UFSCAR - Teses
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Item Hidrólise enzimática dos polissacarídeos do café(Universidade Federal de São Carlos, 2013-08-29) Baraldi, Ilton José; Zangirolami, Teresa CristinaO café solúvel é um dos principais produtos gerados pela indústria de alimentos mundial, consistindo na fração solubilizada do café torrado e moído por tratamento térmico em duas etapas: extração 0 0 térmica a 125 C, seguida por hidrólise térmica a 180 C da fração não solubilizada na etapa anterior. Com elevado rendimento total (~ 50 %) na solubilização dos carboidratos presentes no café devido à alta temperatura empregada na etapa de hidrólise térmica, essa etapa se caracteriza por alto consumo de energia, além da geração de compostos voláteis indesejados (acetaldeído, furfural e 5- hidroxi metil furfural) provenientes da degradação térmica dos constituintes dos grãos de café. O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade de efetuar a hidrólise e solubilização dos polissacarídeos presentes no resíduo do café obtido após a etapa de extração térmica (baixa temperatura) por meio de hidrólise enzimática, além de comparar essa alternativa com o processo industrial convencionalmente empregado. Os experimentos de hidrólise enzimática foram realizados a 0 50 C e pH 5,0, utilizando o resíduo de café arábica torrado obtido após extração térmica conduzida a 0 0 125 C (Etapas I e II) ou a 165 C (Etapa III). A fração solubilizada por extração térmica e pela hidrólise térmica ou enzimática foi caracterizada em termos de voláteis provenientes de degradação térmica por (GC-MS), composição de carboidratos (HPAEC-PAD) e avaliação sensorial. Na Etapa I do presente estudo, foram inicialmente testados 11 preparados enzimáticos comerciais apresentando atividades enzimáticas de galactomananases, celulases, galactanases e -glucanases, dentre outras, capazes de atuar nos principais biopolímeros do café (arabinogalactanos - AGs, galactomananos - ® GMs e celulose), sendo selecionados os produtos Powercell, Galactomananase-HBI e Ultraflo XL devido à maior atividade enzimática em substratos padronizados (463 FPU/g, 18.554 UI/g e 1.028 UI/mL, respectiviamentes). Na Etapa II, a influência da concentração dos preparados Powercell, ® Galactomananase-HBI e Ultraflo XL (variáveis independentes) no desempenho do processo de hidrólise enzimática foi investigado por meio de 11 experimentos executados de acordo com um ® planejamento fatorial completo em dois níveis. Os resultados mostraram que o preparado Ultraflo XL não contribuiu (p-valor > 0,49) para solubilização de carboidratos ou aumento de rendimento, enquanto que as enzimas presentes nos preparados Powercell e Galactomananase influenciaram significativamente as respostas, favorecendo a liberação de glicose, arabinose, glactose e manose como açúcares livres e totais (p-valor < 0,1). Os melhores resultados foram alcançados na condição experimental conduzida com 0,12 % de Powercell, 0,10 % de Galactomananase, e 0,12 % de ® Ultraflo XL, alcançando-se 22,3 % de rendimento com reduzida concentração de voláteis indesejados. Os produtos obtidos pelos três processos foram ainda comparados, obtendo-se rendimentos semelhantes nas extrações térmica e hidrólise enzimática, enquanto o rendimento da hidrólise térmica foi aproximadamente 60% superior devido principalmente à maior solubilização de galactose, apresentando porém o dobro de voláteis indesejados. Buscando-se aumentar o rendimento do processo alternativo (extração térmica seguida por hidrólise enzimática), na Etapa III 0 do estudo, a influência da temperatura de extração térmica foi variada de 125 a 175 C. Os resultados 0 mostraram que é possível elevar a temperatura da extração térmica até 165 C, sem geração adicional de voláteis indesejados e com aumento de 80 % no rendimento desta etapa em relação ao 0 0 processo tradicional realizado a 125 C. O resíduo não solubilizado a 165 C foi então processado por 0 hidrólise térmica (180 C) e hidrólise enzimática em 3 diferentes condições experimentais avaliadas no planejamento fatorial realizado na Etapa II. Os rendimentos alcançados foram semelhantes para a hidrólise térmica e hidrólise enzimática (~28 %), constatando-se que o aumento da temperatura da extração térmica favoreceu a solubilização dos biopolímeros do café pela ação das enzimas, novamente com reduzida formação de voláteis indesejados. Efetuou-se avaliação sensorial dos 0 cafés solúveis obtidos, sendo que os produtos gerados a 125 e 165 C apresentaram características semelhantes ao café de coador. Já o hidrolisado obtido termicamamente nas Etapas II e III se destacou pela elevada acidez, enquanto o hidrolisado enzimático gerado na Etapa II apresentou característica fortemente amarga e o da Etapa III característica neutra, mostrando que embora necessite ser aprimorada, a hidrólise enzimática pode ser utilizada na fabricação de café solúvel.Item Classificação do café beneficiado: uma proposta para pagamento pela qualidade dos grãos(Universidade Federal de São Carlos, 2012) Santos, Fabio Lyrio; Nantes, José Flávio D.O Brasil é o maior produtor e exportador mundial de café. A cultura chegou ao país ainda no período colonial, em meados do século XVII, e durante boa parte dos séculos XIX e XX foi o principal produto da pauta de exportação. O Brasil produz cafés de diferentes qualidades. Em estado grão cru, o produto é comercializado após ter sido beneficiado nas propriedades rurais ou cooperativas de cafeicultores. Cada lote de café beneficiado recebe uma respectiva descrição comercial, fornecida segundo a classificação oficial brasileira (COB). Este instrumento coordena o mercado interno do produto, servindo de orientação para a precificação nas transações e, consequentemente, para a remuneração de cafeicultores e cooperativas. O problema é que a classificação baseia-se fundamentalmente no indicador tipo, que é um quantificador dos defeitos físicos encontrados nas amostras. Desse modo, a real qualidade dos grãos é desprivilegiada, gerando incerteza nas transações, oportunismo e problemas de seleção adversa, além de dificultar ao produtor auferir renda pela qualidade. A pesquisa estudou a tríplice inter-relação existente entre o sistema de classificação, os atributos de qualidade requeridos pela indústria e a remuneração do produto ao cafeicultor. Treze agentes da cadeia produtiva compuseram o objeto de estudo: cinco cooperativas localizadas nas principais regiões cafeeiras do país; cinco torrefadoras a elas associadas; e três empresas intermediárias (traders) localizadas na região de Hamburgo, na Alemanha. Os casos estudados mostraram que o problema é parcialmente contornado pelas cooperativas por meio do uso de sistemas classificatórios alternativos. Além de possibilitarem uma remuneração mais justa ao cafeicultor, esses sistemas evidenciam melhor as qualidades dos lotes a seus clientes (agentes intermediários ou indústria). A reestruturação do sistema classificatório, portanto, revela-se potencialmente capaz de reorientar o sistema de pagamento e trazer benefício econômico ao setor produtivo. Ao final do estudo, apresenta-se uma proposta de sistema classificatório para o café beneficiado, construída a partir do tratamento dos dados empíricos.Item A presença de Coffea arabica L. (Rubiaceae) em fragmento florestal: aspectos da história de vida e sua interação com a comunidade vegetal(Universidade Federal de São Carlos, 2014-03-11) Araujo, Melina Alcalá de; Matos, Dalva Maria da SilvaA invasão biológica é considerada uma das principais ameaças à diversidade biológica. Uma das consequências da conversão de florestas em paisagem fragmentada é a entrada de espécies exóticas para o interior dos remanescentes florestais. Coffea arabica L. (Rubiaceae), a planta de café é uma espécie arbustiva nativa das florestas africanas e historicamente introduzida no Brasil com fins comerciais. Atualmente compõe a comunidade vegetal de muitos fragmentos de floresta que margeavam as antigas fazendas produtoras de café, com pronunciada dominância. O estudo foi realizado em um fragmento de Floresta Estacional Semidecidual em São Carlos, São Paulo, na Fazenda Canchim, Embrapa. Este trabalho procurou gerar informações sobre os processos ou estágio do ciclo de vida que influenciam o crescimento da população, investigando ao longo de dois anos consecutivos a influência da remoção de C. arabica sobre o crescimento dos indivíduos regenerantes de espécies arbóreas-arbustivas, caracterizando a florística e a estrutura da comunidade regenerante onde ocorre a presença da espécie exótica. Os dados foram coletados em duas áreas do fragmento (borda e interior). A avaliação da taxa de crescimento populacional (λ) demonstrou que a população de café se mantem estável em condições ambientais distintas, constatando que a especie está efetivamente estabelecida no fragmento, caracterizando-se como espécie invasora deste ambiente. Porém não foi possível concluir que o café influencia no crescimento e/ou estabelecimento da comunidade natural regenerante. A diversidade e abundância diferem entre borda e interior, sendo a riqueza maior no interior do fragmento. É importante ressaltar que este é um dos últimos remanescentes de Floresta Estacional Semidecidual na região de São Carlos, e apesar do seu tamanho reduzido, seu isolamento, e a presença abundante de café, principalmente na sua borda, o conhecimento acerca da composição e funcionamento deste ambiente é de extrema importância.Item Utilização de métodos quimiométricos aliados a RMN na caracterização dos diferentes tipos de cafés comerciais(Universidade Federal de São Carlos, 2007) Tavares, Leila Aley; Ferreira, Antonio GilbertoO café é um importante produto do agronegócio brasileiro. Entretanto, a avaliação comercial da sua qualidade é feita por métodos subjetivos, tornando-se necessário o desenvolvimento de metodologias que sejam capazes de atuar no controle de qualidade e ao mesmo tempo fornecer informações a respeito das diferenças na composição química dos cafés com diferentes características. O presente trabalho descreve a aplicação de métodos de análise multivariada, principalmente, em dados de RMN de 1 H com o objetivo de verificar as diferenças químicas relacionadas a certos atributos determinantes da qualidade do café. Nesse trabalho, foram estudados a espécie utilizada na preparação da bebida, grãos de café defeituosos, a adulteração com cevada, o efeito da temperatura e do tempo na composição dos cafés torrados, a classificação sensorial da bebida e o modo de produção. No primeiro estudo, determinou-se as principais diferenças na composição química das duas espécies de maior importância comercial, arábica e robusta, discriminando-as e determinando o teor delas em diferentes misturas. Em estudo semelhante, discriminou-se misturas de café contendo diferentes teores de cevada, além de determinar o teor adicionado ao café. Nesse caso, em comparação com a RMN, a espectroscopia de infravermelho mostrou eficiência similar para o mesmo propósito. No estudo dos cafés com defeitos, verificou-se uma maior alteração na composição química dos grãos com defeitos do tipo preto em relação ao café de boa qualidade, além da discriminação entre todos os tipos analisados; verdes, ardidos e pretos. Quanto ao modo de produção, cafés produzidos convencionalmente e organicamente foram discriminados entre si, sendo o maior teor de ácido acético nos cafés orgânicos a principal diferença apontada nas amostras estudadas. Quanto à classificação sensorial, foi possível construir modelos quimiométricos capazes de atribuir corretamente a qualidade de amostras com diferentes classificações na prova de xícara. Dentre os compostos responsáveis por essa classificação estão os lipídeos, os quais foram identificados com a utilização da técnica HR-MAS. Com relação ao grau de torra, além de verificar uma maior influência da temperatura na alteração da composição do café torrado, foi possível discriminar amostras torradas em diversas condições de tempo e temperatura.Item Assimilação de carbono e fluorescência da clorofila do cafeeiro (Coffea arabica L.) sob condições contrastantes de irradiância, temperatura e disponibilidade de CO2(Universidade Federal de São Carlos, 2007-03-09) Ronquim, Júlio Cesar; Prado, Carlos Henrique Britto de AssisForam determinadas as trocas gasosas foliares e a eficiência fotoquímica potencial do fotossistema II em plantas adultas de cafeeiro (Coffea arabica L.) cultivares Catuaí Vermelho, Icatu Amarelo e Obatã em condições de campo, na estação úmida e sob regimes contrastantes de irradiância. Paralelamente, foram investigadas as respostas fisiológicas sazonais, nos períodos úmidos e secos do ano, decorrentes de tensões luminosa, térmica e hídrica nas plantas adultas de C. arabica. cv. Obatã não-enxertado e enxertado em C. canephora Pierre. Finalmente, em condições de laboratório, foram estudadas a assimilação de carbono e a taxa de transporte de elétrons entre os fotossistemas II e I em plantas jovens de C. arabica cv. Catuaí Vermelho, Obatã e Ouro Verde submetidas a diferentes tratamentos térmicos durante 14 h, sob concentração ambiente e saturante de CO 2 . Os resultados evidenciaram que sob irradiância plena (dia claro) ocorre a depressão do meio dia das trocas gasosas foliares e da eficiência fotoquímica potencial do fotossistema II, condicionadas por elevado déficit de pressão de vapor atmosférico, o que acarreta a realização de apenas um terço da fotossíntese liquida diária potencial (calculada através de valores integrados). Sob metade da irradiância plena (dia nublado) o ganho diário de carbono é próximo do valor potencial e as perdas ocasionadas por valores de irradiância abaixo do ponto de saturação. No período seco, o cafeeiro enxertado apresenta valores acentuadamente superiores de fotossíntese líquida em relação ao cafeeiro franco, demonstrando menor susceptibilidade ao estresse hídrico e a eficiência da enxertia em relação ao balanço anual de carbono. A manutenção de elevadas taxas de condutância estomática e transpiração durante o período seco é mais importante para a produção primária que o uso mais eficiente da água. A região ótima de temperatura para a taxa fotossintética máxima em função da irradiância sob 355 ppm de CO 2 está entre 17-23 °C. A determinação da região ótima de temperatura para a taxa máxima de transporte de elétrons (26-29 °C) evidencia certo desequilíbrio entre as fases fotoquímica e bioquímica da fotossíntese sob concentração regular de CO 2 . A elevação da concentração de carbono não apresenta incremento da taxa fotossintética máxima. Sob 29-32 °C a limitação mesofílica relativa à fotossíntese é maior que a limitação estomática. O processo fotossintético do cafeeiro é extremamente inibido sob temperatura foliar de 32 °C.