USP - Dissertações
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Item Medida da solubilidade de óleo de café verde (Coffea arabica L.) em dióxido de carbono supercrítico e modelagem termodinâmica(Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos - Universidade de São Paulo, 2015) Santiago, Heber Peleg Cornelio; Oliveira, Alessandra Lopes deO objetivo do presente estudo foi medir experimentalmente a solubilidade do óleo de café verde em dióxido de carbono supercrítico em condições preestabelecidas de pressão (P) e temperatura (T), e a partir dos dados experimentais estabelecer ajustes em modelos termodinâmicos que empregam a equação de estado (EDE) de Peng-Robinson com a regra de mistura clássica de van der Waals para predição do equilíbrio de fases. Foi obtido óleo a partir de grãos de café verde (Coffea arabica), cultivar (cv.) Catuaí Amarelo moído (d m de 0,8409 mm) usando CO2 supercrítico, nas condições de 40, 50, 60, 70, 80 °C e nas pressões de 300 e 350 bar. A solubilidade foi medida pelos métodos dinâmico e estático nas mesmas condições. Foi determinado o perfil de ácidos graxos por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG/EM) e, a partir destes resultados, a composição em triacilgliceróis (TAGs) foi estimada. Foram determinadas as propriedades físico-químicas dos TAGs pelo método de contribuição de grupos. Nas condições de P e T estudadas, os maiores rendimentos do óleo de grãos de café verde, 7,58% e 7,60%, foram obtidos nas condições de 70 °C e 300 bar e 80 °C e 350 bar, respectivamente. Normalmente o rendimento do óleo aumentou com o aumento da temperatura, com exceção das condições de 80 °C e 300 bar e 70 °C e 350 bar. O aumento do rendimento com a temperatura reflete nos dados experimentais da solubilidade (0,0099 a 0,026 g/g CO2) que aumentou com a temperatura a 300 e 350 bar para o método estático e para o método dinâmico a 350 bar (0,0058 a 0,0065 g/g CO2). Um comportamento distinto ocorreu com a medida de solubilidade pelo método dinâmico a 300 bar. Neste caso a solubilidade diminuiu com o aumento da temperatura. Para a maioria das condições de P e T estudadas, o comportamento da solubilidade foi semelhante em função destas variáveis, o mesmo para os métodos estático e dinâmico, no entanto com ordens de grandezas distintas. As condições de extração não influenciaram na composição dos ácidos graxos no óleo nem na predição dos TAGs presentes. Os TAGs apresentaram variações entre número de carbonos (C50 a C58). As propriedades físico-químicas dos seis principais TAGs presentes no óleo de grãos de café verde (PSL, PLL, PLP, PLO, PLA e POP), temperatura do ponto de ebulição normal (Tb), temperatura crítica (Tc), pressão crítica (Pc) e fator acêntrico (ω) foram estimadas por métodos de contribuição de grupos. Estas variáveis são dados de entrada para a predição do equilíbrio de fases entre o óleo de grãos de café verde, representado pela mistura dos seis TAGs em maior concentração neste óleo, e o CO2 supercrítico. Os valores de T b dos TAGs variaram de 821,52 a 844,50 K, os valores de T c de 909,12 a 930,02 K, os valores de P c de 5,0115 a 4,7221 bar e o ω de 1,5704 a 1,7452. Os dados de propriedades físicas e da solubilidade convertida em fração molar foram usados para predizer os parâmetros de interação binária da regra de mistura clássica de van der Waals entre cada TAG e o CO2 supercrítico, já que estes parâmetros também são dados de entrada para a modelagem termodinâmica que emprega a EDE de Peng-Robinson. No entanto, o programa não rodou, não sendo possível este cálculo, nem tão pouco a predição do equilíbrio de fases. Os dados experimentais da solubilidade do óleo de grãos de café verde em CO2 supercrítico determinados pelos métodos estático e dinâmico indicou que àqueles determinados pelo método estático são mais precisos e confiáveis.Item Minimização de resíduos do processamento do café solúvel através do reaproveitamento da borra para extração de óleo utilizando solvente renovável(Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos - Universidade de São Paulo, 2016) Toda, Tatiane Akemi; Rodrigues, Christianne Elisabete da CostaO principal resíduo da indústria de café solúvel é a borra de café, gerada após a extração de sólidos solúveis com água, sendo usualmente queimada em caldeiras para geração de energia para a própria indústria. Entretanto, este co-produto pode conter de 15 a 20 % de óleo, componente de grande interesse na indústria alimentícia. Em paralelo, na indústria de produção de óleos vegetais o solvente frequentemente utilizado é o hexano. Contudo, por este ser um derivado de combustíveis fósseis, alternativas para sua substituição por solventes mais amigáveis ao meio ambiente, que podem ser obtidos por via biotecnológica, estão sendo estudadas. Deste modo, o objetivo principal desta dissertação de mestrado foi a viabilização técnica do emprego de solventes alcoólicos no processo de extração de óleo de borra de café proveniente da indústria de processamento de café solúvel. Foram realizadas extrações sólido-líquido em um estágio para estudar a influência das variáveis de processo temperatura (60 a 90 °C), tipo de solvente (etanol, ET ou isopropanol, IPA) e a hidratação do solvente (absoluto ou azeotrópico) nas características das fases extrato e rafinado, em termos de rendimento de extração de óleo, de ácidos clorogênicos (ACG), de carboidratos totais, teor de proteínas e índice de solubilidade de nitrogênio (ISN) da fase rafinado. Pré-tratamento enzimático ao processo de extração também foi realizado para investigar a sua atuação sobre o rendimento de extração de óleo e ACG, além do ISN das fases rafinado obtidas na temperatura de 70 °C. De forma geral, pode-se inferir que a temperatura favorece a extração de compostos lipídicos, mas a hidratação do solvente prejudica a extração destes compostos pelo aumento da polaridade do solvente. Do mesmo modo, como o ET é mais polar que o IPA, o primeiro solvente proporcionou a obtenção de menores rendimentos de extração de óleo. A temperatura de processo também influenciou a extração de ACG, a qual foi beneficiada a temperaturas mais baixas pelo aumento da polaridade dos solventes utilizados. De tal forma, que a 60 °C, nos experimentos utilizando etanol azeotrópico obteve-se os menores rendimentos de extração de óleo, porém maior rendimento de extração de ACG. O pré-tratamento enzimático apresentou diferenças significativas nas características das fases extrato e rafinado. No entanto, somente os experimentos com etanol absoluto resultaram em rendimentos de extração de óleo economicamente viáveis. De fato, será relevante um estudo mais aprofundado das variáveis de pré-tratamento enzimático para obter resultados mais expressivos em relação à extração de compostos lipídicos. Diante dos dados experimentais obtidos, conclui-se que é tecnicamente viável o emprego de solventes alcoólicos no processo de extração de óleo de borra de café. Entretanto, nota-se que as condições de processo devem ser avaliadas minuciosamente com o objetivo de se obter altos rendimentos de extração de óleo com maior teor de ACG.Item Manejo integrado de pragas na cultura do morangueiro no sul de Minas Gerais(Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” - Universidade de São Paulo, 2017) Esteca, Fernanda de Cássia Neves; Moraes, Gilberto José deO sul de Minas Gerais é a principal região produtora de morangos (Fragaria x ananassa Duch.) no Brasil. O ácaro-rajado, Tetranychus urticae Koch (Acari: Tetranychidae), é considerado uma das principais pragas do morangueiro no Brasil e em vários países. Uma prática importante na cultura do morango refere-se à cobertura de solo, usualmente realizada com filme de polietileno, porém além de ser caro gera resíduos muito persistentes no ambiente. Objetivou-se com este trabalho comparar a resistência de oito genótipos de morango (‘Albion’, ‘IAC Guarani’, ‘IAC Princesa Isabel’, ‘Oso Grande’, IAC T- 0104, IAC 12, IAC 4 e IAC 1.13) ao ácaro-rajado; determinar o efeito da cobertura de solo (com a polpa de café desidratada, conhecida como palha de café) nas pragas/ patógenos e ácaros predadores desta cultura; comparar a ocorrência de pragas, patógenos e inimigos naturais entre um cultivo orgânico e outro convencional de morango. Os resultados obtidos indicaram que ‘IAC Princesa Isabel’, IAC T-0104 e IAC 12 são resistentes, IAC 1.13 e IAC 4 apresentam resistência moderada e ‘IAC Guarani’, ‘Oso Grande’ e ‘Albion’ são suscetíveis ao ácaro-rajado. ‘Oso Grande’ e ‘Albion’ são bastante utilizadas pelos produtores do sul de Minas Gerais. O uso de palha de café aumentou o número de predadores edáficos, tanto no solo dos canteiros (campo) e em vasos (laboratório) como em folíolos de morangueiro. O Gamasina Proctolaelaps pygmaeus (Müller) (Melicharidae) foi visto sobre morangueiros, principalmente no período noturno. Maior número de ácaro-rajado e maior severidade de doenças foram observados em plantas cultivadas em solo coberto com polietileno. Além disso, foi maior o nível de infecção de ácaro-rajado pelo fungo Neozygites floridana (Weiser e Muma) em plantas cultivadas em solo coberto com palha de café. Não foi observada diferença significativa entre a produtividade da cultura em solo coberto com polietileno e em solo coberto com palha seca de café. Os resultados da comparação da ocorrência de ártropodes e patógenos entre sistema orgânico e convencional mostraram menor ocorrência de ácaro-rajado e predadores em cultivo de morangueiro convencional, porém ocorrência considerável de tripes, mosca-branca e mofo cinzento. A incidência de dendrofoma e mancha de pestalotia foi a mesma nos dois sistemas de cultivos. Os resultados sugerem a conveniência de se continuar o processo de desenvolvimento dos genótipos que se mostraram menos afetados pelo ácaro-rajado, para que estes possam no futuro ser utilizados pelos produtores, e a condução de estudos complementares, que avaliem o desempenho de cultivos em sistema orgânico que incorporem o uso da palha de café para a cobertura do solo.Item Atividade antioxidante de extratos vegetais: estudo das condições de extração e aplicação em sistema lipídico(Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" - Universidade de São Paulo, 2014) Cruz, Richtier Gonçalves da; Vieira, Thais Maria Ferreira de SouzaA oxidação lipídica é uma das principais reações de deterioração em alimentos, provocando perdas em qualidade e valor nutricional. Para evitar este problema a indústria utiliza antioxidantes, substâncias capazes de retardar essas reações. Os compostos fenólicos constituem-se na principal substância antioxidante utilizada e encontrada em alimentos, sendo que estes podem estar presentes em várias matérias primas vegetais e em resíduos agroindustriais, desprezados pela indústria. O objetivo do presente trabalho foi estudar as condições de extração de compostos fenólicos de frutos de acerola (Malpighia emarginata), borra de café (Coffea arabica) e casca de lichia (Litchi chinensis), bem como avaliar sua atividade antioxidante in vitro e sua aplicação em emulsões. Para extração dos compostos fenólicos foi aplicada a metodologia de superfícies resposta, visando a definição da melhor combinação de variáveis (concentração de etanol, temperatura e tempo) para a máxima recuperação de compostos fenólicos. A avaliação da atividade antioxidante se deu pela estabilização do radical DPPH e estudo da cinética da reação em comparação ao antioxidante sintético TBHQ. Além disso, foi avaliada a atividade antioxidante dos extratos adicionados a emulsões em diferentes concentrações (50 a 200 mg.kg -1 ), submetidas a teste acelerado de oxidação. O estudo das condições de extração evidenciou que os compostos fenólicos de cada matriz devem ser extraídos em condições distintas. Extratos de frutos de acerola apresentaram o maior teor de compostos fenólicos totais quando foi utilizada apenas água como solvente (175,87 mg GAE.g -1 ), seguido pelos extratos de borra de café e de casca de lichia extraídos com soluções etanólicas (26,37 e 25,87 mg GAE.g -1 respectivamente). O estudo da cinética de estabilização do radical DPPH demonstrou que o extrato de acerola foi o mais eficiente, seguido pelos extratos de casca de lichia e de borra de café (650,53; 43,09 e 38,74 de TEAC, respectivamente). O estudo de aplicação dos extratos em sistema modelo, com acompanhamento da oxidação por meio da determinação de hidroperóxidos formados (mmol.kg -1 ), indicou que somente o extrato de acerola, em todas as concentrações utilizadas, apresentou efeito comparável ao TBHQ. Os extratos de casca de lichia e de borra de café, em qualquer concentração utilizada, não apresentaram a mesma proteção à oxidação lipídica. Com os resultados obtidos pode-se concluir que cada matriz se comporta de uma forma na extração de compostos fenólicos, e daí vem a necessidade de se realizar estudo das condições de preparo dos extratos para cada amostra. O extrato de acerola se mostrou o mais eficiente, tanto na cinética de estabilização do radical DPPH quanto na inibição da oxidação no sistema lipídico estudado. No entanto mais trabalhos são necessários para avaliar diferentes sistemas de oxidação, bem como estudos toxicológicos para garantir níveis seguros de consumo.