O emprego da metodologia de superfície de resposta no desenvolvimento de um novo produto simbiótico, fermentado com Enterococcus faecium CRL 183 e Lactobacillus helveticus ssp jugurti 416, à base de extratos aquosos de soja e de Yacon (Smallanthus sonchifolius)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Aplicação da metodologia de superfície de resposta na otimização da remediação de um solo arenoso contaminado com cobre

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Avaliação do efeito da combinação de pectina, gelatina e alginato de sódio sobre as características de gel de fruta estruturada a partir de "mix" de polpa de cajá e mamão, por meio da metodologia de superfície de resposta

Este trabalho teve por objetivo estabelecer procedimento tecnológico para produção de fruta estruturada a partir de "mix" de polpa de cajá e mamão, procurando unir as propriedades sensoriais de cada uma das frutas e potencializar as características funcionais do produto final. Avaliou-se o efeito da combinação de pectina, gelatina e alginato de sódio, via metodologia de superfície de resposta, nas características do gel de fruta. As polpas de mamão e cajá e os estruturados obtidos foram caracterizados com relação aos compostos funcionais, avaliando-se o teor de taninos e carotenóides totais, além das análises de composição centesimal, pH, acidez titulável, sólidos solúveis, açúcares, atividade de água, carboidratos e valor energético total. Os resultados obtidos através do planejamento experimental indicam que para o estruturado misto de cajá e mamão, somente o aumento da concentração de gelatina afeta a firmeza do produto final. Os estruturados de frutas desenvolvidos apresentaram boa aceitação sensorial para todos os atributos avaliados. Com relação à intenção de compra, 70% dos provadores responderam que provavelmente ou certamente, comprariam o estruturado misto de cajá e mamão se o encontrassem à venda.

Otimização da desidratação osmótica de filés de mapará (Hypophthalmus edentatus) através da metodologia de superfície de resposta

A desidratação osmótica de filés de mapará tem sido utilizada como pré-tratamento antes da secagem e refrigeração de alimentos como um meio de reduzir a umidade dos produtos. O objetivo do trabalho foi otimizar a transferência de massa ocorrida durante a desidratação osmótica de mapará através da metodologia de superfície de resposta. A desidratação osmótica foi realizada de acordo com um planejamento fatorial completo 2³, com oito pontos fatoriais, três centrais e seis axiais, totalizando 17 ensaios, em que o valor das variáveis dependentes, a perda de peso (PP), a perda de água (PA), o ganho de sólidos (GS), GS/PA e ácido tiobarbitúrico (TBA), são funções das variáveis independentes, temperatura, concentração de NaCl e tempo de imersão. A análise estatística aplicada aos dados experimentais foi realizada através do erro puro e pelo SS residual. Aplicando a metodologia de superfície de resposta, a condição ótima de convergência de menor perda de peso, maior perda de água e menor ganho de sal correspondeu a uma concentração de cloreto de sódio de 22%, temperatura de 46 °C e tempo de 7 horas.

Formulação de extrato aquoso de tremoço branco (Lupinus albus L.) adicionado de suco de pitanga utilizando metodologia de superfície de resposta

The aim of the present study was to verify, through the response surface methodology, the optimum conditions for the combined use of aqueous extract of white lupine (Lupinus albus L.) and tropical pitanga juice (Eugenia unifl ora L.) in the development of a drink. Therefore, the independent variables were represented by the volume of aqueous extract of lupine (mL) and by the volume of pitanga juice (mL). The dependent variables (responses) were obtained through sensory test of acceptance (“appearance”, “aroma”, “taste” and “overall acceptability”). The combined optimization of the variables pointed the second formulation (50mL of aqueous extract of lupine and 30mL of pitanga juice) of the experimental project as the most adequate. In conclusion it was possible to get a drink with attractive sensory characteristics using aqueous extract of white lupine and tropical pitanga juice. The usage of response surface methodology made possible the determination of regions of maximum acceptance for each attribute evaluated in the formulation of a drink with aqueous extract of white lupine and pitanga juice, with a minimum of tests.

Otimização da extração de ergosterol assistida por microondas a partir de Agaricus bisporus L., aplicando a técnica estatística de superfície e resposta combinada com a técnica de HPLC-UV

O aumento de consumo de cogumelos tem-se verificado em todo o mundo, não só pelo seu valor nutricional, sabor apurado e textura, mas também pelas suas propriedades medicinais. Existem vários estudos científicos que descrevem os benefícios do consumo de cogumelos, que advêm da sua riqueza em compostos bioativos, tais como micosteróis, em particular, ergosterol. Agaricus bisporus L. é o cogumelo mais consumido em todo o mundo, sendo a sua fração de esteróis constituída essencialmente por ergosterol (90%) [1], tornando a sua extração um tópico de elevado interesse já que esta molécula apresenta elevado valor comercial e inúmeras aplicações nas indústrias alimentar, farmacêutica e cosmética. Segundo a literatura, o teor de ergosterol pode variar entre 3 e 9 mg por g de cogumelo seco. Atualmente, os métodos tradicionais tais como a maceração e a extração em Soxhlet estão a ser substituídos por metodologias emergentes, nomeadamente a extração assistida por microondas, visando diminuir a quantidade de solvente utilizado e o tempo de extração e, naturalmente, aumentar o rendimento da mesma. No presente trabalho, utilizou-se A. bisporus como fonte de ergosterol, tendo-se otimizado as seguintes variáveis relevantes para a sua extração pela tecnologia de microondas (MAE): tempo (0-20 min), temperatura (60-210 ºC) e razão sólido-líquido (1-20 g/L). O solvente utilizado foi o etanol tendo-se aplicado a técnica estatística de superfície de resposta por forma a gerar modelos matemáticos que permitissem maximizar a resposta e otimizar as variáveis que afetam a extração de ergosterol. O conteúdo em ergosterol foi monitorizado por HPLC-UV. Os resultados demonstraram que a técnica MAE é promissora para a extração de ergosterol, tendo-se obtido, para as condições ótimas (20,4 min, 121,5ºC e 1,6 g/L), 569,4 mg ergosterol/100 g de massa seca, valor similar ao obtido com extração convencional por Soxhlet (671,5±0,5 mg/100 g de massa seca). Em síntese, a extração assistida por microondas demonstrou ser uma tecnologia eficiente para maximizar o rendimento de extração em ergosterol.

Desidratação osmótica de abacaxi aplicada à tecnologia de métodos combinados

The aim of this research was to optimize osmotic dehydration of pineapple, according to two criteria: maximize water loss and minimize solid gain. The process was made as an application to Combined Methods Technology, in which three preservation factors were combined: water activity, pH and chemical preservatives, all being applied at low levels, in order to get a product resembling non-processed fruit. The experiment was divided into three treatments, being: non-coated pineapple pieces (A), pieces coated with alginate (B) and coated with low-methoxyl pectin (C). Process involved the following main steps: enzymatic inactivation of fruit pieces; in treatments B and C, incorporation of their respective coatings; and osmotic dehydration, in sucrose syrup containing potassium sorbate and citric acid. Optimum conditions, determined from Response Surface Methodology, were the following: dehydration of fruit pieces coated by alginate, at 42-47° C, in sucrose syrup at 66-69° Brix, for 220 to 270 minutes. Results indicated that both coatings significantly affected the mass transfers of the process, reducing solid incorporation and increasing water loss; therefore, increasing weight loss and performance ratio (water loss: solid incorporation) took place. Water activity was not significantly affected by the coatings. The product obtained under optimum conditions was submitted to sensorial evaluation, and presented a good general acceptance. Moulds and yeasts countings indicated good microbiological stability of the product for at least 60 days at 30ºC.

Phase transitions in biodegradable films based on blends of gelatin and poly (vinyl alcohol)

The aim of this work was to study the effect of the hydrolysis degree (HD) and the concentration (C PVA) of two types of poly (vinyl alcohol) (PVA) and the effect of the type and the concentration of plasticizers on the phase properties of biodegradable films based on blends of gelatin and PVA, using a response-surface methodology. The films were made by casting and the studied properties were their glass (Tg) and melting (Tm) transition temperatures, which were determined by diferential scanning calorimetry (DSC). For the data obtained on the first scan, the fitting of the linear model was statistically significant and predictive only for the second melting temperature. In this case, the most important effect on the second Tm of the first scan was due to the HD of the PVA. In relation to the second scan, the linear model could be fit to Tg data with only two statistically significant parameters. Both the PVA and plasticizer concentrations had an important effect on Tg. Concerning the second Tm of the second scan, the linear model was fit to data with two statistically significant parameters, namely the HD and the plasticizer concentration. But, the most important effect was provoked by the HD of the PVA.

Hydrocarbonoclastic bacteria: from bioremediation to bioenergy feedstock

Tese de Doutoramento em Engenharia Química e Biológica.

Nitrogênio e enxofre na produção e no uso de água pelo capim-braquiária em degradação

O N tem sido indispensável na formação, manutenção e recuperação de pastagens e seu efeito tem mostrado ser dependente do suprimento de S. Assim, com base na hipótese de que o incremento de N na adubação torna necessário aumentar o fornecimento de S para recuperar o capim-braquiária (Brachiaria decumbens Stapf) e de que a adubação melhora também a eficiência no uso de água pelo capim, objetivou-se avaliar a recuperação do capim-braquiária, mediante fornecimento de doses de N e de S, por meio da área foliar, a produção de massa seca da parte aérea e o consumo e a eficiência no uso de água pelo capim. Coletaram-se amostras indeformadas de solo em cilindros de 15 cm de diâmetro e 20 cm de profundidade com capim-braquiária + solo de uma pastagem em estádio de degradação. O solo foi classificado como Neossolo Quartzarênico. O experimento foi realizado em casa de vegetação, em Piracicaba-SP, no período de novembro de 2003 a março de 2004. Foram combinadas cinco doses de N (0, 100, 200, 300 e 400 mg dm-3) com cinco doses de S (0, 10, 20, 30 e 40 mg dm-3), num estudo de superfície de resposta baseado em desenho experimental composto central modificado de um fatorial 5² fracionado. Foram realizados três cortes nas plantas, com intervalos regulares de 30 dias. A interação entre as doses de N e de S foi significativa apenas no primeiro crescimento do capim, com exceção da área foliar, para a qual essa interação foi significativa no primeiro e no segundo crescimento. Houve efeito isolado do N no segundo e no terceiro crescimento. O fornecimento simultâneo de N e S na adubação contribuiu na recuperação do capim-braquiária, aumentando a área foliar e a produção de massa seca, elevando o consumo e a eficiência no uso de água pela planta.

Biochar no manejo de nitrogênio e fósforo para a produção de mudas de angico

Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de biochar aplicado com os macronutrientes N e P, para a formação de substratos, no desenvolvimento de mudas de angico (Anadenanthera colubrina) para a restauração florestal. Os experimentos foram realizados em viveiro florestal, em delineamento inteiramente casualizado. Estudaram-se interações entre concentrações crescentes de biochar e de N, na forma de ureia, e de biochar e P, na forma de superfosfato simples, adicionados a Latossolo Amarelo. Determinaram-se os parâmetros de crescimento, qualidade e nutrição das mudas, e os resultados foram submetidos ao estudo de regressão polinomial (superfície de resposta). A interação entre biochar e N beneficiou a qualidade e a concentração foliar de Mg das mudas de angico, apesar de não influenciar o crescimento das plantas. As mudas de angico submetidas à aplicação de biochar e P mostraram maior qualidade e eficiência de uso dos nutrientes Ca e K. A adição de biochar ao substrato, junto com N e P, apresenta potencial de uso para a produção de mudas de qualidade, o que favorece o sucesso de práticas de restauração florestal em regiões com baixa fertilidade do solo e sujeitas a períodos de estresse hídrico.

Análise genética do peso em um rebanho de bovinos Nelore

Resumo: O objetivo deste trabalho foi determinar os parâmetros genéticos para o peso de bovinos Nelore, do nascimento até 1.000 dias de idade, por meio de modelos de regressão aleatória. Utilizaram-se 115.096 registros de peso de 19.417 animais. Os parâmetros genéticos foram obtidos por modelos de regressão aleatória via inferência bayesiana. A trajetória média de crescimento foi ajustada com um polinômio de Legendre quártico. O efeito genético aditivo direto foi ajustado com um polinômio quadrático de Legendre. Os efeitos de ambiente permanente direto e materno foram ajustados com polinômios de Legendre quíntico e quadrático, respectivamente. A variância residual foi modelada com três classes de idades. Os valores genéticos dos pesos, do nascimento até 1.000 dias de idade, foram utilizados para a análise da tendência genética, por meio de superfícies de resposta. As herdabilidades variaram entre 0,16 e 0,47. Os efeitos de ambiente permanente direto e materno foram responsáveis por 5 a 77% e 0,2 a 11% da variância fenotípica, respectivamente. As correlações genéticas dos pesos em diferentes idades foram altas e superiores a 0,40. Os valores genéticos foram crescentes ao longo dos anos, e a tendência genética foi máxima para peso aos 500 dias.

Avaliação da influência da temperatura e do tratamento enzimático no comportamento reológico do suco de abacaxi pérola (Ananas Comosus L. merr.)

O objetivo deste trabalho foi determinar o comportamento reológico do suco de abacaxi- pérola natural e tratado com enzimas pectinolíticas. As condições de tratamento enzimático foram otimizadas através de um planejamento experimental do tipo fatorial completo 2k, com três repetições do ponto central. Na avaliação do comportamento reológico foram utilizadas duas amostras submetidas a peneiramento (N e D), analisadas em quatro diferentes temperaturas (10; 25; 50 e 65 °C). As análises reológicas foram realizadas utilizando um viscosímetro de cilindros concêntricos Brookfield e os dados experimentais foram ajustados ao modelo de Mizrahi-Berk. A relação entre temperatura e viscosidade aparente foi descrita por uma equação tipo Arrhenius. A otimização da atividade enzimática indicou, através da análise de variância e da metodologia de superfície de resposta, que as variáveis temperatura e tempo de tratamento exerceram efeito estatisticamente significativo (p<0,05) sobre a concentração de pectina presente na amostra. O modelo utilizado mostrou-se adequado para descrever o comportamento reológico dos sucos de acordo com os parâmetros R², χ² e Bf. Os baixos valores obtidos para o índice de comportamento indicaram um comportamento pseudoplástico (n<1). A temperatura exerceu influência sobre a tensão de cisalhamento e a viscosidade aparente dos sucos analisados, sendo os menores valores observados nas amostras analisadas a 65 °C. A equação tipo Arrhenius descreveu de modo satisfatório o efeito da temperatura sobre a viscosidade aparente. Os valores da energia de ativação (Eat) foram de 4,54 Kcal.g.mol-1 e 4,89 Kcal.g.mol-1, respectivamente, para as amostras do suco de abacaxi natural e despectinizado, aumentando com o tratamento enzimático. A atividade enzimática proporcionou uma redução nos valores dos parâmetros de comportamento reológico das amostras, bem como na viscosidade aparente, em todas as temperaturas utilizadas, sendo o maior percentual de redução observado a 65 °C (41,66%).

Influência da temperatura e do molhamento foliar no monociclo da mancha de alternaria em girassol

A influência da temperatura (15 °C - 32,5 °C) e da duração do período de molhamento foliar (2 h - 24 h) no desenvolvimento da mancha de Alternaria em girassol (Alternaria helianthi) foi quantificada por meio de estudos em ambiente controlado. Também foi verificada a influência da temperatura no crescimento micelial e na germinação de conídios do fungo, em ensaios in vitro. A densidade relativa de lesões e a severidade foram influenciadas pela temperatura e pela duração do período de molhamento foliar. A doença foi mais severa na temperatura de 25 °C. A temperatura mínima para desenvolvimento da doença, estimada pela função beta generalizada, foi de 13,0 °C e a máxima foi de 35,8 °C. A mancha de Alternaria foi maior com o aumento da duração do período de molhamento foliar, o que foi descrito pelo modelo logístico. A superfície de resposta obtida pela multiplicação das funções beta generalizada e logística teve um bom ajuste para os dados observados (R²=0,87 para densidade relativa de lesões e 0,92 para severidade). O crescimento micelial e a germinação de conídios em função da temperatura também foram descritos pela função beta generalizada. As temperaturas mínimas estimadas para a taxa de crescimento micelial e para a germinação de conídios foram de 5,5 °C e 7,9 °C e as máximas foram de 32,9 °C e 40,0 °C, respectivamente. Na avaliação de dez híbridos de girassol inoculados artificialmente, em condições controladas, houve diferença entre os materiais quanto à resistência à infecção e à colonização por A. helianthi.

Quimiometria como ferramenta analitica para definição das condiçoes de ensaio da enzima peroxidase de soja

Enzimas Peroxidases são heme-proteínas encontradas nos diferentes organismos vivos, especialmente vegetais, apresentam importante papel fisiológico/bioquímico como proteção contra microorganismos invasores. A soja, um dos mais importantes produtos para o agronegócio brasileiro apresenta na casca de suas sementes (subproduto) alta atividade de peroxidase, denominada soybean peroxidase,com potencial de utilização em métodos analíticos clínicos. A proposta do trabalho foi aplicar o planejamento fatorial para otimização das condições extração da enzima, definição das condições ótimas de atividade (pH e temperatura), utilizando metodologia de superfície de resposta. Os dados obtidos com clara definição foram: i) extração em pó cetonico, ii) meio reacional: pH 3,3, volume da amostra contendo a enzima 330 µL - 340 µL, peróxido de hidrogênio 4,2 mmol.L-1 150 µL, tempo de reação 20 segundos, temperatura 50º C, substrato guaiacol 30mmol.L-1 300 µL, e 0,1 mol.L-1 de NaCl. O uso da dessa metodologia para definição das condições de extração e estudos cinético-enzimáticos da peroxidase de soja foram eficientes e mais precisos, comparado a metodologia de variações/repetições (tentativa e erro).