Effects of processing on physical properties of extruded snacks with blends of sour cassava starch and flaxseed flour

The opportunity to supplement common cassava biscuits with a product of higher nutritional value meets consumer expectations. In this work it was studied the effects of process parameters and flaxseed addition on physical properties of expanded snacks. Extrusion process was carried out using a single screw extruder in a factorial central composite rotatable design with four factors: flaxseed flour percentage (0-20%), moisture (12-20%), extrusion temperature (90-130 °C) and screw speed (190-270). The effect of extrusion variables was investigated in terms of expansion index, specific volume, water absorption index, water solubility index, color parameters (L*, a* ,b*) and hardness. The data analysis showed that variable parameters of the extrusion process and flaxseed flour affected physical properties of puffed snacks. Among the experimental conditions used in the present study, expanded snack products with good physical properties can be obtained under the conditions of 10% flaxseed flour, 230 rpm screw speed, temperature of 90 °C and moisture of 12%.

Evaluation of beetroot (Beta vulgaris L.) leaves during its developmental stages: a chemical composition study

Beetroot leaves (Beta vulgaris L.) are commonly cut off and discarded before using its bulb due to lack of knowledge of how to use them. Aiming at using these leaves, in the present study, in natura and dehydrated beetroot leaves were chemically characterized in terms of fatty acid composition, proximate composition, minerals, total phenolic compounds (TPC), and antioxidant activity by DPPH• in different stages (60, 80, and 100 days) of development. The beetroot leaves showed significant levels of protein and lipids in all developmental stages, and all proximate composition nutrients decreased during these maturation stages; the highest content was observed at 60 days. The Fe content decreased during the developmental stages (from 342.75 to 246.30 mg.kg-1), while the content of K increased (from 13,367.64 to 20,784.90 mg.kg-1). With regard to to fatty acid composition, linolenic acid was present in the greatest quantity, and it increase up to 2.58 mg.g-1 (in natura) and 40.11 mg.g-1 (dehydrated) at 100 days of development. The n-6/n-3 ratios were low in all stages. The TPC and antioxidant activity by DPPH• changed during the developmental stages. The TPC was highest in the 100-day dehydrated leaves (15.27±0.12 mg GAE.g-1 FW), and the 50% inhibition of DPPH• (IC50 89.52 µg.mL-1) were better in the 60-day in natura leaves. This study shows that all developmental stages produced satisfactory results, and therefore, these leaves can be reused as food. The antioxidant activity and the chemical constituents, mainly the ω-3fatty acid, increased during the stages of development.

Heating effects on physicochemical characteristics and antioxidant activity of flaxseed hull oil (Linum usitatissimum L)

The aim of this study was to analyze the effects of heating on some quality characteristics and antioxidant activity of flaxseed hull oil. Polyunsaturated fatty acids (PUFA) and Cox value decreased during heating. Heating process led to considerable increase in saponification value (SV), peroxide value (PV), p-anisidine value (p-AnV), oxidative value (OV) and specific extinction at 232 and 270 nm. There was a significant decrease in oil stability during heating process (1.4-1.0 h). Fuel properties of flaxseed hull oil were also changed after heating treatment. Heating process caused loss of total phenolic acids, total flavanoids, carotenoids and chlorophyll pigments. Phospholipids (PL) content were less changed compared to other bioactive compounds. Antioxidant activity of flaxseed hull oil decreased during heating process.

Effect of standard and neutral-pH peritoneal dialysis solutions upon fibroblasts proliferation

Introduction: Continuous exposition of the peritoneal membrane to conventional dialysis solutions is an important risk factor for inducing structural and functional alterations. Objective: To compare in vitro mouse fibroblast NIH-3T3 cell viability after exposition to a neutral pH dialysis solution in comparison to cells exposed to a standard solution. Methods: Experimental study to compare the effects of a conventional standard or a neutral-pH, low-glucose degradation products peritoneal dialysis solution on the viability of exposed fibroblasts in cell culture. Both solutions were tested in all the commercially available glucose concentrations. Cell viability was evaluated with tetrazolium salt colorimetric assay. Results: Fibroblast viability was significantly superior in the neutral pH solution in comparison to control, in all three glucose concentrations (Optical density in nm-means ± SD: 1.5% 0.295 ± 0.047 vs. 0.372 ± 0.042, p < 0.001; 2.3% 0.270 ± 0.036 vs. 0.337 ± 0.051, p < 0.001; 4.25% 0.284 ± 0.037 vs. 0.332 ± 0.032, p < 0.001; control vs. neutral pH respectively, Student t Test). There was no significant difference in cell viability between the three concentrations of glucose when standard solution was used (ANOVA p = 0.218), although cell viability was higher after exposition to neutral pH peritoneal dialysis fluid at 1.5% in comparison to 2.3 and 4.25% glucose concentrations (ANOVA p = 0.008: Bonferroni 1.5% vs. 2.3% p = 0.033, 1.5% vs. 4.25% p = 0.014, 2.3% vs. 4.25% p = 1.00). Conclusion: Cell viability was better in neutral pH dialysis solution, especially in the lower glucose concentration. A more physiological pH and lower glucose degradation products may be responsible for such results.

Secagem e armazenamento de sementes de Eugenia brasiliensis Lam. (Grumixameira)

Há grande demanda por pesquisas com espécies arbóreas nativas do Brasil, principalmente quanto à qualidade fisiológica de suas sementes. Visando avaliar o grau de tolerância à dessecação e a capacidade de armazenamento das sementes de grumixameira (Eugenia brasiliensis), frutos maduros foram coletados em Mogi-Guaçu, SP. Após a colheita, as sementes foram extraídas, lavadas e secas a 36ºC, reduzindo seu teor de água inicial de 48,9% (base úmida) para até 23,6% (última secagem), totalizando cinco níveis de secagem. Amostras de sementes de cada nível de secagem foram armazenadas em sacos plásticos, a 7ºC, até 270 dias. Os resultados mostraram que a redução do teor de água para valores inferiores a 43,1% prejudicou tanto a germinabilidade quanto a capacidade de conservação em armazenamento das sementes. Sementes com 48,9% de água apresentaram 60% de germinação após 180 dias de armazenamento e 19% após 270 dias, quando mantidas em sacos plásticos e em câmara fria. Concluiu-se que sementes de E. brasiliensis podem ser armazenadas por 180 dias a 7ºC e são sensíveis à secagem a 36ºC.

Chemical changes in biomass during torrefaction

Torrefaction is moderate thermal treatment (~200-300 °C) of biomass in an inert atmosphere. The torrefied fuel offers advantages to traditional biomass, such as higher heating value, reduced hydrophilic nature, increased its resistance to biological decay, and improved grindability. These factors could, for instance, lead to better handling and storage of biomass and increased use of biomass in pulverized combustors. In this work, we look at several aspects of changes in the biomass during torrefaction. We investigate the fate of carboxylic groups during torrefaction and its dependency to equilibrium moisture content. The changes in the wood components including carbohydrates, lignin, extractable materials and ashforming matters are also studied. And at last, the effect of K on torrefaction is investigated and then modeled. In biomass, carboxylic sites are partially responsible for its hydrophilic characteristic. These sites are degraded to varying extents during torrefaction. In this work, methylene blue sorption and potentiometric titration were applied to measure the concentration of carboxylic groups in torrefied spruce wood. The results from both methods were applicable and the values agreed well. A decrease in the equilibrium moisture content at different humidity was also measured for the torrefied wood samples, which is in good agreement with the decrease in carboxylic group contents. Thus, both methods offer a means of directly measuring the decomposition of carboxylic groups in biomass during torrefaction as a valuable parameter in evaluating the extent of torrefaction. This provides new information to the chemical changes occurring during torrefaction. The effect of torrefaction temperature on the chemistry of birch wood was investigated. The samples were from a pilot plant at Energy research Center of the Netherlands (ECN). And in that way they were representative of industrially produced samples. Sugar analysis was applied to analyze the hemicellulose and cellulose content during torrefaction. The results show a significant degradation of hemicellulose already at 240 °C, while cellulose degradation becomes significant above 270 °C torrefaction. Several methods including Klason lignin method, solid state NMR and Py-GC-MS analyses were applied to measure the changes in lignin during torrefaction. The changes in the ratio of phenyl, guaiacyl and syringyl units show that lignin degrades already at 240 °C to a small extent. To investigate the changes in the extractives from acetone extraction during torrefaction, gravimetric method, HP-SEC and GC-FID followed by GC-MS analysis were performed. The content of acetone-extractable material increases already at 240 °C torrefaction through the degradation of carbohydrate and lignin. The molecular weight of the acetone-extractable material decreases with increasing the torrefaction temperature. The formation of some valuable materials like syringaresinol or vanillin is also observed which is important from biorefinery perspective. To investigate the change in the chemical association of ash-forming elements in birch wood during torrefaction, chemical fractionation was performed on the original and torrefied birch samples. These results give a first understanding of the changes in the association of ashforming elements during torrefaction. The most significant changes can be seen in the distribution of calcium, magnesium and manganese, with some change in water solubility seen in potassium. These changes may in part be due to the destruction of carboxylic groups. In addition to some changes in water and acid solubility of phosphorous, a clear decrease in the concentration of both chlorine and sulfur was observed. This would be a significant additional benefit for the combustion of torrefied biomass. Another objective of this work is studying the impact of organically bound K, Na, Ca and Mn on mass loss of biomass during torrefaction. These elements were of interest because they have been shown to be catalytically active in solid fuels during pyrolysis and/or gasification. The biomasses were first acid washed to remove the ash-forming matters and then organic sites were doped with K, Na, Ca or Mn. The results show that K and Na bound to organic sites can significantly increase the mass loss during torrefaction. It is also seen that Mn bound to organic sites increases the mass loss and Ca addition does not influence the mass loss rate on torrefaction. This increase in mass loss during torrefaction with alkali addition is unlike what has been found in the case of pyrolysis where alkali addition resulted in a reduced mass loss. These results are important for the future operation of torrefaction plants, which will likely be designed to handle various biomasses with significantly different contents of K. The results imply that shorter retention times are possible for high K-containing biomasses. The mass loss of spruce wood with different content of K was modeled using a two-step reaction model based on four kinetic rate constants. The results show that it is possible to model the mass loss of spruce wood doped with different levels of K using the same activation energies but different pre-exponential factors for the rate constants. Three of the pre-exponential factors increased linearly with increasing K content, while one of the preexponential factors decreased with increasing K content. Therefore, a new torrefaction model was formulated using the hemicellulose and cellulose content and K content. The new torrefaction model was validated against the mass loss during the torrefaction of aspen, miscanthus, straw and bark. There is good agreement between the model and the experimental data for the other biomasses, except bark. For bark, the mass loss of acetone extractable material is also needed to be taken into account. The new model can describe the kinetics of mass loss during torrefaction of different types of biomass. This is important for considering fuel flexibility in torrefaction plants.

Qualidade fisiológica de sementes de urucum armazenadas em diferentes ambientes e embalagens

Urucum (Bixa orellana L.) é uma cultura de grande interesse comercial, sendo o principal produto a semente, da qual se extrai os corantes bixina e norbixina, de valor nos mercados nacional e internacional. Este trabalho objetivou avaliar a qualidade fisiológica de sementes de urucum, cultivar Bico de Pato, armazenadas por um período de 12 meses em quatro ambientes (condição ambiental, câmara fria, refrigerador e freezer) e acondicionadas nas embalagens (envelopes trifoliados de papel-alumínio-polietileno, embalagem plástica em condições de vácuo e polietileno preto). Após as determinações do grau de umidade, as sementes foram escarificadas mecanicamente. Foram realizadas avaliações da qualidade das sementes aos 90, 180, 270, 360 dias do armazenamento pelos testes de germinação, primeira contagem de germinação e índice de velocidade de germinação. Concluiu-se que sementes de urucum com umidade de 7,0%, embaladas em condições de vácuo mantém sua qualidade fisiológica por até 270 dias e que as condições de armazenamento em freezer e refrigerador, em embalagens de alumínio e plástico em condições de vácuo proporcionam sementes de maior qualidade fisiológica.

Madurez fisiológica, germinación y conservación de semillas de guayabito (Psidium cuneatum Camb. - Myrtaceae)

Psidium cuneatum Camb., "guayabito o arasá blanco" es una especie nativa de la provincia de Misiones y norte de Corrientes que tiene importancia ecológica y potencial interés comercial. Actualmente está afectada por el avance de la forestación comercial. El objetivo de este trabajo fue analizar el comportamiento germinativo de sus semillas según la madurez de los frutos, las condiciones de germinación y el almacenamiento en diferente ambientes. En individuos marcados y observados semanalmente durante 2 años, se estableció que la fructificación se produce desde diciembre a julio y que los frutos persisten en el árbol durante un período prolongado antes de dispersarse. La germinación de semillas procedentes de frutos de diferentes tamaños, evaluada a través del índice de velocidad de germinación y del porcentaje de germinación permitió determinar que las semillas procedentes de frutos con diámetro mayor a 1.5 cm exhiben mejor comportamiento germinativo, por lo que el tamaño del fruto es un buen indicador de madurez en esta especie. Por otra parte, se estudió el efecto que el régimen de temperatura tiene sobre la germinación, comprobándose que a 27ºC el porcentaje y la velocidad de germinación fueron significativamente superiores. Para establecer las condiciones para la conservación de las semillas se procedió a almacenarlas durante 30, 90, 180, y 270 días, combinando tipo de recipiente y temperatura. Se comprobó que el envase hermético fue más efectivo para la conservación del poder germinativo cuando se utilizó a baja temperatura, aunque se comprobó una reducción acentuada del poder germinativo, el cual fue de 32% a los 180 días.

Conservação de sementes de ipê-amarelo (Tabebuia chrysotricha (Mart. ex A. DC.) standl.) em função do teor de água das sementes e da temperatura do armazenamento

O ipê-amarelo (Tabebuia chrysotricha (Mart. ex A. DC.) Standl.) é uma espécie arbórea de alto valor ecológico, econômico e paisagístico. Suas sementes apresentam variação significativa na qualidade durante o armazenamento, o que representa dificuldades no desenvolvimento de técnicas de propagação. O objetivo desta pesquisa foi estudar o comportamento fisiológico das sementes de ipê-amarelo durante o armazenamento através de variações no teor de água das sementes e na temperatura do ambiente. Frutos colhidos manualmente de plantas matrizes foram colocados para secagem e posterior extração das sementes. Primeiramente, foi determinado o teor de água inicial do lote e, paralelamente, obtida a porção com o maior teor de água a ser estudado (21,1%). Em seguida, as sementes remanescentes foram submetidas à secagem, em secador com circulação forçada de ar a 28 ± 2ºC, por diferentes períodos, obtendo-se teores de água de 15,9, 13,6, 11,9 e 8,5%. As porções correspondentes aos diferentes teores de água foram armazenadas a -12, 10 e 20ºC. No início e a cada 30 dias até 270 dias de armazenamento, as sementes foram submetidas às avaliações de teor de água, germinação, emergência, velocidade de emergência e comprimento da parte aérea. O mais alto e o mais baixo teor de água estudado (21,1% e 8,5%) são prejudiciais à qualidade fisiológica das sementes mesmo à temperatura extremamente baixa (-12ºC) de armazenamento. A conservação das sementes de ipê-amarelo (Tabebuia chrysotricha) é favorecida quando armazenadas com teor de água em torno de 11,9% nas temperaturas de 10 e -12ºC.

Germinação e armazenamento de sementes de Albizia hasslerii (Chod.) Burkart.

O objetivo deste trabalho foi de analisar o efeito combinado das temperaturas e dos tratamentos pré-germinativos na germinação das sementes de farinha seca (Albizia hasslerii (Chod.) Burkart.). Foram realizados 2 experimentos. No primeiro as sementes receberam os seguintes tratamentos pré-germinativos: imersão em H2SO4 PA por 10 minutos, H2SO4 20 minutos, GA3 150 mg.L-1 por 24 horas, água quente 5 minutos, água natural por 24 horas, e a testemunha, sem tratamento. No segundo experimento, as sementes foram divididas em dois lotes, um lote foi semeado logo após a colheita e o outro foi embalado em papel Kraft e armazenado por 90, 180 e 270 dias em condições de câmara fria e em temperatura ambiente. As sementes receberam os seguintes tratamentos pré-germinativos: imersão em H2SO4 PA por 20 minutos, em água natural por 24 horas, e a testemunha. A incubação ocorreu nas temperaturas de 18, 25 e 30ºC, 20-30ºC, e em casa de vegetação. Os experimentos foram realizados em DIC, sendo o primeiro em esquema fatorial de 6 x 5 e o segundo em fatorial de 3 x 5 x 4, ambos com 4 repetições de 20 sementes. O tratamento de imersão em H2SO4 por 20 minutos apresentou os maiores valores para todas as características avaliadas. As sementes armazenadas por 90 dias em câmara fria apresentaram germinação superior a 50% sem nenhum tratamento pré-germinativo e em qualquer temperatura de incubação. As plântulas provenientes de sementes armazenadas em câmara fria são mais vigorosas.

Conservação de sementes de açaí (Euterpe oleracea Mart.)

Sementes de Euterpe oleracea são consideradas recalcitrantes e demandam ampliação do conhecimento sobre os fatores que interferem na sua conservação. Diante disso, o presente trabalho foi realizado com o objetivo de verificar os efeitos do teor de água da semente e da temperatura do ambiente na manutenção da qualidade das mesmas. Sementes da cultivar BRS Pará, com diferentes teores de água (43,4; 37,4; 30,3; 26,1; 21,0; 15,1 e 11,9%) e acondicionadas em sacos de polietileno foram armazenadas sob temperaturas de 20, 15 e 10 ºC durante 360 dias e submetidas a avaliações periódicas do teor de água, da germinação e do vigor. A secagem parcial até 37,4% de água não produz efeitos imediatos sobre a germinação e o vigor das sementes, a partir daí a secagem favorece, progressivamente, a deterioração das sementes e, ao atingirem 15,1% as sementes não germinam. Após o armazenamento, sementes com 21,0% de água ou menos não germinam independentemente da temperatura. A associação de 43,4% de água na semente e o armazenamento em ambiente a 20 ºC favorece a conservação das sementes por até 270 dias.

Diferentes tipos de secagem: efeitos na qualidade fisiológica de sementes de pinhão manso

Objetivou-se no presente trabalho avaliar diferentes tipos de secagem e seus efeitos na qualidade fisiológica de sementes de pinhão manso (Jatropha curcas L.). As sementes, com teor de água de 32%, foram secas à sombra até 9,9%, ao sol até 8,8% e em estufa de circulação forçada às temperaturas de 33 °C até 8,5% e 43 °C até 8,3% A qualidade fisiológica das sementes foi avaliada pelos testes de germinação, primeira contagem de germinação, condutividade elétrica, envelhecimento acelerado, emergência em areia e índice de velocidade de emergência. A temperatura de 43 °C proporcionou secagem mais rápida das sementes, com duração de 42 horas. Nas secagens a 33 °C, ao sol e a sombra, este período foi mais prolongado, com 54, 144 e 456 horas, respectivamente. A secagem à sombra proporcionou redução na qualidade fisiológica das sementes. As sementes secadas ao sol ou à temperatura de 33 °C não diferiram entre si quanto à qualidade fisiológica e foram superiores àquelas secadas à sombra; entretanto, a germinação foi inferior àquelas secadas a 43 °C, a partir dos 180 dias de armazenamento. A secagem à temperatura de 43 °C não afetou a germinação das sementes e reduziu ligeiramente o vigor, mesmo após 270 dias de armazenamento. Como a maior temperatura utilizada não afetou a germinação das sementes, isto sugere ter sido o tempo gasto na secagem das sementes é determinante para sua conservação. Sementes de pinhão manso podem ser secadas ao sol e sob temperaturas de 33 e 43 °C; temperatura de 43 °C proporciona menor tempo de secagem e melhor germinação e vigor de sementes de pinhão manso; secagem à sombra é prejudicial à qualidade de sementes de pinhão manso.