuten??o da estabilidade f?sica e morfol?gica destas emuls?es empregadas para microencapsula??o. Da mesma forma, conferem ao produto melhorias nas propriedades reol?gicas, nutricionais e funcionais. Com isso, objetiva-se nesta tese estudar a forma??o de micro-emuls?es f?sica e morfologicamente est?veis e seus comportamentos reol?gicos, propriedades calorim?tricas e estabilidade oxidativa do ?mega-3 nos sistemas polim?ricos formados com Ovalbumina (surfactante natural) e suas intera??es com polissacar?deos naturais (Pectina e Goma Xantana), comparado a um sistema padr?o com surfactante sint?tico (Tween 80) na microencapsula??o do ?mega-3 do ?leo de Sacha Inchi (Plukenetia volubilis L.). Com esse trabalho objetiva-se tamb?m o estudo do comportamento oxidativo do ?leo de Sacha Inchi e sua inser??o como componente em outros alimentos na forma microencapsulada.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:32:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_rutilene_roll.pdf: 2016815 bytes, checksum: e7c5da43dfa30476ca94e16d9b7c9f57 (MD5) Previous issue date: 2005-07-29 / Among the vast number of types of polysaccharides produced in nature, by plants, algae, and bacteria, xanthan is the one of the few that has functional properties leading to a broad spectrum of uses as well as commercial production in large quantities. It is the second microbial polysaccharide to be developed for an economically process, and it has continued to be the single most important biopolymer in food applications because of this useful properties. The chemical and physical properties of commercial xanthan mainly viscosity and stability with relation to temperature and pH variations, it makes that polysaccharide to be utilised a lot of for food industries, like as thickener and stabilizer of suspensions and emulsions. Because xanthan by patovar pruni is a new material never before introduced into foods, tests should be conduct in conformance with Agência de Vigilância Sanitária (ANVISA) for stablish its safety. And due to a few studies about the genotoxical mighty of xanthan, has been important to make a work about it. In this study, were experimentaly used xanthans produced by 06 and 24 strain from Xanthomonas campestris pv pruni and commercial xanthan from the same bacteria, but by pv campestris (Jungbunzlauer), like a additional component of mice diet, with aim of genotoxical evaluation in this animal model, through comet assay and micronuclei test. The comet assay and micronuclei test data were evaluated and, then, were able to comply no increase DNA damage induced by xanthans evaluated, through of utilised tests. Furthermore, was observed a tendency to decrease cholesterol and glucose levels, in the treatment with xanthans, although its values doesn´t have been significantly inferior to control group. / Entre o vasto número de tipos de polissacarídeos produzidos naturalmente, por plantas, algas e bactérias, xantana é um dos poucos que tem propriedades funcionais com amplo espectro de uso bem como produção industrial em grande escala. É o segundo biopolímero a ser desenvolvido por um processo economicamente viável, e continua a ser o mais importante biopolímero na aplicação em alimentos devido às suas propriedades funcionais. As propriedades químicas e físicas da xantana comercial, principalmente a viscosidade e a estabilidade em relação a variações de pH e temperatura, fazem com que este polissacarídeo seja amplamente utilizado na indústria alimentícia, dentre outras, como espessante e estabilizante de suspensões e emulsões. Devido a xantana do patovar pruni ser um material novo e ainda não utilizado em alimentos, testes devem ser conduzidos de acordo com a Agência de Vigilância Sanitária (ANVISA) para estabelecer a sua segurança. Com base no aumento da utilização destes polímeros na indústria alimentícia e, aos poucos dados referentes à genotoxicidade e aos efeitos sobre os índices de colesterol e glicose dos mesmos, torna-se importante a realização de um estudo sobre os danos ou benefícios que estes polímeros podem proporcionar. No presente estudo, foram usadas experimentalmente as xantanas produzidas pelas cepas 06 e 24 da bactéria Xanthomonas campestris pv pruni e a xantana comercial produzida pela mesma espécie, porém pelo patovar campestris (Jungbunzlauer), como componente adicional na dieta de camundongos, com o objetivo de avaliar o potencial genotóxico destes biopolímeros, neste modelo animal, através do ensaio cometa e do teste de micronúcleos; além de verificar os índices de colesterol e glicose. Os dados do ensaio cometa e do teste de micronúcleos foram avaliados e, então, observou-se que as xantanas produzidas pelas cepas 06 e 24, assim como a xantana comercial, não apresentaram valores significativamente superiores aos controles negativos, na indução de danos no DNA através dos testes utilizados. Além disso, foi observada uma tendência a diminuir os índices de colesterol e glicose, nos tratamentos com as xantanas, embora estes valores não tenham sido significativamente inferiores ao do grupo controle.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:32:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ficha_de_caroline_borges_biotecnologia.pdf: 7018 bytes, checksum: b335f912cae89a687603fa35c4e44d7d (MD5) Previous issue date: 2007-10-16 / Xanthan yield and physical and chemical characteristics can be improved by modification in culture conditions, as well as, by post-fermentation treatments in order to obtain a xanthan with the required characteristics. The aim of this work was to study the operational conditions in xanthan production by Xanthomonas arborícola pv pruni strains 106 and 115 to be used in oilwell drilling fluids. The influence of thermal treatment applied to the fermentation broth was evaluated in the xanthan produced by strain 106 in a range of pH and stirrer speed. The thermal treatment decreased the yield between 5.8 and 14%, nevertheless, was observed increase of aqueous solution and fermentation broth viscosities. The aggregation of xanthan molecules caused by thermal treatment and determined by increase of molar mass was dependent on the sodium content. As a result, a correlation between molar mass and xanthan solution viscosity can be observed. The fermentation broth sterilization was adopted for experiment in which a pre-selection of production medium in orbital shaker was performed for subsequent pH, production medium and stirrer speed study in fermentor by strains 106 and 115. Xanthan production and viscosity was dependent on the strain of X. arborícola pv pruni and on the operational condition used. The production medium B showed the best balance of yield and viscosity results, in orbital shaker, as well as in fermentor. The best results for both strains were obtained at pH 7, 600 rpm and 66 h of fermentation. The two strains showed potential for xanthan production. In an evaluation study of, physical and chemical characteristics, the xanthan produced by strain 115 was compared to the characteristics of the commercial xanthans, Roeper and Kelzan. The former is for application in food, pharmeceutical products and cosmetics and the latter for application in oilwell drilling fluids. The results were within the literature specified patterns, except by the low piruvate content of xanthan produced by strain 115, low monovalent salt content of Roeper sample and high divalent salt content of both commercial samples. The xanthans produced by X. arborícola pv pruni were evaluated as viscosifying fluid for use in oilwell drilling, in comparison to Duo Vis, Kelzan and Xanvis commercial brands. As a whole, the results obtained in this study show that the commercial polymers are more efficient when used in aqueous solution, since these polymers contain high salt concentrations. Xanthans produced by patovar pruni, Xc 106 600 and Xc 115 600, as having low salt concentration, they show potential for application in oilwell drilling fluid, when a salt solution was used, similar to the conditions of marine exploration. / O rendimento e as características físicas e químicas da xantana podem ser melhorados através das modificações nas condições de cultivo, assim como, por tratamentos empregados após a fermentação, para a obtenção de uma xantana com características desejadas para o fim que se propõe. O trabalho objetivou estudar as condições operacionais de produção de xantana por Xanthomonas arboricola pv pruni cepas 106 e 115 para aplicação em fluidos de perfuração de poços de petróleo. A influência do tratamento térmico aplicado no caldo fermentado foi avaliada na xantana produzida pela cepa 106 em diferentes condições de pH e velocidade de agitação. O tratamento térmico reduziu o rendimento entre 5,8 e 14%, entretanto, foi observado o aumento da viscosidade da solução aquosa e do caldo fermentado. A agregação de moléculas de xantana provocada pelo tratamento térmico, e comprovada pelo aumento da massa molar foi dependente da concentração de sódio. Como resultado pode ser observada relação entre a massa molar e a viscosidade da solução de xantana. A esterilização do caldo fermentado foi adotada para o experimento posterior, em que foi realizada uma pré-seleção de meios de produção, em agitador incubador, para posterior estudo de pH, meio de produção e velocidade de agitação em fermentador pelas cepas 106 e 115. A produção e a viscosidade das xantanas sintetizadas foram dependentes da cepa de X. arboricola pv pruni e das condições operacionais. O meio de produção B apresentou o melhor equilíbrio entre produção e viscosidade, em agitador incubador, assim como no fermentador. Os melhores resultados para ambas as cepas foram obtidos em pH 7, 600 rpm e 66 h de fermentação. As duas cepas apresentaram potencial para serem utilizadas na produção de xantana. No estudo da avaliação das características físicas e químicas, a xantana produzida pela cepa 115 foi comparada as características das xantanas comerciais, Roeper e Kelzan. A primeira, para aplicação em alimentos, produtos farmacêuticos e cosméticos e a segunda, para aplicação em fluido de perfuração de poços de petróleo. Os resultados apresentaram-se dentro dos padrões especificados pela literatura, exceto pelo baixo conteúdo de piruvato da xantana produzida pela cepa 115, baixo conteúdo de sais monovalentes da amostra Roeper e alto conteúdo de sais divalentes das duas amostras comerciais. As xantanas produzidas por X. arboricola pv pruni foram avaliadas como viscosificante de fluido para aplicação na perfuração de poços de petróleo, comparando-as com amostras comerciais: Duo Vis, Kelzan e Xanvis. De uma forma geral, os resultados obtidos neste estudo mostram que os polímeros comerciais apresentaram maior eficiência quando preparados em solução aquosa, pois estes polímeros continham alta concentração de sais. Já as xantanas produzidas pelo patovar pruni, Xc 106 600 e Xc 115 600, por apresentarem baixa concentração de sais, apresentaram potencial para aplicação em fluido de perfuração de poços de petróleo, quando preparados em solução salina, condição semelhante a utilizada na exploração marítima.

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2017-05-03T13:41:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) MARIA_25_04.pdf: 2995946 bytes, checksum: d7b7fa4d4fc79b39b52b4ecc6ca1f975 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-05-04T11:35:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 MARIA_25_04.pdf: 2995946 bytes, checksum: d7b7fa4d4fc79b39b52b4ecc6ca1f975 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T11:35:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 MARIA_25_04.pdf: 2995946 bytes, checksum: d7b7fa4d4fc79b39b52b4ecc6ca1f975 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Os filmes biodegradáveis vêm despertando o interesse da comunidade científica por apresentarem potencialidade como materiais de embalagens. Eles melhoram a qualidade e reduzem perdas de alimentos, além de cooperarem com a preservação do meio ambiente. Nesse sentido, o objetivo geral desta pesquisa foi avaliar filmes à base de quitosana combinados com goma xantana e hidrolisado de corvina (Micropogonias furnieri). Desta forma, este trabalho contempla quatro capítulos. No primeiro estudo, avaliou-se hidrolisados enzimáticos de corvina (Micropogonias furnieri) através da composição proximal, grau de hidrólise, atividade antioxidante, perfil de distribuição da massa molar e composição de aminoácidos. Filés de corvina foram hidrolisados com a enzima Alcalase 2.4L variando apenas o tempo, assim, foram obtidos hidrolisados com 2, 4 e 8 h de reação. Os teores de proteínas dos hidrolisados variaram de 78,28 a 82,30%, onde o hidrolisado com maior tempo de reação mostrou maior grau de hidrólise (32,1%) e maior poder de inibição da oxidação pelos métodos ABTS e DPPH (98,35% e 54,11%, respectivamente). No segundo estudo foram elaborados filmes à base de quitosana e goma xantana. Os filmes foram avaliados por seus grupos funcionais, propriedades estruturais, térmicas, morfológicas, físicas, mecânicas, ópticas e de barreira. Todos os filmes apresentaram picos endotérmicos no intervalo de 122 e 175 °C e picos exotérmicos largos acima de 200 °C, que foram atribuídos à temperatura de fusão e à decomposição térmica, respectivamente. Estes resultados demonstraram que os filmes com goma xantana têm o Tm e o ΔmH mais elevados. Os filmes que contêm maior teor de goma xantana mostram também maior resistência à tração e a menor elongação. A adição de goma xantana não afetou a permeabilidade ao vapor de água, solubilidade em água e umidade dos filmes. No terceiro estudo, filmes à base de quitosana, goma xantana e hidrolisado proteico de corvina (Micropogonias furnieri) foram elaborados com o objetivo de avaliar suas propriedades antioxidantes, mecânicas, físicas, estruturais, morfológicas, térmicas e de barreira. A mistura de goma xantana e hidrolisado promoveram algumas alterações nos filmes de quitosana. A adição de goma xantana aumentou a resistência a tração e alterou os parâmetros de cor dos filmes. A adição de hidrolisado proteico de corvina propiciou significativa atividade antioxidante aos filmes, no entanto, maiores concentrações tendem aumentar a umidade e diminuir a resistência dos mesmos. Todos os filmes apresentaram uma estrutura homogênea, sem separação de fases e livres de fissuras. Não foram observadas diferenças significativas quanto à solubilidade e à permeabilidade ao vapor de água nos filmes estudados. Já no quarto estudo objetivou-se avaliar a eficiência de filmes à base de quitosana e goma xantana na conservação de filés de corvina mantidos sob refrigeração durante 9 dias. Avaliou-se a composição proximal, perda de massa, cor, pH, N-BVT (Bases Voláteis Totais) e perfil microbiológico. Os resultados demonstraram que a combinação de quitosana e goma xantana proporcionaram melhorias na qualidade do pescado refrigerado, uma vez que reduziu as N-BVT, inibiu o crescimento de Staphylococcus coagulase positiva, Salmonella spp e coliformes a 45 °C. / Biodegradable films have aroused the interest of the scientific community for presenting potential as packaging materials. They improve quality and reduce food waste, as well as cooperate with the preservation of the environment. In this sense, the general objective of this research was to evaluate chitosan based films combined with xanthan gum and enzymatic protein from croaker (Micropogonias furnieri). Thus, this work contemplates four chapters. In the first study, enzymatic hydrolysates of croaker (Micropogonias furnieri) were evaluated through the proximal composition, degree of hydrolysis, antioxidant activity, molar mass distribution profile and amino acid composition. Croaker fillets were hydrolyzed with the enzyme Alcalase 2.4L varying only the time, thus, hydrolysates with 2, 4 and 8 h of reaction were obtained. The hydrolyzate protein content varied from 78.28-82.30%, the hydrolyzate with the highest hydrolysis time showed a higher degree of hydrolysis (32.1%) and a higher oxidation inhibition power by the ABTS and DPPH methods (98.35% and 54.11%, respectively). In the second study, films based on chitosan and xanthan gum were elaborated. The films were evaluated by their functional groups, structural, thermal, morphological, physical, mechanical, optical and barrier properties. All films showed endothermic peaks in the range of 122-175 °C and wide exothermic peaks above 200 °C, which were attributed to melt in temperature and thermal decomposition, respectively. These results demonstrated that films with xanthan gum have the highest Tm and ΔmH. Films containing higher xanthan gum content also show higher tensile strength and lower elongation. The addition of xanthan gum did not affect the water vapor permeability, water solubility and moisture of the films. In the third study, films based on chitosan, xanthan gum and protein hydrolysate of croaker (Micropogonias furnieri) were elaborated with the objective of evaluating its antioxidant, mechanical, physical, structural, morphological, thermal, optical and barrier properties. The mixture of xanthan gum and hydrolyzate promoted some changes in the chitosan films. The addition of xanthan gum increased the tensile strength and altered the color parameters of the films. Croaker protein hydrolyzate addition gave significant antioxidant activity to the films, however, higher concentrations tend to increase humidity and decrease their resistance. All the films presented a homogeneous structure, without separation of phases and free of cracks. No significant differences were observed regarding the solubility and permeability to water vapor in the studied films. The fourth study aimed to evaluate the efficiency of chitosan and xanthan gum films in the conservation of croaker steaks kept under refrigeration for 9 days. Proximal composition, loss of mass, color, pH, N-BVT (Total Volatile Bases) and microbiological profile were evaluated. The results demonstrated that the combination of chitosan and xanthan gum provided improvements in the quality of refrigerated fish as it reduced N-BVT, inhibited growth of coagulase-positive Staphylococcus, Salmonella spp and coliforms at 45 °C.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2016-10-05T18:21:53Z No. of bitstreams: 1 2016 - Jo?o Pedro Chalfun Haouche Meneses.pdf: 6719960 bytes, checksum: ac9a27b5731b19e4693f71fae09adefe (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-05T18:21:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 - Jo?o Pedro Chalfun Haouche Meneses.pdf: 6719960 bytes, checksum: ac9a27b5731b19e4693f71fae09adefe (MD5) Previous issue date: 2016-01-25 / Petrobras / The drilling of wells in salt layers faces major challenges in Brazil?s oil industry. Drilling in such layers requires the development of new technologies and operational procedures to make the process economically viable. One of the main problems is the dissolution of the salt layers in water-based drilling fluids. An uncontrolled dissolution presents a potential risk for the operation and can cause abrupt changes in the properties of the fluids. The main objective of this work was to study the effects of the dissolution of sodium chloride particles in non-Newtonian fluids containing xanthan gum. The study was divided into three parts, rheological experiments, kinetics experiments in a mixing tank and a mathematical modeling. The rheological experiments aimed at studies of the effect of the addition of saline particles on the rheology of non-Newtonian fluids, the effect of the concentration of suspended particles in the rheology of saturated fluids and the effect of the size of suspended particles in the rheology of saturated fluids. The Einstein equation was used to calculate the apparent viscosity of saturated fluids, taking into account the effect of the concentration of salt particles in suspension. The experiments in the mixing tank aimed at the study of the kinetics of dissolution with time in different operating conditions. Fluids were prepared using different concentrations of xanthan gum and different initial concentrations of sodium chloride. The effects of the viscosifier concentration and the initial concentration gradient were evaluated. A phenomenological model was used to represent the dissolution process, which provides the variation of the concentration of the fluid, the variation of the volume fraction of solids, the variation of the particles mean diameter and the variation of the interfacial mass transfer area as a function of time. In the rheology studies, it was verified that the addition of sodium chloride to the non-Newtonian fluid, in the studied conditions, increased the apparent viscosity of the solution. The increase of the concentration of suspended sodium chloride particles increased the apparent viscosity of the suspensions. The increase of the size of the suspended particles decreased the apparent viscosity of the suspension. Statistical tests were made in order to evaluate the statistical relevance of the performed studies. In the kinetics study, the convective mass transfer coefficient was estimated and simulations were made for the other variables of the process. The estimations showed that the xanthan gum concentration in the fluid and the initial sodium chloride concentration in the fluid affect the mass transfer coefficient. The average relative error observed for the simulations was 2,2%. / A perfura??o de po?os em camadas salinas enfrenta grandes desafios na ind?stria de petr?leo do Brasil. A perfura??o em tais camadas exige o desenvolvimento de novas tecnologias e procedimentos operacionais para tornar a perfura??o economicamente vi?vel. Um dos principais problemas enfrentados ? a dissolu??o das camadas de sais em fluidos de perfura??o base ?gua. Uma dissolu??o descontrolada apresenta um risco em potencial para a opera??o, podendo causar mudan?as bruscas nas propriedades dos fluidos. Este trabalho teve como principal objetivo estudar os efeitos da dissolu??o de part?culas de cloreto de s?dio em fluidos n?o-Newtonianos contendo goma xantana. O estudo foi dividido em tr?s partes, experimentos reol?gicos, experimentos de cin?tica em um tanque de mistura e modelagem matem?tica. Os experimentos reol?gicos tiveram como objetivo os estudos do efeito da adi??o de part?culas salinas na reologia de fluidos n?o-Newtonianos, do efeito da concentra??o de part?culas suspensas na reologia de fluidos saturados e do efeito do tamanho das part?culas suspensas na reologia de fluidos saturados. A equa??o de Einstein foi utilizada para calcular a viscosidade aparente dos fluidos saturados levando em conta o efeito da concentra??o de part?culas salinas em suspens?o. Os experimentos no tanque de mistura tiveram como objetivo o estudo da cin?tica de dissolu??o com o tempo em diferentes condi??es operacionais. Foram preparados fluidos com diferentes concentra??es de goma xantana e diferentes concentra??es iniciais de cloreto de s?dio. Foi analisado o efeito da concentra??o do viscosificante na cin?tica de dissolu??o bem como o efeito do gradiente de concentra??o inicial. Um modelo fenomenol?gico foi utilizado para representar o processo de dissolu??o, o qual prev? as varia??es da concentra??o do fluido, a varia??o da fra??o volum?trica de s?lidos, a varia??o do di?metro m?dio das part?culas e a varia??o da ?rea interfacial de transfer?ncia de massa em fun??o do tempo. Nos estudos de reologia, verificou-se que a adi??o de cloreto de s?dio ao fluido n?o-Newtoniano, nas condi??es estudadas, aumentou a viscosidade aparente da solu??o. O aumento da concentra??o de part?culas suspensas de cloreto de s?dio provocou um aumento na viscosidade aparente das suspens?es. O aumento do tamanho das part?culas suspensas de cloreto de s?dio diminuiu a viscosidade aparente da suspens?o. Testes estat?sticos foram feitos para analisar a relev?ncia estat?stica dos estudos realizados. No estudo da cin?tica, o coeficiente convectivo de transfer?ncia de massa foi estimado e simula??es foram feitas para as demais vari?veis do processo. As estima??es mostraram que a concentra??o de goma xantana no fluido e a concentra??o inicial de cloreto de s?dio no fluido influenciam o coeficiente de transfer?ncia de massa. O erro relativo m?dio simula??es observado para as simula??es foi de 2,2%.

O objetivo deste trabalho foi avaliar in vitro e in situ o potencial erosivo do suco de laranja modificado por cálcio e alguns polímeros alimentares. Este estudo foi dividido em quatro fases. Na primeira, as seguintes substâncias: lactato de cálcio (Ca), goma xantana (XG), hexametafosfato de sódio (HMP), tripolifosfato de sódio (STP), pirofosfato de sódio (PP) e suas combinações, foram adicionadas a um suco de laranja, disponível comercialmente, criando 15 sucos modificados. O suco sem aditivos foi utilizado como controle negativo (C-), e um suco de laranja modificado com cálcio (disponível comercialmente), como controle positivo (C+). Os sucos tiveram o seu potencial erosivo avaliado com o método do pH-stat. A variável resposta foi o volume de titulador necessário para manter o pH dos sucos nos valores iniciais. Após, seis sucos foram selecionados e testados na segunda fase, com um modelo de ciclagem de erosão-remineralização. Na terceira fase, os episódios de erosão e de remineralização foram estudados independentemente. A variável resposta para essas duas fases foi a microdureza de superfície (MDS) para esmalte, e a perfilometria ótica, para esmalte e dentina. Na quarta fase, os sucos Ca, Ca+HMP e HMP, mais os controles, foram testados com um modelo de erosão in situ, crossover, cego, de 5 fases, envolvendo 10 voluntários. Em cada fase, os voluntários inseriam aparelhos palatinos contendo espécimes de esmalte na boca e, após 5min, realizavam os desafios erosivos nos tempos experimentais de 0 (controle), 10, 20 e 30min. Dois espécimes eram aleatoriamente removidos dos aparelhos, após cada tempo. A variável resposta foi a alteração da microdureza de superfície (em %). Antes dos procedimentos clínicos, em cada fase, os voluntários realizaram um teste cego de sabor, onde o suco modificado designado a aquela fase foi comparado cegamente com C-. Na primeira fase, todos os aditivos foram capazes de reduzir o potencial erosivo do suco, com exceção da adição de XG isoladamente. Na segunda fase, não houve perda de estrutura de esmalte detectável quando Ca, HMP e Ca+HMP foram adicionados ao suco; XG, STP e PP apresentaram uma perda de esmalte similar ao grupo C-. Ca+HMP apresentaram a menor redução da MDS, seguido por Ca; todos os outros grupos apresentaram uma redução da MDS similar ao grupo C-. Para dentina, somente Ca+HMP apresentou uma redução na perda de estrutura. Na terceira fase, Ca, HMP e Ca+HMP protegeram contra erosão e nenhum dos compostos interferiu com o processo de remineralização. Na quarta fase, Ca e Ca+HMP reduziram a erosão, sem diferenças significantes entre esses grupos; o HMP não apresentou efeito protetor. 5/10 voluntários notaram uma diferença no sabor de C+, 4/10 para Ca e 2/10 para C-. Conclui-se que, in vitro, tanto o HMP, quanto o Ca, nas concentrações testadas, reduziram a erosão causada pelo suco em esmalte e a combinação desses aditivos aumentou seus efeitos protetores. Para dentina, apenas a combinação Ca+HMP reduziu a erosão. In situ, Ca reduziu a erosão provocada pelo suco, porém, alterações no sabor foram notadas por alguns voluntários. HMP não apresentou efeito protetor. / The aim of this study was to evaluate in vitro and in situ the erosive potential of the orange juice modified with calcium and some food-approved polymers. This study was divided into four fases. In the first, the following substances: calcium lactate (Ca), xanthan gum (XG), sodium hexametaphosphate (HMP), sodium trypoliphosphate (STP), sodium pyrophosphate (PP) and some of their combinations were added to a commercially available orange juice, creating 15 modified juices. The juice without additives was used as a negative control (C-) and a commercially available calcium-modified juice as positive control (C+). These juices were tested for erosive potential using pH-stat. The response variable was the volume of titrant needed to maintain the pH of the juices in their baseline values. After, six selected juices were tested in the second phase with an erosion-remineralization cycling model. In the third phase, the erosion and remineralization episodes were tested independently. The reponse variable for these phases was surface microhardness for enamel and optical perfilometry for enamel and dentin. In the fourth phase, the juices Ca, Ca+HMP and HMP, plus the controls were tested with an erosion in situ model, consisting of a 5-phase, single blind crossover clinical trial involving 10 subjects. In each phase, subjects inserted custom-made palatal appliances containing enamel specimens in the mouth and, after 5 min equilibration period, performed erosive challenges for total of 0 (control), 10, 20, and 30 min. Two specimens were randomly removed from the appliances, after each challenge period. The reponse variable was the percentage of surface microhardness change. Before the procedures, in each phase, the subjects performed a taste test, where the modified juice assigned to that phase was blindly compared to C-. In first phase, all the additives were able to reduce the erosive potential of the juice, except the addition of XG alone. In the second phase, no detectable enamel loss was observed when Ca, HMP and Ca+HMP were added to the juice; XG, STP and PP had enamel loss similar to C-. Ca+HMP showed the lowest reduction in the surface microhardness, followed by Ca;all the other groups presented a reduction in the surface microhardness similar to C-. For dentin, only Ca+HMP reduced surface loss. In the third phase, Ca, HMP and Ca+HMP protected against erosion; and none of the tested compounds seemed to interfere with the remineralization process. In the fourth phase, Ca and Ca+HMP reduced erosion, with no difference between them. HMP did not show any protective effect. 5/10 subjects noticed a difference in the taste of C+; 4/10 for Ca; and 2 /10 for C-. In conclusion, in vitro, HMP and Ca, in the concentrations tested, reduced erosion on enamel and this effect was enhanced by their combination. For dentin, only the combination Ca+HMP caused a significant reduction. In situ, Ca reduced the erosion caused by the juice; however, taste changes were noticed by some volunteers. HMP did not show any protective effect.