O presente trabalho de Mestrado teve como objetivo produzir géis carregados de emulsão contendo nutrientes incorporados, visando a complementação da alimentação de leitões neonatos. Para alcançar tal objetivo, foram produzidas emulsões utilizando-se diferentes lipídios e tensoativos para definição preliminar sobre quais destes ingredientes seriam mais eficientes na formação de emulsões estáveis. As emulsões produzidas foram avaliadas em relação à distribuição de tamanho de gota e aspecto visual dentro de 24 h após a produção. A partir de tais resultados, algumas amostras foram escolhidas e foi estudado o aumento da concentração de lipídios, bem como a razão óleo:tensoativo e intensidade de agitação. Para cada emulsão estudada, esta era incorporada ao gel polissacarídico, e então realizava-se um estudo da estabilidade térmica a 40 e 50 °C. Após a definição da melhor concentração de lipídios, ocorreu o estudo da incorporação de nutrientes em diversas concentrações na emulsão. Novamente, as emulsões foram avaliadas por meio da distribuição de tamanho de gota, bem como pelo aspecto visual. Foi avaliada a estabilidade da emulsão ao longo de 28 dias, que indicou um sistema estável para o período indicado. Os géis carregados foram analisados quanto à quantidade de energia e à atividade de água, apresentando um baixo valor energético e atividade de água alta. Foram também caracterizados por análises reológicas, que indicaram que a presença da emulsão fortaleceu a estrutura do gel, indicando adesão das gotas à matriz biopolimérica. O gel carregado de emulsão apresentou estabilidade microbiológica, não tendo havido crescimento de fungos filamentosos e não-filamentosos, bem como a manutenção do pH. No entanto, houve alteração da cor ao longo da estocagem. Assim, foi possível produzir um gel carregado de emulsão contendo nutrientes, possibilitando a formação de um sistema estável. / The aim this work was to produce emulsion filled gels with the incorporation of nutrients for the complementation of nutrition of neonates piglets. For this, the emulsions were produced from a variety of lipids and surfactants to define, preliminarily, which of these ingredients would be efficient to form stable emulsions. The emulsions produced were evaluated by droplet size distribution and visual appearance within 24 hours after production. From these results, some samples were selected and the increase of lipid concentration was studied as well as the ratio oil:surfactant and the stirring intensity. For each emulsion studied, this was incorporated into the polysaccharide gel and then the thermal stability study at 40 and 50 °C was made. After setting the optimal concentration of lipids and a stirring intensity, there was the study of nutrientse incorporation at different concentrations in the emulsion. Again, the emulsions were evaluated by droplet size distribution, as well as by visual appearance. The emulsion stability was evaluated over 28 days, which indicated a stable system for this time. The emulsion filled gels were characterized for the amount of energy and water activity and presented as results low amount of energy and high water activity. In the rheological characterization, the results showed that the presence of emulsion strengthened the gel structure, indicating adhesion of the droplets to the biopolymer matrix. The emulsion filled gel showed microbiological stability has not been growing of filamentous and non-filamentous fungi, as well as pH stability. However, there was a change in color over the storage. Thus, it was possible to produce an emulsion-filled gel with nutrients, on which occurred the formation of a stable system.

O interesse sobre o mercado de produtos vegetarianos e veganos tem crescido muito na última década, sendo que novos produtos alimentícios fortificados são continuamente introduzidos nesse segmento. Como grande parte do público vegano possui deficiências na ingestão de vitaminas D3 e B12, torna-se interessante o desenvolvimento de produtos com adição dessas vitaminas como fortificantes de alimentos. O objetivo principal desta Dissertação foi produzir e caracterizar um gel de pectina carregado de emulsão, incorporando vitaminas D3 e B12. As emulsões foram produzidas com óleo de linhaça como fase dispersa e inulina associada à goma arábica como estabilizantes. A emulsão foi produzida por método de alto cisalhamento, em tampão citrato (pH 4,0) (devido à melhor estabilidade da vitamina B12 em tal pH) e em baixa temperatura (30 °C) para minimizar a degradação de vitamina D3. As emulsões foram avaliadas utilizando difração a laser, se apresentando estáveis ao longo de 30 dias de estocagem e com diâmetro médio de 2,75 ± 0,25 µm. A vitamina D3 não sofreu degradação no período avaliado. Os géis foram produzidos com pectina de baixo grau de metoxilação amidada (pectina LMa) utilizando-se uma concentração de 4 % (g/g), a 60 °C, com 30 % (g/g) de sacarose, 0,1 % (g/g) de CaCl2.2H2O, em tampão citrato (pH 4,0). Substituiu-se 60 % (g/g) da água da matriz do gel pela emulsão e foram obtidos géis carregados firmes. Através de ensaios reológicos e de compressão uniaxial foi possível verificar que os géis carregados possuem uma rede estrutural mais forte do que o gel não-carregado, mostrando que as partículas são ativas. O gel carregado com 40 % de substituição da fase aquosa foi o gel mais forte, a ele adicionou-se as vitaminas. A vitamina B12 se mostrou estável, assim como os parâmetros colorimétricos dos géis carregados e dos géis nãocarregados após 30 dias. Assim, foi possível produzir géis de pectina carregados de emulsão, incorporando-se as vitaminas D3 e B12, que se mostraram estáveis ao longo do tempo de armazenamento. / Interest in the vegetarian and vegan product market has grown sharply over the past decade, with new fortified food products being continuously introduced into this market segment. As a large part of the vegan public has deficiencies in the intake of vitamins D3 and B12, it becomes interesting to develop products with addition of these vitamins as food fortifiers. The main objective of this research was to produce and characterize an emulsion-laden pectin gel incorporating vitamins D3 and B12. The emulsions were produced with flaxseed oil as dispersed phase and inulin associated with gum arabic as stabilizers. The emulsion was produced by the high shear method, in citrate buffer (pH 4.0) (due to the improved stability of vitamin B12 at such pH) and at low temperature (30 °C) to minimize vitamin D3 degradation. The emulsions were evaluated using laser diffraction, being stable over 30 days of storage and with an average diameter of 2.75 ± 0.25 µm. Vitamin D3 was not degraded in the evaluated period. The gels were produced with low amidated methoxylation pectin (LMa pectin) using a concentration of 4% (w/w) at 60°C with 30% (w/w) sucrose, 0.1% (w/w) of CaCl2.2H2O in citrate buffer (pH 4.0). The emulsion replaced a percentage of 60% (w/w) of the gel matrix aqueous phase and strong emulsion-filled gels were obtained. Through rheological and uniaxial compression tests, it was possible to verify that the emulsion-filled gels have a stronger structural lattice than the uncharged gel, showing that the particles are active. The gel filled with 40% aqueous phase replacement was the strongest gel therein, and the vitamins were added to it. Vitamin B12 was shown to be stable, as were the colorimetric parameters of filled and unfilled gels after 30 days. Therefore, it was possible to produce emulsion-filled pectin gels and to incorporate vitamins D3 and B12, which were shown to be stable over the storage time.

O objetivo desta Tese foi a produção, caracterização e avaliação da digestibilidade in vitro de géis biopoliméricos de isolado proteico de soro de leite (IPSL) e goma xantana (GX), incorporados por dispersão de micropartículas lipídicas sólidas (MLS) encapsulando curcumina. Formulações de MLS compostas poróleo de babaçu e triestearina com 2 % (MLS-2) ou 4 % (MLS-4) de tensoativos (Tween 60 e Span 80) encapsulando curcumina foram produzidas por ultra-agitação e a estabilidade das MLS foram avaliadas durante 60 dias. As formulações de géis foram definidas variando-se as concentrações de IPSL, GX e de sal e o processo de gelificação foi conduzido a 90 °C por 30 min. As propriedades mecânicas e reológicas dos géis sem sal incorporados de diferentes concentrações de MLS-2 ou MLS-4 foram avaliadas. Os géis não-carregados e carregados com MLS e diferentes concentrações de sais foram caracterizados quanto às propriedades mecânicas, reológicas, umidade expremível (UE), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e confocal (CLSM) e estabilidade da cor. Ensaios de digestibilidade in vitro foram conduzidos para os géis carregados e não-carregados e para as dispersões de MLS usando dois protocolos - Infogest e redução gradual do pH da fase gástrica (RG) - e a bioacessibilidade do curcuminoide foi avaliada. As dispersões MLS-2 e MLS-4 permaneceram estáveis durante 60 dias de armazenamento para as características avaliadas. As composições dos géis escolhidos foram de 12 % de IPSL, 0,2 % GX, nas condições sem sal; 0,1 M NaCl ou 0,1 M CaCl2. As diferentes concentrações de MLS incorporadas ao gel influenciaram de maneiras distintas as propriedades mecânicas e reológicas e a concentração de 88 % m/m de MLS foi escolhida para ser incorporada aos géis. As imagens de MEV e de CLSM mostraram géis do tipo particulado, porosos eas MLS homogeneamente distribuídas na rede gelificada. A rigidez do gel carregado diminui com presença de sal e aumentou com a incorporação de MLS-2 no ensaio mecânico, mas nos ensaios reológicos a presença das MLS e a de sal não contribuíram com o reforço estrutural do gel. Os parâmetros colorimétricos dos géis carregados permaneceram estáveis após 30 dias. O processo de digestibilidade in vitro das amostras foi influenciado pela heterogeneidade da matriz gelificada, pela presença de sal, pelo tipo de MLS incorporada ao gel e pelo o protocolo utilizado nos ensaios. Os géis carregados apresentaram maior liberação de ácidos graxos livres (AGL) durante a fase duodenal que as dipersões de MLS, mas os resultados de bioacessibilidade do curcuminoide foram pouco afetados pela incorporação das MLS à matriz gelificada, independemente do protocolo. Os géis carregados com MLS-4 apresentaram resultados superiores de liberação de AGL e de bioacessibilidade, nos dois protocolos. Porém, o tipo de protocolo teve pouco impacto sobre os comportamentos das amostras ao final da fase intestinal. Concluiu-se que a composição de tensoativos na MLS pode influenciar tanto nas propriedades mecânicas e reológicas quanto no processo de digestão simulada dos géis carregados. Após os resultados de digestibilidade, definiu-se a MLS-4 a formulação mais indicada para ser incorporada aos géis biopoliméricos, os quais podem ser empregados na produção de alimentos carregadores de compostos bioativos lipofílicos. / This Thesis aimed the production, characterization and in vitro digestibility evaluation of biopolymer gels of whey protein isolate (WPI) and xanthan gum (XG) incorporated with solid lipid microparticles (SLM) encapsulating curcumin. Two formulations of SLM composed by babacu oil and triestearin with 2 % (SLM-2) or 4 % (SLM-4) surfactants (Tween 60 and Span 80) and 0.03 % of curcumin were producted by ultra turrax and the stability of SLM for 60 days were evaluated. Gels formulations were determined using different compositions of WPI, XG and salt and gelation processes were carried out at 90 °C for 30 min. Mechanical and rheological properties of gels filled with different concentrations of SLM-2 and SLM-4 were investigated. Non-filled gels and gels filled with SLM-2 and SLM-4 and different salt concentrations were characterized as the mechanical and rheological properties, water holding capacity, scanning electron (SEM) and confocal (CLSM) microscopy and color stability. in vitro digestibility assays were carried out for filled and non-filled gels and for SLM dispersions using two protocols - Infogest and gradual reduction of gastric pH (GR) - and curcumin bioaccessibility were accessed. SLM-2 and SLM-4 dispersions were stable during 60 days for the parameters investigated. The chosen gels compositions were 12 % WPI, 0.2 % XG and without salt, 0.1 M NaCl or 0.1 M CaCl2. Filled gels with different concentrations of SLM showed different mechanical and rheological behavior and the concentration of 88 % m/m SLM was chosen to be incorporated in gels. SEM and CLSM imagens showed particulate and porous gels structures with SLM homogeneously distributed in the gelled network. Salt decreased and SLM-2 increased gel rigidity, but in rheological measurements salt and SLM did not reinforce gels. The colorimetric parameters of filled gels were stable after 30 days. The in vitro digestibility processes of samples were affected by gelled matriz heterogeneity, salt concentration, type of SLM and by the digestibility protocol. Filled gels released more free fat acids (FFA) during duodenal step than SLM, but the incorporation of SLM in gelled matrix did not promote higher curcumin bioaccessibility results, independently of the protocol. Gels filled with SLM-4 showed the highest FFA release and curcumin bioaccessibility results for both protocol. However, the type of protocol did not affect the samples behavior at the end of intestinal step. It was concluded that the different surfactant concentrationsin SLM could change the mechanical and rheological properties as well as the in vitro digestion processes of filled gels. After digestion results, SLM-4 was the most indicated to be incorporated in mixed gels. The incorporation of SLM in mixed biopolymer gels could be used for production of foods as lipophilic bioactive compound carriers.

O objetivo desta Tese foi a produção, caracterização e avaliação da digestibilidade in vitro de géis biopoliméricos de isolado proteico de soro de leite (IPSL) e goma xantana (GX), incorporados por dispersão de micropartículas lipídicas sólidas (MLS) encapsulando curcumina. Formulações de MLS compostas poróleo de babaçu e triestearina com 2 % (MLS-2) ou 4 % (MLS-4) de tensoativos (Tween 60 e Span 80) encapsulando curcumina foram produzidas por ultra-agitação e a estabilidade das MLS foram avaliadas durante 60 dias. As formulações de géis foram definidas variando-se as concentrações de IPSL, GX e de sal e o processo de gelificação foi conduzido a 90 °C por 30 min. As propriedades mecânicas e reológicas dos géis sem sal incorporados de diferentes concentrações de MLS-2 ou MLS-4 foram avaliadas. Os géis não-carregados e carregados com MLS e diferentes concentrações de sais foram caracterizados quanto às propriedades mecânicas, reológicas, umidade expremível (UE), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e confocal (CLSM) e estabilidade da cor. Ensaios de digestibilidade in vitro foram conduzidos para os géis carregados e não-carregados e para as dispersões de MLS usando dois protocolos - Infogest e redução gradual do pH da fase gástrica (RG) - e a bioacessibilidade do curcuminoide foi avaliada. As dispersões MLS-2 e MLS-4 permaneceram estáveis durante 60 dias de armazenamento para as características avaliadas. As composições dos géis escolhidos foram de 12 % de IPSL, 0,2 % GX, nas condições sem sal; 0,1 M NaCl ou 0,1 M CaCl2. As diferentes concentrações de MLS incorporadas ao gel influenciaram de maneiras distintas as propriedades mecânicas e reológicas e a concentração de 88 % m/m de MLS foi escolhida para ser incorporada aos géis. As imagens de MEV e de CLSM mostraram géis do tipo particulado, porosos eas MLS homogeneamente distribuídas na rede gelificada. A rigidez do gel carregado diminui com presença de sal e aumentou com a incorporação de MLS-2 no ensaio mecânico, mas nos ensaios reológicos a presença das MLS e a de sal não contribuíram com o reforço estrutural do gel. Os parâmetros colorimétricos dos géis carregados permaneceram estáveis após 30 dias. O processo de digestibilidade in vitro das amostras foi influenciado pela heterogeneidade da matriz gelificada, pela presença de sal, pelo tipo de MLS incorporada ao gel e pelo o protocolo utilizado nos ensaios. Os géis carregados apresentaram maior liberação de ácidos graxos livres (AGL) durante a fase duodenal que as dipersões de MLS, mas os resultados de bioacessibilidade do curcuminoide foram pouco afetados pela incorporação das MLS à matriz gelificada, independemente do protocolo. Os géis carregados com MLS-4 apresentaram resultados superiores de liberação de AGL e de bioacessibilidade, nos dois protocolos. Porém, o tipo de protocolo teve pouco impacto sobre os comportamentos das amostras ao final da fase intestinal. Concluiu-se que a composição de tensoativos na MLS pode influenciar tanto nas propriedades mecânicas e reológicas quanto no processo de digestão simulada dos géis carregados. Após os resultados de digestibilidade, definiu-se a MLS-4 a formulação mais indicada para ser incorporada aos géis biopoliméricos, os quais podem ser empregados na produção de alimentos carregadores de compostos bioativos lipofílicos. / This Thesis aimed the production, characterization and in vitro digestibility evaluation of biopolymer gels of whey protein isolate (WPI) and xanthan gum (XG) incorporated with solid lipid microparticles (SLM) encapsulating curcumin. Two formulations of SLM composed by babacu oil and triestearin with 2 % (SLM-2) or 4 % (SLM-4) surfactants (Tween 60 and Span 80) and 0.03 % of curcumin were producted by ultra turrax and the stability of SLM for 60 days were evaluated. Gels formulations were determined using different compositions of WPI, XG and salt and gelation processes were carried out at 90 °C for 30 min. Mechanical and rheological properties of gels filled with different concentrations of SLM-2 and SLM-4 were investigated. Non-filled gels and gels filled with SLM-2 and SLM-4 and different salt concentrations were characterized as the mechanical and rheological properties, water holding capacity, scanning electron (SEM) and confocal (CLSM) microscopy and color stability. in vitro digestibility assays were carried out for filled and non-filled gels and for SLM dispersions using two protocols - Infogest and gradual reduction of gastric pH (GR) - and curcumin bioaccessibility were accessed. SLM-2 and SLM-4 dispersions were stable during 60 days for the parameters investigated. The chosen gels compositions were 12 % WPI, 0.2 % XG and without salt, 0.1 M NaCl or 0.1 M CaCl2. Filled gels with different concentrations of SLM showed different mechanical and rheological behavior and the concentration of 88 % m/m SLM was chosen to be incorporated in gels. SEM and CLSM imagens showed particulate and porous gels structures with SLM homogeneously distributed in the gelled network. Salt decreased and SLM-2 increased gel rigidity, but in rheological measurements salt and SLM did not reinforce gels. The colorimetric parameters of filled gels were stable after 30 days. The in vitro digestibility processes of samples were affected by gelled matriz heterogeneity, salt concentration, type of SLM and by the digestibility protocol. Filled gels released more free fat acids (FFA) during duodenal step than SLM, but the incorporation of SLM in gelled matrix did not promote higher curcumin bioaccessibility results, independently of the protocol. Gels filled with SLM-4 showed the highest FFA release and curcumin bioaccessibility results for both protocol. However, the type of protocol did not affect the samples behavior at the end of intestinal step. It was concluded that the different surfactant concentrationsin SLM could change the mechanical and rheological properties as well as the in vitro digestion processes of filled gels. After digestion results, SLM-4 was the most indicated to be incorporated in mixed gels. The incorporation of SLM in mixed biopolymer gels could be used for production of foods as lipophilic bioactive compound carriers.

O interesse sobre o mercado de produtos vegetarianos e veganos tem crescido muito na última década, sendo que novos produtos alimentícios fortificados são continuamente introduzidos nesse segmento. Como grande parte do público vegano possui deficiências na ingestão de vitaminas D3 e B12, torna-se interessante o desenvolvimento de produtos com adição dessas vitaminas como fortificantes de alimentos. O objetivo principal desta Dissertação foi produzir e caracterizar um gel de pectina carregado de emulsão, incorporando vitaminas D3 e B12. As emulsões foram produzidas com óleo de linhaça como fase dispersa e inulina associada à goma arábica como estabilizantes. A emulsão foi produzida por método de alto cisalhamento, em tampão citrato (pH 4,0) (devido à melhor estabilidade da vitamina B12 em tal pH) e em baixa temperatura (30 °C) para minimizar a degradação de vitamina D3. As emulsões foram avaliadas utilizando difração a laser, se apresentando estáveis ao longo de 30 dias de estocagem e com diâmetro médio de 2,75 ± 0,25 µm. A vitamina D3 não sofreu degradação no período avaliado. Os géis foram produzidos com pectina de baixo grau de metoxilação amidada (pectina LMa) utilizando-se uma concentração de 4 % (g/g), a 60 °C, com 30 % (g/g) de sacarose, 0,1 % (g/g) de CaCl2.2H2O, em tampão citrato (pH 4,0). Substituiu-se 60 % (g/g) da água da matriz do gel pela emulsão e foram obtidos géis carregados firmes. Através de ensaios reológicos e de compressão uniaxial foi possível verificar que os géis carregados possuem uma rede estrutural mais forte do que o gel não-carregado, mostrando que as partículas são ativas. O gel carregado com 40 % de substituição da fase aquosa foi o gel mais forte, a ele adicionou-se as vitaminas. A vitamina B12 se mostrou estável, assim como os parâmetros colorimétricos dos géis carregados e dos géis nãocarregados após 30 dias. Assim, foi possível produzir géis de pectina carregados de emulsão, incorporando-se as vitaminas D3 e B12, que se mostraram estáveis ao longo do tempo de armazenamento. / Interest in the vegetarian and vegan product market has grown sharply over the past decade, with new fortified food products being continuously introduced into this market segment. As a large part of the vegan public has deficiencies in the intake of vitamins D3 and B12, it becomes interesting to develop products with addition of these vitamins as food fortifiers. The main objective of this research was to produce and characterize an emulsion-laden pectin gel incorporating vitamins D3 and B12. The emulsions were produced with flaxseed oil as dispersed phase and inulin associated with gum arabic as stabilizers. The emulsion was produced by the high shear method, in citrate buffer (pH 4.0) (due to the improved stability of vitamin B12 at such pH) and at low temperature (30 °C) to minimize vitamin D3 degradation. The emulsions were evaluated using laser diffraction, being stable over 30 days of storage and with an average diameter of 2.75 ± 0.25 µm. Vitamin D3 was not degraded in the evaluated period. The gels were produced with low amidated methoxylation pectin (LMa pectin) using a concentration of 4% (w/w) at 60°C with 30% (w/w) sucrose, 0.1% (w/w) of CaCl2.2H2O in citrate buffer (pH 4.0). The emulsion replaced a percentage of 60% (w/w) of the gel matrix aqueous phase and strong emulsion-filled gels were obtained. Through rheological and uniaxial compression tests, it was possible to verify that the emulsion-filled gels have a stronger structural lattice than the uncharged gel, showing that the particles are active. The gel filled with 40% aqueous phase replacement was the strongest gel therein, and the vitamins were added to it. Vitamin B12 was shown to be stable, as were the colorimetric parameters of filled and unfilled gels after 30 days. Therefore, it was possible to produce emulsion-filled pectin gels and to incorporate vitamins D3 and B12, which were shown to be stable over the storage time.