Obtenção dos parâmetros e estudo cinético da hidrólise ácida dos resíduos florestais de eucalipto

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

Otimização do cultivo de Lasiodiplodia theobromae para obtenção de EPS e caracterização física e química dos polissacarídeos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação de suportes para a imobilização de Zymomonas mobilis CCT 4494 visando à produção de etanol e levana

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Sucrose utilization by Zymomonas mobilis: Levan production optimization using submerged fermentation

Levan is an extracellular polysaccharide (EPS), constituted by linked fructose units β (2,6), obtained by transfructosilation reaction during fermentation of microorganisms in a sucrose rich culture medium. The bacterial levan production is a good alternative of fructose source, besides having certain functional characteristics in the human body, such as a hypocholesterolemic and an anticarcinogenic agent. In the food industry, the levan can be used to fix colors and flavors, as well as to thickening and stabilizing agent in foods. This work aimed to analyze the kinetic parameters for levan production by Zymomonas mobilis CCT 4494, using submerged fermentation. The response surface methodology (RSM), was utilized to predict the optimization of medium for exopolymer production and the independent variables studied were: initial pH, incubation temperature, sucrose, KCl, K2SO4, MgSO4 and CaCl2. It was observed that the bacterium Z. mobilis CCT 4494 well adapted in medium containing high concentrations of sucrose.

Chicken fat and inorganic nitrogen source for lipase production by Fusarium sp. (Gibberella fujikuroi complex)

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

Estudo do comportamento reológico de sucos combinados de frutas vermelhas

The aim of this work was to evaluate the rheological behavior of combined juices of strawberry, blackberry and raspberry in two different temperatures of interest in industrial processes in the food industry, using rheological analyses on non-oscillatory regime and the Response Surface Methodology (RSM). The rheological data were fitted by the Casson model. All samples of combined juices of ref fruits showed a Newtonian behavior and the rheological parameters yield stress (Kc) and plastic viscosity of Casson (Koc) had a decrease in its values with the temperature increase. By the analysis of the ternary diagrams it is evident that the raspberry juice effectively contributed to the higher values of yield stress and plastic viscosity of Casson in both temperatures studied.

Effect of high hydrostatic pressure on ascorbic acid, phenolic compounds and antioxidant activity of pera rio orange juice

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

Purification, characterization and structural determination of chitinases produced by Moniliophthora perniciosa

The enzyme chitinase from Moniliophthora perniciosa the causative agent of the witches' broom disease in Theobroma cacao, was partially purified with ammonium sulfate and filtration by Sephacryl S-200 using sodium phosphate as an extraction buffer. Response surface methodology (RSM) was used to determine the optimum pH and temperature conditions. Four different isoenzymes were obtained: ChitMp I, ChitMp II, ChitMp III and ChitMp IV. ChitMp I had an optimum temperature at 44-73ºC and an optimum pH at 7.0-8.4. ChitMp II had an optimum temperature at 45-73ºC and an optimum pH at 7.0-8.4. ChitMp III had an optimum temperature at 54-67ºC and an optimum pH at 7.3-8.8. ChitMp IV had an optimum temperature at 60ºC and an optimum pH at 7.0. For the computational biology, the primary sequence was determined in silico from the database of the Genome/Proteome Project of M. perniciosa, yielding a sequence with 564 bp and 188 amino acids that was used for the three-dimensional design in a comparative modeling methodology. The generated models were submitted to validation using Procheck 3.0 and ANOLEA. The model proposed for the chitinase was subjected to a dynamic analysis over a 1 ns interval, resulting in a model with 91.7% of the residues occupying favorable places on the Ramachandran plot and an RMS of 2.68.

Vanillin production from ferulic acid with Pseudomonas fluorescens BF13-1p4

Bioconversion of ferulic acid to vanillin represents an attractive opportunity for replacing synthetic vanillin with a bio-based product, that can be label “natural”, according to current food regulations. Ferulic acid is an abundant phenolic compound in cereals processing by-products, such as wheat bran, where it is linked to the cell wall constituents. In this work, the possibility of producing vanillin from ferulic acid released enzymatically from wheat bran was investigated by using resting cells of Pseudomonas fluorescens strain BF13-1p4 carrying an insertional inactivation of vdh gene and ech and fcs BF13 genes on a low copy number plasmid. Process parameters were optimized both for the biomass production phase and the bioconversion phase using food-grade ferulic acid as substrate and the approach of changing one variable while fixing the others at a certain level followed by the response surface methodology (RSM). Under optimized conditions, vanillin up to 8.46 mM (1.4 g/L) was achieved, whereas highest productivity was 0.53 mmoles vanillin L-1 h-1). Cocktails of a number of commercial enzyme (amylases, xylanases, proteases, feruloyl esterases) combined with bran pre-treatment with steam explosion and instant controlled pressure drop technology were then tested for the release of ferulic acid from wheat bran. The highest ferulic acid release was limited to 15-20 % of the ferulic acid occurring in bran, depending on the treatment conditions. Ferulic acid 1 mM in enzymatic hydrolyzates could be bioconverted into vanillin with molar yield (55.1%) and selectivity (68%) comparable to those obtained with food-grade ferulic acid after purification from reducing sugars with a non polar adsorption resin. Further improvement of ferulic acid recovery from wheat bran is however required to make more attractive the production of natural vanillin from this by-product.

Filmes e coberturas a base do resíduo da extração de corante de cúrcuma

O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de uso do resíduo da extração de pigmento de cúrcuma na produção de filmes e coberturas. Para o estudo dos filmes, foram utilizados glicerol e sorbitol como plastificantes e avaliados os efeitos da concentração de farinha de cúrcuma e do plastificante sobre as propriedades mecânicas, solubilidade, permeabilidade ao vapor de água (PVA), molhabilidade, atividade antioxidante, teor de curcuminóides e teor de compostos fenólicos totais utilizando um Delineamento Central Composto Rotacional 22, e os resultados foram avaliados utilizando a metodologia de superfície de resposta (MSR). A concentração de farinha afetou de forma positiva a espessura, PVA e o teor de curcuminóides totais dos filmes plastificados com glicerol e sorbitol. Entretanto, esta variável afetou as propriedades de solubilidade, molhabilidade e teor de compostos fenólicos totais somente dos filmes com glicerol. A concentração de plastificante (glicerol ou sorbitol) afetou significativamente a solubilidade, PVA e molhabilidade de ambos os filmes. Filmes de farinha de cúrcuma com boas propriedades mecânicas, baixa permeabilidade ao vapor de água, alta atividade antioxidante, alto teor de curcuminóides e alto teor de compostos fenólicos totais podem ser produzidos utilizando 27,9 a 30 g glicerol/100 g farinha ou 30 a 42 g sorbitol/100 g farinha e concentração de farinha na faixa de 5% a 6,41%. A cobertura de farinha de cúrcuma contendo 6% de farinha e 30 g glicerol/100 g de farinha foi aplicada em bananas Maçã (Musa acuminata) armazenadas a 27ºC e 65% UR. Assim, foi avaliado o efeito da cobertura na qualidade pós-colheita das bananas em função à suas características físico-químicas como perda de massa, firmeza da polpa, pH, acidez titulável, sólidos solúveis, açúcares redutores e cor da casca. Os resultados mostraram que a cobertura foi eficiente em diminuir a perda de massa, o teor de açúcares redutores, a acidez, a perda da firmeza e a cor da casca principalmente durante a etapa de maturação do fruto. Entretanto, não foi observado grande efeito da cobertura sobre o pH e o teor de sólidos solúveis durante o período estudado. As bananas sem a cobertura tiveram vida útil de 6 dias, enquanto as bananas com cobertura tiveram vida útil de 9 dias.

Avaliação do potencial das fibras de Ceiba Pentandra (Kapok) e Calotropis Procera como adsorventes de petróleo

On the basis of human evolution and the population increase was necessary, the emergence of new sources of energy, the development of new products and technologies. One such product, object of the industry revolution and of great importance to the development of humanity is the oil, a substance composed primarily of hydrocarbons which give rise to several other products as fuels, lubricants, polymers, solvents, cooking gas, asphalt for roads, fertilizers, medicines, paints, among other. However, mishandling this product may cause leaks and spills that generate huge damages to the environment and the economy. Soon, with the purpose of contributing to decrease is problematic, in this master's work was carried out an intensive search of the possible potential of the fibers of Ceiba pentandra (L.) "Kapok" and Calotropis Procera as bioadsorbents of petroleum in water. The choice of these fibers is due to surface properties such as oleophylics and hydrophobic, their buoyancy and yet, being biodegradable natural polymers derived from the Brazilian Northeast. This research was used experimental planning with response surface methodology (RSM) with the software Design Expert. The results were statistically efficient, obtaining a R2= 0.9995 for Calotropis Procera and a R2= 0.9993 for Kapok. And that, both fibers showed adsorption efficiency, removing more than 80% petroleum in water static and dynamic state.

Optimization of aqueous extraction conditions for the recovery of phenolic compounds and antioxidants from lemon pomace

The aim of this study was to optimize the aqueous extraction conditions for the recovery of phenolic compounds and antioxidant capacity of lemon pomace using response surface methodology. An experiment based on Box–Behnken design was conducted to analyse the effects of temperature, time and sample-to-water ratio on the extraction of total phenolic compounds, total flavonoids, proanthocyanidins and antioxidant capacity. Sample-to-solvent ratio had a negative effect on all the dependent variables, while extraction temperature and time had a positive effect only on TPC yields and ABTS antioxidant capacity. The optimal extraction conditions were 95 oC, 15 min, and a sample-to-solvent ratio of 1:100 g/ml. Under these conditions, the aqueous extracts had the same content of TPC and TF as well as antioxidant capacity in comparison with those of methanol extracts obtained by sonication. Therefore these conditions could be applied for further extraction and isolation of phenolic compounds from lemon pomace.

Quitosana imobilizada em suporte inerte para a adsorção de corantes alimentícios em coluna de leito fixo

O uso de corantes sintéticos na indústria de alimentos tem provocado transtornos à saúde humana e ao meio ambiente. A quitosana pode ser imobilizada em matrizes sólidas e aplicada na remoção de corantes em coluna de leito fixo. A análise da dinâmica de uma coluna de leito fixo é baseada na curva de ruptura, esta é dependente da geometria da coluna, das condições operacionais e dos dados de equilíbrio. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar o recobrimento de esferas de vidro por quitosana e sua aplicação como adsorvente de corantes em coluna de leito fixo. No estudo do recobrimento avaliaram-se os efeitos da concentração de quitosana e dos métodos de cura. As esferas recobertas foram aplicadas em ensaios de adsorção estático e dinâmico. Inicialmente, avaliou-se o equilíbrio de adsorção através da construção de isotermas e ajuste de modelos, e após, avaliaram-se os efeitos do tipo de cura e do grau de desacetilação da quitosana. Em seguida, foram analisados os efeitos do tipo de corante e do pH, e o comportamento cinético da adsorção pela construção de curvas de ruptura e ajuste de modelos dinâmicos. A influência da altura do leito e da concentração inicial de corante sobre os parâmetros da adsorção em leito fixo foram analisados através da metodologia de superfície de resposta (MSR). Ao final, estudou-se a regeneração da coluna. Os resultados mostraram que os maiores percentuais de recobrimento foram obtidos pelos métodos físico e físico/químico, na concentração de quitosana de 0,5% (m/v). Nestas condições o percentual de recobrimento foi de 46%. Nas imagens da superfície das esferas (MEV) observou-se que as mesmas foram recobertas de forma homogênea pela quitosana. As isotermas de equilíbrio obtidas foram classificadas como do tipo V, sendo o modelo de Sips o mais adequado para representar os dados experimentais. As capacidades máximas de adsorção foram 337 mg g-1, 286 mg g-1 e 200 mg g-1 para os corantes amarelo tartrazina, amarelo crepúsculo e vermelho 40, respectivamente. A aplicação das esferas recobertas com quitosana em leito fixo mostrou-se mais adequada utilizando o método de cura físico/químico e quitosana com grau de desacetilação de 85%. A máxima capacidade de adsorção da coluna em função do corante e do pH variou de 13 a 108 mg g–1. Os modelos BDST (bed–depth–service–time), Thomas e Yoon–Nelson foram adequados para representar os dados experimentais. De acordo com a MSR, o melhor desempenho do leito foi com altura de 30 cm e concentração inicial de corante de 50 mg L-1. Nestas condições, obteve-se tempo de ruptura de 88 min, máxima capacidade da coluna de 108 mg g-1 e remoção de 86 %. Na regeneração da coluna observou-se que cerca de 75% da capacidade máxima da coluna foi mantida após cinco ciclos de adsorção–eluição. Diante do exposto, a coluna de leito fixo empacotada com esferas recobertas com quitosana mostrou-se promissora na remoção de corantes de soluções aquosas.

Desenvolvimento de filmes nanocompósitos de isolado protéico de corvina (micropogonias furnieri) e argila organofílica

O desenvolvimento de filmes e coberturas é um processo de transformação que utiliza polímeros capazes de formar uma matriz contínua. As proteínas de pescado apresentam propriedades que são vantajosas no preparo de biofilmes, como habilidade para formar redes, plasticidade e elasticidade, apresentando boa barreira ao oxigênio, mas sua barreira ao vapor de água é baixa devido à sua natureza hidrofílica. Estas propriedades podem ser melhoradas aplicando nanotecnologia, incluindo materiais como as nanoargilas. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver filmes nanocompósitos a partir de biopolímeros protéicos provenientes de isolados protéicos de corvina (Micropogonias furnieri) e argilas organofílicas. O isolado protéico de corvina (IPC) foi obtido utilizando processo de variação de pH para solubilizar e isolar proteína. Os filmes poliméricos foram desenvolvidos pela técnica de “casting”. Para o desenvolvimento de filmes nanocompósitos de isolado protéico de corvina (IPC) e montmorilonita foi executado um planejamento experimental de 3 níveis e 3 fatores com 3 réplicas no ponto central. Os resultados foram submetidos à metodologia de superfície de resposta (MSR) para estudar os efeitos simultâneos das variáveis independentes, concentração de IPC (IPC = 2; 3,5 e 5 g/100 g de solução filmogênica); concentração de montmorilonita (MMT = 0,3; 0,5 e 0,7 g/100 g de solução filmogênica); e plastificante glicerol (G = 25, 30 e 35 g/100 g de IPC em base seca) sobre as respostas resistência à tração (MPa), elongação (%), força na ruptura (N), permeabilidade ao vapor de água (g mm m-2 d -1 KPa-1 ) e solubilidade (%). O isolado protéico obtido de carne mecanicamente separada de corvina apresentou 97,87% de proteína (em base seca), boa capacidade de retenção de água e solubilidade. Os valores de resistência à tração variaram entre 7,2 e 10,7 MPa e os valores de elongação de 39,6 a 45,8%. Os valores encontrados para PVA no presente trabalho encontram-se entre 3,2 e 5,5 g mm m-2 d -1 KPa-1 . Os filmes nanocompósitos produzidos a partir de IPC e MMT foram promissores, do ponto de vista das propriedades mecânicas, aparência visual e fácil manuseio, bem como baixa permeabilidade ao vapor de água e a baixa solubilidade. Com relação às propriedades mecânicas, a concentração de IPC e MMT foi o principal fator que influenciou no desenvolvimento dos filmes nanocompósitos. O planejamento experimental utilizado determinou que 3,5 g de IPC; 0,5 g de MMT e 30 (g/100g de IPC) de glicerol seriam os parâmetros ideais para desenvolvimento de filmes nanocompósitos utilizando a técnica de “casting”. As coberturas de isolado protéico de corvina (IPC) e as coberturas de IPC e MMT foram aplicadas em mamão minimamente processado para avaliar sua vida- útil. O revestimento com cobertura de isolado protéico de corvina e montmorilonita aplicado em mamão minimamente processado apresentou menor perda de massa 5,26%, menor crescimento microbiano e menor diminuição de firmeza, luminosidade e pH conseqüentemente apresentou os melhores resultados na cobertura de mamão minimamente processado, quando comparados com a amostra controle sem cobertura.

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.