DEA - Teses e Dissertações

Desenvolvimento de fécula de mandioca auto-expansível

2016-02-29T13:58:42Z

Desenvolvimento de fécula de mandioca auto-expansível Demiate, Ivo Mottin A produção de fécula de mandioca fermentada e seca ao sol (polvilho azedo) em alguns países da América do Sul, citada na literatura, é um exemplo de geração da propriedade funcional denominada auto-expansão. O polvilho azedo é empregado na elaboração de produtos alimentícios em caráter comercial. Estudos da propriedade de expansão do polvilho azedo possibilitaram concluir que a exposição de fécula de mandioca tratada com ácido lático a radiação ultravioleta (UV) é capaz de promover o aparecimento dessa propriedade. No presente trabalho propõe-se o desenvolvimento de féculas de mandioca auto-expansíveis modificadas por processo químico simplificado se comparado à obtenção do polvilho azedo ou da fécula tratada com ácido lático e irradiada com UV. Esse processo consta da oxidação da fécula de mandioca com solução de permanganato de potássio e posterior suspensão dessa fécula em solução de ácido lático. As amostras secas em estufa são lavadas para remoção do excesso de reagentes. As lavagens não eliminam a propriedade de expansão das amostras. Os amidos oxidados descritos na literatura formam pastas transparentes de baixas viscosidades e têm aplicação principalmente no setor têxtil e de papel. A propriedade de expansão desses amidos, entretanto, nunca foi avaliada. A determinação da expansão resultou em valores superiores a 10 mL/g, comparáveis aos relatos da literatura de expansão de polvilho azedo e de fécula tratada com ácido lático e irradiada com UV. As amostras foram analisadas e verificou-se que o teor de carboxilas foi aumentado pela modificação em cerca de quatro vezes em relação à fécula nativa. Foram caracterizadas também com relação a viscosidade aparente das pastas, viscosidade intrínseca e ao comportamento na análise de calorimetria diferencial de varredura (DSC). As amostras quimicamente modificadas auto-expansíveis apresentaram propriedades semelhantes às do polvilho azedo e da fécula tratada com ácido lático e seca ao sol. A viscosidade máxima diminuiu com o aumento do pH em todas as amostras e a expansão correlacionou-se linearmente com a viscosidade intrínseca (y = -0,0776x + 18,022; r2 = 0,8298). A análise por calorimetria diferencial de varredura não mostrou diferenças. A análise quimiométrica dos espectros na região do infravermelho médio detectou presença de grupamentos carboxila nas amostras modificadas, tanto na forma ácida quanto na forma de íon carboxilato. A análise dos dados espectrais pela regressão de mínimos quadrados parciais (PLS) permitiu prever a propriedade de expansão das amostras. O número de onda 1600 cm-1, correspondente ao íon carboxilato, correlacionou-se positivamente com a expansão, enquanto a região ao redor de 1060 cm-1, provavelmente relacionada ao oxigênio componente do anel piranosídico da glucose, correlacionou-se negativamente.; The production of fermented and sundried cassava starch (cassava sour starch) in some countries of South America, as described in the literature, is an example of generation of the functional property denominated expansion ability (auto-expansion). In Brazil, this fermented starch is commercially employed in the production of several food products. Studies about physico-chemical characteristics of cassava sour starch indicated that UV-irradiation of lactic acid treated cassava starch generated modified starches that expanded just as cassava sour starch. In the present work the development of chemically modified cassava starch is proposed by a chemical process less complex than that employed on the production of cassava starches presenting expansion ability (cassava sour starch or UV-irradiated lactic acid treated cassava starch). This process involves previous oxidation of native cassava starch with potassium permanganate, followed by suspension in lactic acid solution. The samples are oven-dried before or after being washed to promote the removal of excess reagents. Washings do not influence the expansion of the modified samples. Oxidized starches described in the literature form clear and low viscosity pastes and are used mainly at the textile and paper industry. Their expansion property, however, was never evaluated. The determination of expansion of the samples revealed specific volumes higher than 10 mL/g, comparable with bibliographic data of commercial cassava sour starch or lactic acid treated and UV-irradiated samples. The carboxyl content was increased four times in comparison with native starch. The samples were also analyzed with relationship to apparent viscosity of the pastes, intrinsic viscosity and behavior in the differential scanning calorimetry analysis. Results showed that chemically modified samples had similar properties when compared with commercial cassava sour starch as well as with sundried lactic acid treated cassava starch. Maximum viscosity decreased with increasing pH for all samples presenting expansion ability, and the expansion was linearly correlated with intrinsic viscosity (y = -0,0776x + 18,022; r2 = 0,8298). DSC analysis did not reveal differences among samples. The chemometric analysis of the mid infrared spectra showed the presence of carboxyl groups in modified samples, both in the acid as in the carboxylate ion form. Spectral data analysis by partial least squares regression (PLS) allowed to foresee the expansion property of the samples. The 1600 cm-1 wave number, corresponding to the carboxylate ion was positively related with the expansion while another at around 1060 cm-1, probably related to the oxygen of the glucose pyranosidic ring was negatively related with the expansion.

Avaliação de tratamento de manipueira em biodigestores fase acidogênica e metanogênica

2016-02-23T14:33:03Z

Avaliação de tratamento de manipueira em biodigestores fase acidogênica e metanogênica Barana, Ana Claudia Um grande problema enfrentado pelas indústrias produtoras de farinha de mandioca é o destino da manipueira, resíduo líquido gerado na proporção de 300L/ton de raiz processada. Poluente devido à alta carga orgânica e tóxico pela presença do glicosídeo cianogênico Linamarina, potencialmente hidrolisável a cianeto. Sem solução a baixo custo, as empresas descartam o efluente em rios e terrenos próximos. Com a promulgação da Lei Federal nº9433, sancionada em 8 de janeiro de 1997, que instituiu sobre a Política Nacional de Recursos Hídricos, maior atenção deve ser dada aos resíduos industriais. Por essa lei as empresas passam a pagar não apenas pela água consumida, mas pela quantidade e qualidade do efluente descartado em corpos d'água. As farinheiras também utilizam grande quantidade de lenha para secagem da farinha em fornos de baixa eficiência. Para tentar solucionar os dois problemas, poluição ambiental e energético, pesquisas têm sido feitas no CERAT, Centro de raízes e Amidos Tropicais, sobre tratamento anaeróbio de manipueira. Nesse processo, além de redução da carga orgânica, ocorre produção de gás metano, que pode ser queimado, substituindo parte da lenha na secagem da farinha. Pesquisas anteriores comprovaram que o tratamento da manipueira em biodigestores de fase única não é viável, devido à acidificação excessiva do meio. Neste trabalho, foi feita a avaliação do tratamento de manipueira em biodigestores fase acidogênica e metanogênica. O reator acidogênico utilizado foi do tipo fluxo ascendente, TRH (Tempo de Retenção Hidráulica) de um dia e temperatura mantida em 35 } 1ºC. O metanogênico, um filtro anaeróbio de fluxo ascendente, foi operado com TRH de três dias e temperatura de 32º } 1C. O efluente do reator acidogênico foi utilizado como afluente do reator metanogênico. Foram analisados nos afluentes e efluentes de cada reator, teores de sólidos totais e voláteis, pH, alcalinidade e acidez volátil, DQO (Demanda Química de Oxigênio) e minerais, além das medidas de volume de biogás produzido e sua composição. O experimento dividiu-se em duas partes. Na primeira, não foi feita correção de pH do afluente do reator metanogênico para valores entre 6,5 e 7,0. Na segunda parte do experimento, houve correção de pH desse afluente. A fase acidogênica teve carga orgânica de entrada entre 18,42 a 54,22 g DQO/L.d. Na fase metanogênica a carga orgânica de entrada variou de 4,04 a 17,59 g DQO/L.d. Durante as fases em que houve correção de pH no afluente do reator metanogênico obteve-se redução de DQO de até 85,61% com carga orgânica de entrada de 6,16 g DQO/L.d. Com carga de 17,05 g DQO/L.dia obteve-se redução de DQO de 49,33%. O rendimento de biogás foi de, no máximo, 2,05 L/g DQOd com 65% de metano, quando carga orgânica de entrada foi de 12,54 g DQO/L.d. A relação acidez volátil/alcalinidade do reator metanogênico permaneceu entre 0,7 e 1,4 e o pH de saída variou entre 7,56 e 8,21. Quanto maior a concentração de cianeto total no afluente, menor a redução desse durante o processo. A redução de cianeto total apresentou valore máximo de 93,22% e mínimo de 67,50% quando concentrações de entrada foram de 20,36 e 66,02 mg/L. As menores taxas de redução de DQO e rendimento de biogás foram constatadas nas etapas onde não houve correção de pH no afluente do reator acidogênico. A maior taxa de redução de DQO, 75,24%, ocorreu com carga orgânica de entrada de 9,45 g DQO/L.dia. Com carga de 17,80 g DQO/L.dia houve redução de DQO de 23,76%. Obteve-se rendimento de biogás de 2,76 L/g DQOd com 52,77% de metano com carga orgânica de entrada de 6,56 g DQO/L.dia. Com o aumento da carga do reator metanogênico para 16,42 g DQO/L.dia o rendimento de biogás caiu para 0,44 L/g DQOd com 9,18% de metano. A relação acidez volátil/alcalinidade do reator metanogênico variou entre 0,35 e 8,16 quando carga orgânica foi de 9,45 e 17,80 g DQO/L.dia, respectivamente. O pH do efluente do reator metanogênico variou de 8,01 a 4,21 com cargas de 9,45 e 17,80 g DQO/L.dia, respectivamente. Frente aos resultados obtidos concluiu-se que o processo de biodigestão anaeróbia da manipueira em reatores acidogênico e metanogênico, fisicamente separados, foi mais eficiente durante as etapas em que houve correção de pH do afluente do reator metanogênico para valores entre 6,5 e 7,0.; One of the biggest problems faced by cassava flour factories is the destination of manipueira, a liquid waste generated in large amounts (300L/ton of processed roots). This waste causes pollution due to its high organic load and is toxic because contains lynamarine, a cyanogenic glycoside potentially convertible to cyanide. Without any low-cost solution, cassava flour factories discard this waste in rivers or in areas close to them. After implementation of Brazilian law nº9433, from January 8th, 1997 that is related to the National Policy for Water Resources more attention should be paid relatively to industrial waste treatment. The industries will have to pay not only for the consumed water, but also for the amount and quality of the waste discharged in the rivers. Cassava factories also need large amounts of firewood for drying flour on low-efficiency ovens. Searching for a solution for these problems, environmental and energy, researches are being developed at CERAT about anaerobic treatment of manipueira. In this process, beyond reducing organic load there is production of methane a fuel gas that can advantageously substitute firewood in flour drying. Previous researches showed that treating manipueira in one-phase biodigestors was not viable due to excessive acidification. In the present work acidogenic and methanogenic biodigestors were evaluated for treating manipueira. The acidogenic reactor was an upflow reactor, one-day HRT (Hydraulic Retention Time) and temperature kept at 35 ± 1ºC. The methanogenic reactor, an anaerobic upflow filter, was operated with a three-day HRT, temperature of 32 ± 1ºC. The acidogenic reactor effluent was employed as influent of the methanogenic reactor. Total and volatile solids, pH, alkalinity and acidity, COD (Chemical Demand Oxygen) and minerals were analysed for both influent and effluent, as well as the amount and composition of the produced biogas. The assay was divided in two steps. Firstly there was pH correction in the influent of methanogenic reactor to values between 6.5 and 7.0. At the second step there was no pH correction in this influent. The acidogenic phase was carried out with incoming loads varying from 18.42 to 54.22 g COD/L.day. In the methanogenic phase incoming organic loads varied from 4.04 to 17.59 g COD/L.day. During the steps when pH of the influent from methanogenic reactor was corrected there was 85.61% of COD reduction with incoming organic load of 6.16 g COD/L.day. With organic load of 17.05 g COD/L.day there was a 49.33% COD reduction. The maximum biogas yield was of 2.05 L/g COD.day containing 65% of methane when the incoming organic load was of 12.54 g COD/L.day. The relation volatile acidity/alkalinity of the methanogenic reactor remained between 0.7 and 1.4 and the pH at exit between 7.56 and 8.21. The cyanide reduction was lower at higher total cyanide levels found in the influent. Total cyanide reduction presented 93.22% as maximum value and 67.50% as minimum, when the incoming concentrations were of 20.36 and 66.02 mg/L, respectively. The lowest COD reduction rates and biogas yields were found when no pH correction of the acidogenic influent was done. The higher COD reduction rate (75.24%) occurred with an incoming organic load of 9.45 g COD/L.day. With a 17.80 g COD/L.day load there was 23.76% of COD reduction. Biogas yield was of 2.76 L/g COD.day with 9.18% of methane. The volatile acidity/alkalinity relation of the methanogenic reactor varied between 0.35 and 8.16 when the organic loads were of 9.45 and 17.80 g COD/L.day, respectively. The pH of the methanogenic influent varied between 8.01 and 4.21 with loads of 9.45 and 17.80 g COD/L.day, respectively. Analysing these results it was possible to conclude that the anaerobic treatment of manipueira on physically separated acidogenic and methanogenic reactors was more efficient during the phases with pH correction of the methanogenic reactor influent to values between 6.5 and 7.0.

Produto lácteo contendo fitoquímicos bioativos de extratos de especiarias

2013-05-16T12:46:32Z

Produto lácteo contendo fitoquímicos bioativos de extratos de especiarias Santos, Renata Dinnies Compostos antioxidantes naturais, adicionados em alimentos, podem ter um impacto fisiológico sobre a saúde humana, principalmente porque podem reduzir o risco de doenças ou promover um retardamento dos danos provocados pelo efeito de radicais livres, como as doenças cardiovasculares, câncer intestinal, infecções intestinais, entre outras. Rosemarinus officinalis L. (alecrim) e Origanum vulgare (orégano) são duas especiarias ricas em compostos fenólicos com atividade antioxidante, que podem atuar nos processos de oxidação lipídica. Neste trabalho, foram otimizadas as condições de extração de compostos fenólicos das especiarias (Rosemarinus officinalis L. e Origanum vulgare), através de metodologia de superfície de resposta, variando-se a concentração de solvente (etanol) e o tempo de operação. Foi avaliada a atividade antioxidante nos extratos brutos (inibição do radical DPPH e dosagem de MDA) e desenvolvido um produto lácteo contendo os fitoquímicos bioativos dos extratos das especiarias, que foi avaliado sensorialmente. As condições ótimas de extração de compostos fenólicos foram 75% de etanol em 8 horas de operação para Rosemarinus officinalis L. (0,46 mg/ml  0,01 p/v) e 40% de etanol em 7,5 horas de operação para Origanum vulgare (2,57 mg/mL  0,02 p/v). O extrato de Rosemarinus officinalis L. apresentou maior atividade antioxidante tanto na dosagem de MDA quanto na inibição do radical DPPH. Os extratos concentrados foram adicionados, separadamente, a uma base de ricota, dando origem a um patê, que foi avaliado sensorialmente. O produto contendo extrato concentrado de alecrim (9,60 mg/mL p/v) atingiu 76,0% de aceitação, com compostos fenólicos na concentração de 96 mg/100g de produto. O produto lácteo formulado com extrato de Origanum vulgare apresentou concentração de compostos fenólicos de 396 mg/100g de produto, com índice de aceitação de 91,1%.; Natural antioxidants added to foods, may have a physiological impact on human health, particularly because they may reduce the risk of illnesses or they promote the delay of damaging free radicals effect, like cardiovascular diseases, intestinal cancer or infections symptoms. Rosemarinus officinalis L. (rosemary) and Origanum vulgare (oregano) are two herbs, both riches in phenolic compounds with antioxidant activity, which can act in the lipid oxidation processes. In this experiment, it was established the best conditions for phenolic compounds extraction from rosemary and oregano, through response surface methodology, varying solvent (ethanol) running time and its concentration. The antioxidant activity from raw extracts was evaluated (inhibition of DPPH radical and MDA dosage) and it was developed a dairy product containing the bioactive phytochemicals extracted, that were sensory evaluated. The best condition for phenolic compounds extraction, was 75% ethanol in 8 hours running time for rosemary (0.46 mg/ml ± 0.01 w/v), and 40% ethanol in 7,5 hours running time for oregano (2.57 mg/mL ± 0.02 w/v). The rosemary extract showed high antioxidant activity in both tests. The obtained extracts were added, separately, to a blend of ricotta, which was sensory evaluated. The product with concentrated rosemary extracts (9,60 mg/mL w/v), reached 76,0% acceptance, having 96 mg/100g phenolic concentration in the final blend. The ricotta elaborated with Origanum vulgare extract, had 396 mg/100g phenolic compound final concentration, with 91,1% acceptance index.

Compostos fenólicos de ervas lamiaceae na estabilidade oxidativa da manteiga e avaliação da toxicidade de extrato de alecrim (Rosemarinus officinalis l.)

2013-05-16T12:45:46Z

Compostos fenólicos de ervas lamiaceae na estabilidade oxidativa da manteiga e avaliação da toxicidade de extrato de alecrim (Rosemarinus officinalis l.) Santos, Renata Dinnies Óleos e gorduras são substâncias susceptíveis a processos oxidativos. As reações de oxidação e a decomposição dos produtos da oxidação implicam na perda de qualidade e valor nutricional dos alimentos. O processo oxidativo pode ser inibido ou atrasado através do uso de antioxidantes, compostos naturais ou sintéticos, com estruturas químicas e mecanismos de ação diversos, capazes de retardar ou inibir, de forma significativa, a oxidação de qualquer substância oxidável. Neste trabalho determinou-se a concentração de compostos fenólicos e avaliou-se a atividade antioxidante dos extratos brutos de alecrim, orégano, sálvia, tomilho e manjerona pelos métodos de sequestro do radical DPPH, dosagem das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico e teste de FRAP. O extrato alc oólico de alecrim foi avaliado quanto à toxicidade pelo método de redução do MTT. Avaliou-se também a estabilidade oxidativa de manteiga adicionada de compostos fenólicos de alecrim pelo método Schaal Oven Test. Os extratos alcoólicos de alecrim, orégano, tomilho, sálvia e manjerona apresentaram concentração em com postos fenólicos de 2,440, 5,350, 2,150, 2,280 e 2,390 mg/mL, respectivamente. As condições ótimas de extração foram 40% de etanol durante 4 horas para alecrim, orégano, sálvia e manjerona, e 40% de etanol durante 6 horas para tomilho. O extrato alcoólico de alecrim apresentou maior atividade antioxidante na inibição do radical DPPH. Não houve diferença significativa quanto à atividade antioxidante entre os extratos de alecrim, manjerona e tomilho, avaliada pela determinação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (p< 0,05). O extrato de orégan o se destacou pelo maior poder antioxidante no método de redução do ferro (valor de FRAP). Na avaliação da toxicidade do extrato alcoólico de alecrim in vitro, pelo método de redução do MTT, observou-se uma atividade citoprotetora concentração-dependente entre 50 e 250 µg/mL. Os resultados sugerem que o uso do alecrim como antioxidante natural é seguro nas concentrações testadas. A manteiga obteve maior estabilidade à oxidação com a adição de extrato alcoólico de alecrim na concentração de 400 ppm. Nesta concentração, retardou-se o início do período de propagação em 16 horas a 110oC e 96 horas a 60oC em comparação ao antioxidante sintético BHT a 200 ppm.; Oils and fats are susceptible to the oxidative processes. Lipid oxidation causes nutritional losses and produces undesirable flavour, color and toxic compounds, which can make the foods less acceptable or unacceptable to consumers. The use of antioxidants, synthetic or natural substances that vary widely in chemical structure and have diverse mechanisms of action, is able to delay or inhibit significantly the oxidation of any reducible substance. This study established the best condition for the extraction of phenolic compounds and evaluated the antioxidant activity of crude rosemary, oregano, sage, thyme and marjoram extracts through methods of inhibition of the DPPH radical, determination of thiobarbituric acid reactive substances and FRAP test. The toxicity of alcoholic rosemary extract was evaluated through the method of MTT reduction. The Schaal Oven Test was used to evaluate the oxidative stability of butter added of alcoholic rosemary extract. The best condition for extraction of phenolic compounds was 40% ethanol in 4 hours running time for rosemary, oregano, sage and marjoram (2,440, 5,530, 2,280 and 2,390 mg/mL respectively) and 40% ethanol in 6 hours running time for thyme (2,150 mg/mL). The alcoholic rosemary extract showed the highest antioxidant activity in test of inhibition of the DPPH radical. There was no significant difference regarding the antioxidant activity between rosemary, marjoram and thyme extracts in the determination of thiobarbituric acid reactive substances (p< 0,05). The oregano extract demonstrated the highest antioxidant power in the FRAP test. In the in vitro evaluation of the alcoholic rosemary extract toxicity through the method of MTT reduction, a dose-dependent cytoprotective activity was observed between 50 and 250 µg/mL. The results suggest that the use of rosemary as natural antioxidant is safe in the tested concentrations. The highest oxidative stability of butter added of alcoholic rosemary extract at temperatures of 60 and 110oC was obtained with the concentration of 400 ppm of phenolic compounds, where it was observed the lowest levels of peroxides formation and degradation. At that concentration, the start propagation period was delayed in 16 hours at 110oC and 96 hours at 60oC, if compared to 200 ppm BHT sintetic antioxidant.