EFFECTS OF TEMPERATURE IN DEGRADATION KINETICS OF ANTHOCYANIN FROM JAMUN FRUIT (Eugenia jambolana) USING THE ARRHENIUS, EYRING AND BALL MODELS

Anthocyanins are flavonoids found in fruits and vegetables, ranging from red to violet and blue, which are shown to be a potential substitute for artificial colors, especially in food. Due to its thermal instability, this work had as objective to establish the kinetic and thermodynamic parameters that describe the thermal degradation of the anthocyanins from jamun fruit  between 50 and 80 ° C using the Arrhenius, Eyring and Ball models. The thermal degradation process of the anthocyanins followed a model of first-order kinetics and the three models correlated the temperature to the degradative process coefficients of determination between 0.939 and 0.960. The activation energy was 93.383 kJ mol-1 and, thermodynamically, the values of ΔH, ΔS and ΔG did not differ when using the Arrhenius or Eyring approaches, allowing, according to both, to characterize the degradation reaction as endothermic, non-spontaneous and with the transition state with less structural freedom than the regents. According to the Ball model, the temperature range z was 27.03°C

EFFECTS OF THE ADDITION OF SUGARS ON THE THERMOSTABILITY OF BETANIN FROM Beta vulgaris L.

O impacto da adição de açúcares na estabilidade das betaninas de Beta vulgaris L. (beterraba) durante o tratamento térmico entre 50 e 80°C e pH 5 foi investigado. A degradação das betaninas pura e adicionada de 10% de sacarose e 40% de frutose seguiu modelo de cinética de primeira ordem e conforme aumento da temperatura, houve aumento dos valores da constante de degradação térmica (Kd), redução na meia-vida e nos valores do tempo de redução decimal (D). Termodinamicamente, apresentando valores de variação de entalpia (ΔH) mais altos (entre 99,66 e 99,41 kJ mol-1) que o extrato com a adição de sacarose (entre 85,27 e 85,03 kJ mol-1) e controle (entre 78,85 e 78,61 kJ mol-1), a incorporação de frutose foi mais promissora no aumento da estabilidade do extrato de betaninas. Os valores positivos para a variação da energia livre de Gibbs (ΔG) indicaram que a reação de degradação das betaninas foi não-espontânea e os baixos valores da variação de entropia (ΔS) para o extrato com frutose (entre 0,02 e 0,03 J mol-1K-1) indicaram que o estado do material estava próximo ao seu equilíbrio termodinâmic

Avaliação da efetividade da capacitação em Boas Práticas de Fabricação para agroindústrias familiares com produção de origem animal do município de Santo Antônio da Patrulha – RS

O presente trabalho se propôs a verificar a efetividade imediata da capacitação em Boas Práticas de Fabricação de manipuladores de alimentos de agroindústrias familiares com produção de origem animal do município de Santo Antônio da Patrulha – RS. A avaliação dos conhecimentos básicos sobre a segurança de alimentos e as diretrizes higiênico-sanitárias exigidas pela legislação vigente foi realizada a partir da aplicação de questionários prévios e posteriores a um treinamento de 7 h. A média de respostas corretas (n = 9) obtidas na avaliação diagnóstica e na avaliação final apresentou uma diferença estatisticamente significativa (p ≤ 0,05), 16,6±1,7 e 17,9±1,9 questões, respectivamente, verificando-se um aumento de 8% na média de acertos após ser ministrada a capacitação. A avaliação diagnóstica revelou que 78% dos manipuladores apresentavam um conhecimento adequado sobre os temas abordados enquanto que 22 % demonstraram um conhecimento regular, percentuais que se tornaram 89 e 11% após a capacitação. O número de respostas corretas após a capacitação apresentou um incremento entre 11 e 20% para 44,4% dos manipuladores e até 10% para o mesmo quantitativo. Os percentuais médios de acertos na avaliação diagnóstica e na final mantiveram-se estatisticamente iguais quando avaliados os resultados em termos dos seis temas abordados na capacitação e o eixo ambiental apresentou o menor percentual de respostas corretas antes e após o treinamento, 76,3 e 84,9%, respectivamente

Purificação de ficocianina de Spirulina platensis através de sistema aquoso bifásico e caracterização cinética da desnaturação térmica

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, 2007.A microalga Spirulina platensis apresenta em sua biomassa compostos de alto valor agregado como a ficocianina, um pigmento azul usado como corante natural na indústria alimentícia e de cosméticos e de grande interesse na indústria farmacêutica devido as suas propriedades terapêuticas, fatos estes que tornam sua obtenção com alto grau de pureza e sua caracterização uma possibilidade atraente. A presente dissertação teve como objetivos estudar e otimizar o processo de purificação do extrato aquoso de ficocianina de Spirulina platensi, com e sem células, por Sistema Aquoso Bifásico (SAB) polietilenoglicol (PEG)/fosfato de potássio variando-se a massa molar do polímero, 1500, 4000, 6000 ou 8000 Da, assim como estudar a cinética de desnaturação térmica do extrato aquoso de ficocianina, avaliando sua estabilidade entre 50 e 65°C para valores de pH entre 5 e 7 e estabelecer o modelo cinético para cada uma das situações propostas. Verificou-se que o pH 6 proporcionou a melhor purificação da ficocianina que se concentrou na fase de topo, rico em PEG, em todos sistemas estudados. A análise de efeitos, realizada através de quatro planejamentos fatoriais completos (22 ensaios + 3 pontos centrais), evidenciou que o aumento do percentual de sal causou um incremento no fator de purificação e o inverso ocorreu para o percentual de PEG. A otimização do processo de purificação através de quatro planejamentos fatoriais completos tipo delineamento central composto rotacional (DCCR) (22 ensaios + 4 pontos axiais + 3 pontos centrais) estabeleceu que os SABs compostos por PEG 1500 e 8000 e fosfato de potássio, com 7 e 23% e 4 e 22,5%, respectivamente, atingiram fatores de purificação máximos de 1,6 vezes para a ficocianina, com recuperação total da proteína no primeiro e de 57% no segundo e que os formados pelos PEG 4000 e 6000, compostos ambos por 4% de polímero e 21% de sal, alcançaram fatores de purificação de 2,1 e 2,2 vezes, recuperando 100 e 73,5% da proteína-alvo. A extração e a purificação da ficocianina em SAB polietilenoglicol/fosfato de potássio pH 6 integrando essas duas etapas, composto pelo PEG 1500 alcançou valores de pureza para a ficocianina superiores aos obtidos com o sistema convencional, em todos os percentuais estudados, enquanto que para o PEG 6000, as purezas da proteína alcançadas nos ensaios do sistema convencional foram todas superiores às obtidas no outro. Os sistemas integrados compostos por 15% de PEG 1500 e 13% de fosfato de potássio e 5% de PEG 4000 e 18% de sal, alcançaram, nessa ordem, 0,73 e 0,79 de pureza (A620/A280), valores estes que classificam esta ficobiliproteína como de grau alimentar, superior a 0,7. As concentrações de ficocianina obtidas nas fases de topo desses dois sistemas respectivamente, 2,67 e 1,60 mg.mL-1, evidenciam que o sistema composto pelo PEG 4000 foi mais eficiente que os demais pois alcançou a maior pureza conjugada a maior concentração da proteína. Para a caracterização cinética da desnaturação térmica da ficocianina, o modelo foi assumido como de primeira ordem e entre 50 e 55°C, o extrato aquoso de ficocianina foi mais estável a pH 6 e entre 57 e 65°C em pH 5, sendo então, na faixa de temperaturas estudadas, mais instável a pH 7. As energias de ativação para os extratos de ficocianina foram de 87,36, 135,57 e 111,14 kcal/gmol, para os valores de pH 5, 6 e 7. A adição do agente estabilizante sorbitol, entre 10 e 50% ampliou o tempo de meiavida, provando que a descoloração da ficocianina é relacionada com a desnaturação da cadeia protéica e, através de testes estatísticos de diferença de médias, pode-se definir que ao final de 40 minutos de tratamento térmico, o extrato de ficocianina de pH 5 manteve cerca de 80% de sua concentração média relativa com adição de 30% (p/p) de sorbitol, para o pH 6, com 40% (p/p) de agente estabilizante, a concentração foi mantida em cerca de 86% e para o pH 7, a partir de 10 minutos, todas as concentrações de sorbitol adicionadas ocasionaram concentrações médias relativas de ficocianina diferentes significativamente e com 50% (p/p) de sorbitol 85% da concentração da proteína se manteve.Spirulina platensis microalgae presents in its biomass high added value compounds like phycocyanin, a blue pigment used as a natural colorant in the food and cosmetic industry also of great interest in the pharmaceutical industry due to its therapeutic properties. These facts make obtaining it with a high purity level and its characterization an attractive possibility. The present paper aimed at studying and optimizing the purification process of the phycocyanin aqueous extract from Spirulina platensis with and without cells through aqueous two-phase systems (ATPS) polietilenoglicol (PEG)/potassium phosphate by varying the polymer molar mass, 1500, 4000, 6000 or 8000 Da, as well as studying the thermal denaturization kinetics of the phycocyanin aqueous extract by evaluating its stability between 50 and 65°C for pH values between 5 and 7 and establishing the kinetic model for each proposed situation. It was verified that the pH 6 provided the best phycocyanin purification which was concentrated in the top phase in all the studied systems. The effect analysis done for the four full factorial designs (22 trial plus + 3 central points), made clear that the increase of the salt percentage caused an increment in the purification factor and the inverse occurred for the PEG percentage. The optimization of the purification process through four full factorial design CCRD (22 trial + 4 axial points + 3 central points) established that the ATPS composed by PEG 1500 and 8000 and potassium phosphate, with 7 and 23% and 4 and 22.5%, respectively, reached maximum purification factors of 1.6 fold for the phycocyanin, with total protein recovery in the first and 57% in the second and that the ones formed by PEG 4000 and 6000, both composed by 4% of polymer and 21% of salt, reached purification factor of 2.1 and 2.2 fold, recuperating 100 and 73.5% of the target protein. The phycocyanin extraction and purification in SAB polyethylene glycol/potassium phosphate pH 6, integrating these two phases, composed by PEG 1500, reached purity values for phycocyanin higher than the ones obtained with the conventional system in all studied percentages, while for PEG 6000, all protein purities obtained in the conventional system trials were higher than the ones obtained in the other. The integrated systems composed by 15% of PEG 1500 and 13% of potassium phosphate and 5% of PEG 4000 and 18% of salt, reached, in this order, 0.73 and 0.79 of purity (A620/A280). These values classify this phycobiliprotein as of food grade, higher than 0.7. The concentrations of phycocyanin obtained in the top phases of these two systems, respectively, 2.67 and 1.6 mg.mL-1, make clear that the system composed by PEG 4000 was more efficient than the others because it reached the biggest purity along with to the highest protein concentration. For the kinetic characterization of the phycocyanin thermal denaturization, the model was assumed as of first order and, between 50 and 55°C, the phycocyanin aqueous extract was more stable at pH 6 and between 57 and 65°C at pH 5, thus, being more stable at pH 7 for the ranges of temperature studied. The activation energy for the phycocyanin extracts were 87.36, 135.57 and 111.14 Kcal/gmol for pH 5, 6 and 7 values. The addition of the sorbitol stabilizing agent between 10 and 50% increased the half-life, proving that the phycocyanin discoloration is related to the denaturization of the protein chain and, through statistical tests of average differences, it is possible to define that, at the end of 40 minutes of thermal treatment, the pH 5 phycocyanin extract kept about 80% of its relative average concentration with the addition of 30% (w/w) of sorbitol, for pH 7, with 40% (w/w) of stabilizing agent, the concentration was kept at about 86% and for pH 7, from 10 minutes on, all the sorbitol concentrations added caused significantly different phycocyanin relative average concentrations and with 50% (w/w) of sorbitol, 85% of the protein concentration was kept

Purification of C-phycocyanin from Spirulina platensis in aqueous two-phase systems using an experimental design

C-phycocyanin from Spirulina platensis was purified in aqueous two-phase systems (ATPS) of polyethylene glycol (PEG)/potassium phosphate, varying the molar mass of the PEG. Results using a full factorial design showed that an increase in the concentration of salt and decrease in the concentration of PEG caused an increment in the purification factor for all the ATPS studied. Optimization of the conditions of the purification was studied using a central composite rotatable design for each molar mass of PEG. The ATPS composed of 7% (w/w) PEG 1500 or 4% (w/w) PEG 8000 (g/gmol) and 23 or 22.5% (w/w) of phosphate resulted a purification factor of 1.6-fold for C-phycocyanin, with total and 57% recovery, respectively. Process conditions were optimized for the purification factor for the system with PEG 1500. The ATPS with 4% (w/w) PEG 4000 or 4% (w/w) PEG 6000 and 21% (w/w) phosphate resulted purification factors of 2.1 and 2.2-fold, recovering 100% and 73.5%, respectively of C-phycocyanin in the top phase

Extraction and purification of C-phycocyanin from Spirulina platensis in conventional and integrated aqueous two-phase systems

Extrato aquoso de C-ficocianina de Spirulina platensis, com e sem resíduos celulares, foi purificado em sistema aquoso bifásico (SAB) polietilenoglicol (PEG)/fosfato de potássio variando-se a massa molar do PEG, a pH 6, mais promissor do que a pH 7. Para os ensaios realizados com cada massa molar, com diferentes percentuais de PEG e sal, as concentrações (mg mL-1), as purezas (OD 620/OD 280) e os coeficientes de partição da C-ficocianina de cada sistema foram determinados e comparados. O processo para a purificação primária de C-ficocianina intracelular com resíduos celulares (integrado), composto por 15% de PEG 1500 e 13% de fosfato de potássio de 5% de PEG 4000 e 18% de sal, alcançaram concentrações de C-ficocianina de, respectivamente, 1,60 e 2,67 mg mL-1 na fase de topo. As purezas foram de 0,73 e 0,79, respectivamente, valores superiores aos obtidos nos sistemas sem resíduos celulares.Crude C-phycocyanin extracts from Spirulina platensis, with and without cell debris, were purified in aqueous two-phase systems (ATPS) varying the molar mass of the PEG, at pH 6, more promising than at pH 7. For the assays carried out with each molar mass, with distinct percentages of PEG and salt, the concentrations (mg mL-1), purities (OD 620/OD 280) and C-phycocyanin partition coefficients of each system were determined and compared. The process for the primary purification of intracellular C-phycocyanin with cell debris (integrated), composed of 15% of PEG 1500 and 13% of potassium phosphate and 5% of PEG 4000 and 18% of salt, produced C-phycocyanin concentrations of, respectively, 1.60 and 2.67 mg mL-1 in the top phase. The purities were of 0.73 and 0.79 respectively, values higher than those obtained in the systems without cells

EFFECTS OF SOLVENT, BASE, AND TEMPERATURE IN THE OPTIMISATION OF A NEW CATALYTIC SYSTEM FOR SONOGASHIRA CROSS-COUPLING USING NCP PINCER PALLADACYCLE

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