New biomass derived carbon catalysts for biomass valorization

Due to diminishing petroleum reserves, unsteady market situation and the environmental concerns associated with utilization of fossil resources, the utilization of renewables for production of energy and chemicals (biorefining) has gained considerable attention. Biomass is the only sustainable source of organic compounds that has been proposed as petroleum equivalent for the production of fuels, chemicals and materials. In fact, it would not be wrong to say that the only viable answer to sustainably convene our future energy and material requirements remain with a bio-based economy with biomass based industries and products. This has prompted biomass valorization (biorefining) to become an important area of industrial research. While many disciplines of science are involved in the realization of this effort, catalysis and knowledge of chemical technology are considered to be particularly important to eventually render this dream to come true. Traditionally, the catalyst research for biomass conversion has been focused primarily on commercially available catalysts like zeolites, silica and various metals (Pt, Pd, Au, Ni) supported on zeolites, silica etc. Nevertheless, the main drawbacks of these catalysts are coupled with high material cost, low activity, limited reusability etc. – all facts that render them less attractive in industrial scale applications (poor activity for the price). Thus, there is a particular need to develop active, robust and cost efficient catalytic systems capable of converting complex biomass molecules. Saccharification, esterification, transesterification and acetylation are important chemical processes in the valorization chain of biomasses (and several biomass components) for production of platform chemicals, transportation fuels, food additives and materials. In the current work, various novel acidic carbons were synthesized from wastes generated from biodiesel and allied industries, and employed as catalysts in the aforementioned reactions. The structure and surface properties of the novel materials were investigated by XRD, XPS, elemental analysis, SEM, TEM, TPD and N2-physisorption techniques. The agro-industrial waste derived sulfonic acid functionalized novel carbons exhibit excellent catalytic activity in the aforementioned reactions and easily outperformed liquid H2SO4 and conventional solid acids (zeolites, ion-exchange resins etc). The experimental results indicated strong influence of catalyst pore-structure (pore size, pore-volume), concentration of –SO3H groups and surface properties in terms of the activity and selectivity of these catalysts. Here, a large pore catalyst with high –SO3H density exhibited the highest esterification and transesterification activity, and was successfully employed in biodiesel production from fatty acids and low grade acidic oils. Also, a catalyst decay model was proposed upon biodiesel production and could explain that the catalyst loses its activity mainly due to active site blocking by adsorption of impurities and by-products. The large pore sulfonated catalyst also exhibited good catalytic performance in the selective synthesis of triacetin via acetylation of glycerol with acetic anhydride and out-performed the best zeolite H-Y with respect to reusability. It also demonstrated equally good activity in acetylation of cellulose to soluble cellulose acetates, with the possibility to control cellulose acetate yield and quality (degree of substitution, DS) by a simple adjustment of reaction time and acetic anhydride concentration. In contrast, the small pore and highly functionalized catalysts obtained by hydrothermal method and from protein rich waste (Jatropha de-oiled waste cake, DOWC), were active and selective in the esterification of glycerol with fatty acids to monoglycerides and saccharification of cellulosic materials, respectively. The operational stability and reusability of the catalyst was found to depend on the stability of –SO3H function (leaching) as well as active site blocking due to adsorption of impurities during the reaction. Thus, our results corroborate the potential of DOWC derived sulfated mesoporous active carbons as efficient integrated solid acid catalysts for valorization of biomass to platform chemicals, biofuel, bio-additive, surfactants and celluloseesters.

Effet de réduction en sodium sur la texture et la bioaccessibilité des protéines d’un fromage à pâte molle à croûte fleurie

Le sel (NaCl) joue plusieurs rôles importants dans les fromages aux niveaux technologique, microbiologique et organoleptique. Cependant, le sodium, un facteur de risque des maladies cardiovasculaires, est consommé en trop grande quantité par les Canadiens. Comme la réduction du sodium pourrait affecter la texture des fromages à pâte molle à croûte fleurie et la libération des nutriments pendant la digestion, l’impact de la réduction du sodium sur la bioaccessibilité des protéines dans le fromage Brie a été étudié. Ainsi, la composition et les caractéristiques texturales de fromages Brie ayant différentes teneurs en sodium (standard, réduite, substituée au KCl) ont été analysées. Une réduction du sodium de 23 % a été obtenue pour les fromages réduits en sodium. Le temps d’affinage affecte la protéolyse et la texture des fromages. La cinétique de dégradation de la matrice fromagère et la libération des protéines ont été déterminées par une approche de digestion in vitro. La désintégration de la matrice fromagère et la libération des protéines pendant la digestion in vitro ne sont pas différentes entre les fromages expérimentaux. Ces travaux démontrent qu’il est possible de réduire le sodium sans affecter le profil de protéolyse et la texture pendant l’affinage du fromage Brie ainsi que son comportement à la digestion.

Produção de biopolímeros por culturas microbianas mistas selecionadas

Com a realização deste trabalho, pretendeu-se efetuar uma seleção de culturas mistas em reatores semi-descontínuos (SBR) com capacidade de acumulação de polihidroxialcanoatos (PHA). Para a seleção de culturas foram utilizados inóculos provenientes de diferentes Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) e ácidos orgânicos voláteis (AOV) como fonte de carbono. Foram testadas diferentes condições como a proveniência do inóculo, as cargas orgânicas aplicadas e a seleção de culturas utilizando soro de queijo. Verificaram-se elevadas remoções da CQO (acima de 90%) em grande parte dos ensaios realizados, apresentando uma acumulação de PHA por parte de algumas espécies de bactérias presentes. Ocorreu o aparecimento de microrganismos filamentosos com capacidade de acumulação de PHA em alguns ensaios, levando a serem testadas como culturas acumuladoras de PHA. A estabilidade das culturas mistas não foi atingida, mesmo havendo ensaios com 80 dias de operação. Efetuaram-se ensaios de acumulação de PHA em reatores descontínuos, utilizando as culturas selecionadas anteriormente em reatores SBR, com AOV provenientes da acidificação anaeróbia de diferentes resíduos (Fração Orgânica dos Resíduos Sólidos Urbanos - FORSU e Soro de Queijo). Verificou-se uma melhor acumulação por parte das culturas selecionadas com soro de queijo, na qual a quantidade de polímero acumulado triplicou.

Queijo minas padrão com reduzido teor de sódio: composição e caracterização sensorial

Sodium is an essential nutrient with important functions in the organism, however, its ingestion in excess may cause various health problems such as arterial hypertension, brain diseases, heart failure and chronic renal failure. In this context, the present study proposes to prepare Minas Padrão cheese with different contents of sodium with the objective of evaluating the effect of the addition of potassium chloride in sensory characteristics and hysicochemical properties, as well as in the proximal composition and in microbiological quality. The cheeses were elaborate in concentrations of 100% of NaCl (C), 80% of NaCl + 20% of KCl (T1), 60% of NaCl + 40% of KCl (T2), 40% of NaCl + 60% of KCl (T3) and 20% of NaCl + 80% of KCl (T4) and stored for 20 days at 10 ºC. The proximal composition and physicochemical was based on the determination of moisture content, fat, protein, ash, chloride, sodium, potassium, titratable acidity and pH of all treatments after 20 days of storage. The microbiological quality of the samples was monitored through the count of Total Coliforms and Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella spp., mold and yeast in the first and fifteenth day of storage. The sensorial characterization was performed by the technique of Free Profile choice. The results showed that the replacement of sodium chloride by potassium in the Minas Padrão cheese in concentration higher than 40% presented significantly higher moisture contents. Cheese with a reduction greater than 60% of sodium obtained significantly effect in the titratable acidity, presenting higher values compared to the other treatments. The cheese with 20% of salt replacement did not differ statistically in relation to the control. When the proportion of substituent was increased, a significant reduction of the sodium content of up to 73% was observed. As the sodium was replaced by potassium in cheese, the potassium content increased significantly, stablishing a reduction of 82% in relation to the control. There was no effect to sodium substitution by potassium in fat, protein, ash and chlorides, as well as the pH values. The microbiological results were in accordance with the current legislation, therefore suitable to be eaten. According to the Free Profile Choice technique it was observed that the control C cheese (100% of NaCl) showed results very close to the other treatments, differing only in flavor attributes. The replacement of sodium by potassium in proportions of 20% contributed to a bitter taste detected by the tasters. Whereas, the appearance, flavor and texture attributes showed no significant differences compared to the Minas Padrão cheese.

Isolado protéico de farelo de arroz: obtenção, propriedades funcionais e aplicação

O arroz é o segundo cereal mais produzido no mundo e para que ele seja consumido é necessário o processo de beneficiamento, onde é retirada a casca, e com o polimento, o farelo. O farelo, após a retirada do óleo, é utilizado para alimentação animal, mas como corresponde a 8% do grão, são necessárias novas alternativas para o uso do mesmo, uma vez que contém em torno de 17% de proteína. As proteínas do farelo de arroz são consideradas de alta qualidade, hipoalergênicas e anticancerígenas. Devido ao excesso de fibras presentes no farelo, este não é utilizado diretamente na alimentação humana, podendo ser usado como fonte para a obtenção de extratos, concentrados ou isolados. A obtenção do isolado protéico pode ser por via química, que consiste na extração alcalina ou ácida, seguida de precipitação no ponto isoelétrico ou via enzimática, com o uso de enzimas amilolíticas, hemicelulases e carboidrases para a separação das proteínas. O objetivo deste estudo foi obter um isolado protéico a partir de farelo de arroz visando a inclusão deste em produto de panificação. Foi obtido isolado protéico pelo método químico que foi analisado pelo rendimento protéico, pelas propriedades funcionais, perfil aminoacídico, eletroforese e características térmicas. O isolado foi adicionado em bolos em diferentes concentrações sendo avaliado pelas características tecnológicas e sensoriais. O isolado protéico do farelo de arroz (IPFA) que apresentou maior rendimento protéico foi o obtido pelo método químico, com o farelo de granulometria de 42 mesh e desengordurado. Em relação às propriedades funcionais, foi verificado que o IPFA possui maior solubilidade e capacidade de retenção de água em pH 11, alta capacidade emulsificante e alta capacidade de formação de espuma. No aminograma, constatou-se que os aminoácidos encontrados no IPFA atendem as necessidades de bebês e crianças. No perfil eletroforético, o IPFA apresentou 3 grupos de proteínas. Na análise térmica com DSC, o IPFA apresentou alta temperatura de desnaturação e baixo valor de entalpia. Na elaboração dos bolos, à medida que foi adicionado o IPFA, aumentou o teor protéico, o pH e o volume específico e diminuiu o colapso, a luminosidade e a firmeza dos bolos. Na análise sensorial, os bolos com IPFA não apresentaram diferenças estatísticas do bolo controle (sem IPFA). Estes resultados indicam a potencialidade do IPFA em produtos de panificação.

Valorización simbólica del Queso Crema de Chiapas, un queso mexicano tradicional con calidad de origen

El objetivo de este trabajo consistió en explorar el valor simbólico que posee un queso tradicional mexicano, el Queso Crema de Chiapas. Para ello, se recorrió un largo camino de caracterización técnica de los rasgos fisicoquímicos, microbiológicos y sensoriales del producto, así como también de sus canales de comercialización y su red de valor. Una vez que se conocieron y se identificaron los aspectos tecnológicos mensurables, que imparten las características especiales al Queso Crema de Chiapas. La presente investigación mostró la existencia de aspectos subjetivos que aportan un valor y significado a este queso genuino; aspectos determinados por la sociedad, y en especial por los productores. El simbolismo es un rasgo asignado por las personas; se trata de un concepto subjetivo que está determinado por la necesidade, y fundamentado por la historia, la cultura, la idiosincrasia y su forma de vida. Estos valores favorecen la presencia del queso en el mercado, lo que contribuye a su preservación como patrimonio alimentario. Esta investigación se realizó con un enfoque antropológico, cualitativo-cuantitativo y observacional en campo, que se complementó con investigaciones anteriores, demostrando el valor de este alimento identitario de Chiapas. Sus resultados pueden ser empleados como instrumento para promover acciones de valorización adecuadas y contribuir al desarrollo socioeconómico y cultural de su región de origen.

Estudo levantamento das anomalias da coagulação em leites individuais de vacas leiteiras da Ilha Terceira

Dissertação de Mestrado, Tecnologia e Segurança Alimentar, 4 de Abril de 2016, Universidade dos Açores.

Potencial antioxidante de extratos hidroalcoólicos de mirtilo, polpa de açaí e goji berry: efeito na estabilidade oxidativa e sensorial em queijo petit suisse

The consumer interest in healthy foods with high amounts of antioxidants is one of the important factors for reducing the risk of disease and it has encouraged researchers and industry to develop innovative and functional products and ingredients. To that end, the objective of this research was to study the bioactive compounds present in the acai pulp, blueberry and goji berry samples, as well as the phenolic compounds form of extraction using the response surface methodology (RSM), antioxidant and antimicrobial activity of it, identification and quantification of compounds by high-performance liquid chromatography (HPLC) and, at the end, the development of petit suisse cheeses added with freeze-dried extracts of the samples. A 2³ factorial design was used to analyze the solvent effect (ethanol and water), time (30 and 60 min) and temperature (30 °C and 60 °C) on the extraction and determination of total phenolic compounds (TPC) and antioxidant activity (AA). The variables time and temperature had a positive effect on the antioxidant activity (AA) in their highest levels with 60 min and 60 °C respectively. The ethanol solvent 80 % is more efficient in TPC extraction with AA in all arrays. The identification of phenolic compounds performed by HPLC revealed the presence of catechin, epicatechin, rutin, myricetin, chlorogenic acid, coumaric acid and ferulic acid. Regarding the AA the acai pulp showed higher activity in vitro when extracted by 60 °C for 60 min, but none of the three extracts analyzed under these conditions showed antibacterial activity against Staphylococcus aureus and Salmonella bongori in the concentrations tested (95.00 to 2.34 mg/mL. For petit suisse cheeses added with phenolic extract of the samples, the sample containing goji berry achieved greater sensory acceptance among judges (75.67%), second only to the commercial sample used for comparison with 91.56 % of acceptance. In relation to the storage time, the oxidation was evaluated by the level of thiobarbituric acid reactive substances and color analysis. Both analysis were satisfactory, making the extracts addition an alternative to preserve the product properties and give it a high content of bioactive and nutritive compounds.

Estudo da secagem da flor de cardo e análise de polissacarídeos e composto fenólicos

A qualidade dos produtos alimentares e a sua influência sobre a nutrição e a saúde humana tem vindo a merecer um lugar de destaque na comunidade científica. O conceito de alimento funcional tem adquirido grande importância hoje em dia, em particular os alimentos com compostos bioactivos. O Cardo (Cynara cardunculus L.) é uma planta herbácea originária da região mediterrânea usada essencialmente na coagulação do leite, e por muitos considerada um medicamento popular, devido aos seus efeitos terapêuticos. Este trabalho teve como objectivo estudar o efeito de diferentes condições de secagem da flor de cardo, na composição em ácidos fenólicos, bem como em polissacarídeos. Era ainda objectivo tentar identificar possíveis compostos que pudessem ser utilizados como marcadores de autenticidade do queijo da serra. Neste trabalho foi usada uma amostra de flor de cardo liofilizado e três amostras secadas, a diferentes temperaturas (40, 50 e 60ºC). A análise do resíduo sólido da flor do cardo, por cromatografia gasosa, permitiu identificar a presença de açúcares constituintes de polissacarídeos pécticos. A análise por HPLC, dos extratos metanólicos e cetónicos, revelaram a presença de ácidos hidroxibenzóicos e hidroxicinâmicos na flor do cardo. A amostra mais rica nestes compostos foi a amostra secada a 50ºC. O aumento da temperatura de secagem originou uma diminuição de ácidos fenólicos.

Estudo das propriedades físico-químicas do queijo Serra da Estrela

O objetivo deste trabalho foi avaliar as características físicas e químicas de queijo Serra da Estrela de pasta semi mole e correlacionar estes resultados com os resultados da análise sensorial. Foram alvo de estudo 29 amostras de queijo Serra da Estrela produzidas com 6 ecótipos de cardo diferentes. Os queijos foram produzidos em várias queijarias da região demarcada para a produção do queijo Serra da Estrela, mais propriamente dos concelhos de Penalva do Castelo, Oliveira do Hospital e Fornos de Algodres. Procedeu-se à avaliação das propriedades químicas como a humidade, o pH, cloretos, cinzas e proteínas, de propriedades físicas, como a textura e a cor e uma avaliação sensorial. Dos resultados obtidos foi possível verificar que os valores da humidade variaram entre 34, 9% e 49,8%. As cinzas e a proteína encontram-se abaixo dos valores na literatura (3,4%–5,5% e 13,0%–21,9%, respetivamente). Os cloretos variaram entre 1,1% e 3,0% e o pH entre 4,8 e 5,7. Verificou-se que com mais dias de maturação, e portanto menor humidade, as amostras apresentam, maior firmeza, menos adesividade e menos pegamento da pasta. Os valores da dureza da casca e da pasta variam entre 1,56N e 9,40N e 0,4 N e 3,4 N, respetivamente. A adesividade é bastante elevada (de -26,29 N.sec a -2,21 N.sec), o que traduz o caráter amanteigado destes queijos. Nas coordenadas de cor os valores de L* variaram entre 53,57 a 64,34, os de a* entre -4,53 e 1,29 e os de b* entre 15,56 e 29,03, revelando uma cor amarelada. Os resultados da análise sensorial não apresentam grande variabilidade entre os diferentes ecótipos e verificou-se que, em geral, as análises instrumentais realizadas acabaram por confirmar a percepção dos provadores.

Desenvolvimento e caracterização do queijo Santo Giorno, típico do sudoeste do Paraná, produzido com leite cru e fermento endógeno

Two cheese formulations made from raw milk and endogenous yeasts with 30, 60 and 180 days of maturation in two dairy Paraná Southwest were studied to evaluate their quality through physical, physical-chemical, microbiological and sensorial characteristics, as one of the stages of development of a typical regional cheese. The production was accompanied from designing the flowchart processing, where the samples were collected to perform the analysis of proteins, lipids, moisture, ash, carbohydrates, total solids, fat in dry matter, calories; water activity, instrumental texture (hardness, adhesiveness, springiness, cohesiveness, resiliency and chewiness), instrumental color (CIE Lab); microbiological quality was assessed searching for total and thermotolerant coliforms, coagulase positive staphylococci and Salmonella spp.; the acceptance related to sensory characteristics of color, appearance, flavor, texture, taste and purchase intent was evaluated through the structured hedonic scale. This research contributed information relevant to the production process, such as the realization of the viability in freeze-drying lactic acid bacteria yeast isolated from milk in the Southwestern Mesoregion of Parana and the results of the analysis of the cheese showed similarity between formulations, regarding the physical, physical-chemical characterization, moreover good microbiological quality, where the differences between samples of dairy products were not perceived by sensory panelists. Adjustments in standardization related to technological quality control is an extremely important factor for the success of dairy companies and small producers involved in the project and that they have the option of producing the Santo Giorno, a fine cheese, with the great advantage of adding features of region, with high standard of sanitary conditions and with great consumer acceptance of indicative.

Plano estratégico de melhoramento nos ovinos Serra da Estrela

A ovelha Serra da Estrela é a principal raça ovina leiteira do país, com 2 variedades: branca (em maior número) e preta. Os principais produtos resultantes da exploração destes animais são o leite (através da sua transformação em Queijo Serra da Estrela) e a carne (através da comercialização de borregos com 30 a 40 dias de idade), ambos de Denominação de Origem Protegida (DOP). Tem sido através da intervenção, a vários níveis, da Associação Nacional de Criadores de Ovinos Serra da Estrela (ANCOSE), que esta raça se tem mantido, nomeadamente, através das acções reprodutivas nas explorações (IA, sincronização de cios, utilização de machos seleccionados) e da recolha e organização da informação genealógica e produtiva (através dos contrastes funcionais de lactação). A informatização integrada e mais racional desta informação, realizada nos últimos anos, tornou possível a execução de outras atividades, nomeadamente, a caracterização genética por análise demográfica e avaliação genética da raça. Com este trabalho pretende-se, através da análise da informação disponível no Livro Genealógico da raça, cedida pela ANCOSE, estudar vários parâmetros que contribuem para a caracterização demográfica da raça Serra da Estrela e a sua avaliação genética. Foram considerados 302911 animais, 401177 partos de 144024 ovelhas, para estimação dos valores genéticos da PROL e 351720 registos de lactações de 131760 ovelhas, para estimação dos valores genéticos da PL150 obtidos em 844 explorações e registados entre 1986 e 2012. Estes resultados auxiliarão na definição das estratégias futuras para a gestão destas populações e à sua utilização em esquemas de selecção desta raça, propondo-se um plano estratégico, com actuações a vários níveis. Nos últimos anos as estratégias de melhoramento genético dos animais por selecção evoluiu consideravelmente. Através das estimativas dos valores genéticos dos animais, obtidas a partir das suas performances e dos seus parentes, pretende-se seleccionar os animais geneticamente superiores para as características mais importantes.

Salt content of processed foods available in the Portuguese market

Evidence suggests that current levels of salt consumption across Europe are linked with several chronic diseases. In recent decades, high blood pressure has increased, together with the consumption of processed foods. World Health Organization (WHO) recommends a salt intake of less than 5 g/day for the prevention of cardiovascular disease. The aim of this study was to evaluate the salt content of processed foods available in the Portuguese market and to compare the determined values with the recommended daily intake established by WHO. Categories of processed foods that contribute to a higher intake of salt were identified: pastry, bakery, fast-food, snacks, ready-to-eat meals, nuts, seeds, soups, cereals, sauces, patties, among others. Between 2013 and 2015, 267 processed food samples were acquired in food chains and restaurants from Lisbon region (Portugal) and the salt content was quantified using Charpentier-Volhard method. High amounts of salt were quantified in the analysed processed foods, namely snacks, fast-food, patties, meals and bakery products. If we consider one portion of a curd cheese pie (193 g), the intake of salt can reach 45% of the recommended value. For snacks, regular portion size is 35 g. One portion of a salty snack can contribute with 31% of the salt recommended daily intake. Up to now food industry has developed efforts to decrease the salt content of some food products, namely bread. However, there still exist foods with high salt content and from a nutritional point of view this should be a priority area of intervention. The obtained results are an effective assessment of current salt content in foods which will be important for further reformulation strategies and to monitor progress in the next years.

Analysis of factors influencing the physical, chemical and sensorial properties of Serra da Estrela cheeses

The objective of this study was to evaluate the chemical, color, textural, and sensorial characteristics of Serra da Estrela cheese and also to identity the factors affecting these properties, namely thistle ecotype, place of production, dairy and maturation. The results demon- strated that the cheeses lost weight mostly during the first stage of maturation, which was negatively correlated with moisture content, being this also observed for fat and protein contents. During maturation the cheeses became darker and with a yellowish coloration. A strong corre- lation was found between ash and chlorides contents, being the last directly related to the added salt in the manufacturing process. The flesh firmness showed a strong positive correlation with the rind harness and the firmness of inner paste. Stickiness was strongly related with all the other textural properties being indicative of the creamy nature of the paste. Adhesiveness was posi- tively correlated with moisture content and negatively correlated with maturation time. The trained panelists liked the cheeses, giving high overall assessment scores, but these were not significantly correlated with the physicochemical properties. The salt differences between cheeses were not evident for the panelists, which was corroborated by the absence of correlation between the perception of saltiness and the analyzed chlorides con- tents. The Factorial Analysis of the chemical and physical properties evidenced that they could be explained by two factors, one associated to the texture and the color and the other associated with the chemical properties. Finally, there was a clear influence of the thistle ecotype, place of production and dairy factors in the analyzed properties.

got your dairy today? : 10 tips to help you eat and drink more fat-free or low-fat dairy foods

The Dairy Group includes milk, yogurt, cheese, and fortified soymilk. They provide calcium, vitamin D, potassium, protein, and other nutrients needed for good health throughout life. Choices should be lowfat or fat-free—to cut calories and saturated fat. How much is needed? Older children, teens, and adults need 3 cups* a day, while children 4 to 8 years old need 2½ cups, and children 2 to 3 years old need 2 cups.