Orientador: Rosiane Lopes Cunha da / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-05T15:56:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Yamamoto_Fabiola_M.pdf: 2839166 bytes, checksum: aa7b4ca2a9be01725a763b4a3e96738b (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A influência da concentração de polissacarídeo, do pH de equilíbrio (de 2,0 a 4,0) e da aplicação de tratamento térmico (70 ou 90ºC/ 30min) sobre as propriedades reológicas e de microestrutura de géis de gelana acidificados lentamente pela adição de glucona-d-lactona (GDL) foi estudada nesse trabalho. Os sistemas foram caracterizados quanto à cinética de gelificação e propriedades dos géis formados, como as reológicas em compressão uni- e biaxial, capacidade de retenção de água (WHC), microestrutura e turbidez. Em todas as amostras que formaram géis auto-sustentáveis, com exceção daquelas com 1% de gelana nos menores pHs, foi possível determinar o ponto de gel a partir de ensaios oscilatórios, sendo que o tempo do mesmo diminuiu com o aumento da concentração de polímero, com o tratamento térmico, e com a diminuição do pH final. Todos os géis auto-sustentáveis foram transparentes e não apresentaram sinerese. A tensão de ruptura aumentou com a diminuição do pH, aumento da concentração de gelana e submissão a tratamento térmico antes da adição de GDL, porém diminuiu quando este foi realizado depois da acidificação. A WHC tornou-se maior com o aumento da concentração de gelana e do pH nos sistemas de concentração 1% e 0,5%, no entanto, a 0,2%, ela aumentou com a diminuição do pH. A microestrutura dos géis mostrou correlação direta com as propriedades reológicas em compressão. A análise da dimensão fractal dos géis só foi possível em pHs 2,5 e 2,0, e os sistemas apresentaram estrutura fractal com regime de ligação fraca. Todas as amostras mostraram comportamento de fluido lei da potência em escoamento extensional. A correlação entre turbidez e força dos géis foi linear. No entanto, a turbidez mostrou-se mais sensível às mudanças estruturais do que as propriedades mecânicas / Abstract: The influence of polysaccharide concentration, pH at equilibrium (2,0 - 4,0) and annealing (70 or 90ºC/30min) on rheological properties and microstructure of gellan gels formed by acidification of glucon-d-lacton GDL was evaluated in this study. Gels were characterized in relation to their gelling kinetics, mechanical properties at fracture, water holding capacity (WHC), microstructure, turbidity and rheological parameters in extension. In all samples, with exception to that of 1% concentration formed at pHs 2,5 and 2,0, it was possible to determine the gel point by oscilatory measurements. The time at which gel point occurred diminished by raising polymer concentration, annealing and lowering final pH. All gels were transparent and exhibited no sign of syneresis. Failure stress increased at lower pH values, higher concentrations and gels were even stronger when made from annealed solution. When gels were annealed after pH reached equilibrium, their failure stress decreased. The WHC for 1% and 0,5% gels was higher at enhanced concentrations and higher pH values and for 0,2% gels, it was higher at lower pH values. Microstructure of gels showed straight correlation with their rheological properties in compression. Analysis of fractal dimension of the gels was only possible at pHs 2,5 and 2,0. In this case, the systems showed fractal structure in the weak¿link regime. All samples showed power law behaviour in extension. The turbidity and the force of gels showed linear correlation. Nevertheless turbidity measurements were more sensitive to structural changes than were mechanical properties / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Rosiane Lopes da Cunha / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T11:58:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cavallieri_AngeloLuizFazani_D.pdf: 4175503 bytes, checksum: 112549679044052b28c8967120da2e07 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A gelificação a frio de soluções de isolado protéico de soro (WPI) foi realizada pela adição de diferentes quantidades de glucona-d-lactona (GDL) a soluções de WPI desnaturadas termicamente (80ºC/30 minutos). Foram analisados sistemas protéicos puros (WPI na concentração de 7% p/p) e mistos, após a adição de xantana ou guar (concentração WPI 5% fixa e de polissacarídeos, 0,1, 0,3 e 0,5% p/p). Estes sistemas exibiram diferentes taxas de acidificação e valores de pH final em torno do ponto isoelétrico das principais frações protéicas do soro (5,2 a 3,9). Nos sistemas protéicos puros foi possível distinguir dois estágios de desenvolvimento estrutural: 1-início da formação da rede até o ponto de gel, em que as propriedades reológicas não foram influenciadas pela taxa de acidificação, e 2- subseqüente desenvolvimento estrutural com a redução do pH devido a fortalecimento de ligações e rearranjos estruturais. O processo lento de acidificação levou a géis mais estruturados no pH final de 5,2 enquanto que a acidificação rápida produziu géis mais frágeis (pH 4,2), que mostraram rearranjo estrutural após a obtenção do pH final. No pH de equilíbrio em torno do pI, a capacidade de retenção de água foi menor, o que foi associado à menor solubilidade protéica (exceto da fração ß-Lg) nestas condições. A solubilidade protéica na presença ou ausência de condições desnaturantes indicou que interações eletrostáticas foram responsáveis pela manutenção da rede nos pHs 5,2 a 4,6, porém um maior caráter hidrofóbico foi visualizado no pH 4,2. A adição de polissacarídeos levou a uma descontinuidade da estrutura da rede do gel, com um aumento da quantidade de poros. A adição de xantana enfraqueceu a rede e diminuiu a sua deformabilidade. Em menores taxas de acidificação e concentração de xantana visualizou-se a formação de géis heterogêneos (separação de fases macroscópica), com maiores valores de lacunaridade (descontinuidade da microestrutura), e menores valores de dimensão fractal, Df, (agregados protéicos menores e menos complexos na rede). No entanto, o aumento da taxa de acidificação e diminuição do pH final levou à formação de géis homogêneos, com uma rede mais forte, um sistema menos poroso e com maiores valores de Df (agregados mais complexos na rede devido a maior interação eletrostática entre proteínas e xantana). Em elevadas concentrações de guar houve formação de géis não auto-sustentáveis com grande lacunaridade e menores Df. Em menores concentrações de guar observou-se a formação de uma rede contínua no gel (menos porosa), com menores valores de Df. Nos géis autosustentáveis foi visualizado que o aumento da taxa de acidificação levou a géis com maior valor de tensão de ruptura e módulo de elasticidade, maior Df e menor lacunaridade, o que foi associado ao aumento de interação proteína-proteína. A descontinuidade da microestrutura nos géis WPI-xantana foi resultado de fenômenos simultâneos de separação de fases (condição inicial dos sistemas no pH 6,7) e gelificação (fase de redução de pH), sendo, portanto influenciada pela concentração de xantana, taxa de acidificação e pH final do gel, enquanto que nos géis WPI-guar o efeito predominante do aumento da concentração de guar foi associado a efeitos de exclusão de volume entre as proteínas do soro e a guar / Abstract: The cold set gelation of whey protein isolate (WPI) solutions was induced by addition of several amounts of glucone-d-lactone (GDL) to thermal denatured (80ºC/30min) WPI solutions. Pure whey protein systems (7% WPI w/w) and mixed WPI-xanthan or WPI-guar gels (5% WPI w/w with the addition of 0.1, 0.3 and 0.5% polysaccharide) were studied. The systems showed different acidification rates, which led to different final pH values near the isoelectric point (pI) of the main whey proteins (5.2 to 3.9). Two gelation stages were defined in pure whey protein systems: 1- until the gel point, in which the rheological properties were not influenced by the acidification rates; 2- gel structure development until the pH equilibrium, in which bonds strengthening and molecular rearrangements on gel network took place. Lower acidification rates led to stronger and structured gels at final pH 5.2. However, the increase in acidification condition caused the formation of weaker gels at final pH 4.2. In the latter case, molecular rearrangements on structure took place during a long time after the achievement of steady pH values. At this pH, the water retention capacity of the gels was also lower, which was attributed to more fragile network but mainly due to the lower protein solubility (except ß-Lg fractions) near the pI. The protein solubility in buffers also showed that electrostatic interactions were involved in gel structure stabilization at final pH range of 5.2-4.6 and a more hydrophobic contribution was observed at pH 4.2. The polysaccharide addition caused the formation of great discontinuity on gels structure, leading to an increment on gel porosity. The xanthan addition weakened the gels. Heterogeneous gels (macroscopic phase separation), with higher values of lacunarity (network discontinuity) and lower values of fractal dimension, Df, (smaller and less complex aggregates) were formed at lower acidification conditions and xanthan concentration. However, the increase in acidification rate led to homogeneous gels formation, with lower lacunarity. This could be explained by an increased electrostatic attraction between proteins and xanthan at pH<pI, leading to higher values of stress at rupture and elasticity modulus at final pHs 5.2 and 4.2, respectively. At higher guar concentration the WPI-guar gels were not self-supported, with greater lacunarity and lower Df values. More continuous network was observed for mixed gels at lower guar concentration. The increase in acidification rate led a reduction in lacunarity and an increase stress at rupture; elasticity modulus and Df values of self supported WPI-guar gels. This latter result was attributed to an increase in protein-protein interactions. The network discontinuity in mixed WPI-xanthan gels was attributed to simultaneous effects of phase separation and gelation. These effects were influenced by xanthan concentration, acidification rate and final pH. However, mixed WPI-guar gels showed a predominant effect of guar concentration on microstructure discontinuity, which was attributed to excluded volume effects between the whey proteins and guar / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientadoesr: Elias Basile Tambourgi, Ranulfo Monte Alegre / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T02:07:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Padilha_GiovanadaSilva_D.pdf: 2518753 bytes, checksum: 6b6f99c293a070aff342e419f243fe69 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo : O presente trabalho foi dividido em três etapas e teve como objetivo a caracterização, purificação e encapsulamento da lípase a partir da cepa de Burkholderia cepacia. Para produção da enzima, o microorganismo foi cultivado em meio contendo sais, extrato de levedura, peptona bacteriológica e 6% de óleo de soja, por fermentação líquida em biorreator do tipo Bioflo III. As fermentações foram conduzidas a 150 rpm em 30ºC. Após 96 horas de cultivo, o sobrenadante foi separado das células por centrifugação e foi utilizado como extrato enzimático, uma vez que a Burkholderia cepacia produz lípase extracelular. O extrato bruto apresentou atividade usando azeite de oliva como substrato. Na primeira etapa do trabalho, analisou-se a condições ótimas de trabalho e estabilidade sob condições diversas e na presença de diferentes íons. A temperatura ótima foi a 37ºC, no entanto a 50ºC a enzima perdeu 10% da atividade em relação à temperatura em 37ºC. O cálculo de energia de ativação, seguindo a equação de ARRHENIUS, foi de 10,1 kJ/mol. O efeito do pH sobre a hidrólise do azeite de oliva pela lípase foi investigado com diferentes tampões na faixa de pH entre 3 e 11. Foram mantidas aproximadamente 80% da atividade entre os pHs 5 e 7, com atividade máxima no pH 8. Atividades razoáveis foram obtidas mesmo nos valores mais ácidos de pH e menores atividades nos valores entre 9 e 11. No entanto, no pH 11 observou-se queda de 80% de atividade em relação à atividade ótima da lípase. A estabilidade da atividade enzimática em diferentes tampões e valores de pH 5, 8 e 11 também foi investigada, onde nas 4 horas de incubação a diferentes valores de pH, a enzima mostrou-se bastante estável. Um estudo de estabilidade com diferentes íons por incubação da lípase durante 30 dias também foi realizado. Íons como Mn2+, Co2+, I- e Ca2+ mantiveram ou aumentaram a atividade enzimática, mas a enzima foi inibida na presença de Fe2+, Hg2+ e Al3+. À temperatura de 37 ºC e pH 8 foi feita a determinação dos parâmetros cinéticos. Os dados obtidos experimentalmente permitiram a obtenção da curva cinética, que mostrou a influência da emulsão óleo e água contendo diferentes proporções de azeite de oliva (0,1 a 50% v/v) na velocidade de hidrólise pela lípase. De acordo com a metodologia de LINEWEAVER-BURK, calculou-se os valores de Km e Vmáx de 43,90 mg/mL e 0,0258 U/mg, respectivamente. A segunda etapa foi purificar a lípase de Burkholderia cepacia em sistema bifásico aquoso polietileno glicol (PEG)/fosfato. Foram preparadas soluções estoques de PEG com massas molares de 1500, 4000 e 6000 Da (50% m/m) e tampão fosfato nos pHs 6, 7 e 8 (20% m/m de KH2PO4/K2HPO4). Um planejamento fatorial 23 foi feito para avaliar a massa molecular do PEG, pH e comprimento da linha de amarração (tie-line) no coeficiente de partição da atividade específica da lípase. Os resultados mostraram que maiores valores de atividade específica foram obtidos ao usar a menor massa molecular de PEG (1500 Da) em pH 6 e 8 e maior comprimento da linha de amarração. Após a purificação, determinou-se 33 kDa a massa molecular e 6,0 o ponto isoelétrico da lípase de Burkholderia cepacia. Na terceira etapa do trabalho, a enzima foi encapsulada por gelificação iônica usando alginato de sódio e cloreto de cálcio. Para a encapsulação foi feito um planejamento fatorial 22 variando o tamanho do bico atomizador (2 e 0,5 mm) e a concentração de CaCl2 (2 e 4% m/v). A enzima imobilizada foi caracterizada quanto à eficiência de encapsulamento, estabilidade, tamanho médio e sua distribuição e morfologia. No estudo de estabilidade verificou-se, em todas as condições de processo, que a enzima imobilizada manteve maior estabilidade em relação ao extrato bruto durante os 28 dias analisados. Nas análises de microscopia óptica, as microcápsulas formadas apresentaram formas esféricas, com média de tamanho de 400 e 100 ?m para os bicos de 2 e 0,5 mm, respectivamente. Nas análises por microscopia eletrônica de varredura (MEV), as microcápsulas foram secas em estufa e mantiveram as formas esféricas, com redução de tamanho, mesmo após esse processo de secagem. Usando o bico atomizador de 2 mm nas concentrações de 2 e 4% (m/v) de CaCl2, a microcápsula seca apresentou um tamanho de 139 e 150 µm, respectivamente, contra a média de 400 µm das hidratadas. Para o bico atomizador de 0,5 mm nas concentrações de 2 e 4% (m/v) de CaCl2, as microcápsulas apresentaram tamanhos de 15 e 6 µm, respectivamente / Abstract: This work was divided into three stages and aimed the characterization, purification and encapsulation of the lipase from a strain of Burkholderia cepacia. For enzyme production, the microorganism was grown in medium containing salts, yeast extract, bacteriological peptone and 6% soybean oil, liquid fermentation in bioreactor type Bioflo III. The fermentations were performed at 150 rpm and 30ºC. After 96 hours, the supernatant was separated from the cells by centrifugation and it was used as enzyme extract, since the Burkholderia cepacia produces extracellular lipase. In the first stage of this work, the enzymatic activity and stability were analyzed under different conditions and in the presence of different ions. The crude extract showed activity using olive oil as substrate. The optimum temperature was 37ºC, however at 50ºC the enzyme remained activity, with loss of activity of 10% compared to activity at 37°C. The calculation of activation energy, ARRHENIUS equation, was 10.1 kJ/mol. The effect of pH on hydrolysis of olive oil by lipase was investigated in the pH range between 3 and 11. About 80% of the activity was kept in the pH range between 5 and 7, with maximum activity at pH 8. Reasonable activities were obtained even in the more acidic pH values and lower activities in the values between 9 and 11. At pH 11 we observed a decrease of 80% of activity relative to the optimal activity of the enzyme. The stability of the enzyme activity of the crude extract in different buffers and pH values of 5, 8 and 11 was also investigated, where the 4 hour incubation at different pH values, the enzyme was stable. A stability study with different ions for incubation the lipase for 30 days was also realized. Ions such as Mn2+, Co2+, I- and Ca2+ remained stable or increased enzyme activity but the enzyme was inhibited in the presence of Fe2+, Hg2+ and Al3+. The determination of kinetic parameters was performed at 37°C and pH 8. The data obtained experimentally allowed obtaining the kinetic curve, which showed the influence of oil-water emulsion containing different proportions of olive oil (0.1 to 50% v/v) at the rate of hydrolysis by the lipase. According to the method of LINEWEAVER-BURK, it was calculated Km and Vmax values of 43.90 mg/mL and 0.0258 U/mg, respectively. The second step was to purify the lipase from Burkholderia cepacia in a polyethylene glycol (PEG)/phosphate aqueous two-phase system. Stock solutions were prepared with PEG molecular mass of 1500, 4000 and 6000 Da (50% w/w) and phosphate buffer in pHs 6, 7 and 8 (20% w/w KH2PO4/K2HPO4). A factorial design 23 was made to evaluate the molecular mass of PEG, pH and length of the tie-line in the partition coefficient of the enzyme specific activity. The results showed that higher values of specific activity of the enzyme were obtained when using the lower molecular mass PEG (1500 Da) at pH 6 and 8 and greater tie-line length. After purification, 33 kDa was determined for the molecular mass and 6.0 for the isoelectric point of the lipase from Burkholderia cepacia. In the third stage, the enzyme was encapsuled by ionic gelation using sodium alginate and calcium chloride. For the encapsulation, a factorial design 22 was made with 2 and 0.5 mm atomizer sizes and CaCl2 (2 and 4% w/v) concentration. The immobilized enzyme was characterized as to its encapsulation efficiency, stability, size and distribution size, and morphology. In the 28 day stability study, it was found in all process conditions that the immobilized enzyme remained more stable compared to the crude extract. In optical microscopy, the formed microspheres were spherical with average size of 400 and 100 µm for the 2 and 0.5 mm nozzles respectively. In the scanning electron microscope (SEM) analyses, the microspheres were dried in oven and maintained their spherical shapes with size reduction, even after the drying process. Using a 2 mm atomizer in the 2 and 4% (w/v) CaCl2 concentrations, the dry microcapsule presented a size of 139 and 150 µm respectively, against the average of hydrated 400 ?m. For the 0.5 mm atomizer in 2 and 4% (w/v) concentrations the dry microcapsules were 15 and 6 ?m, respectively / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

O amido de milho é uma importante fonte de energia para os seres humanos, além de ser um polímero natural utilizado nas indústrias químicas, farmacêuticas e de alimentos. O amido possui grande capacidade de retenção de água e gelatinizam na presença de água e em elevadas temperaturas. Nestas condições, suas propriedades reológicas e mecânicas se modificam e fazem com que seja interessante o uso na fabricação de diversos materiais. Os processos de aglomeração e recobrimento de partículas, em combinação com outros métodos, podem proporcionar o aprimoramento de ingredientes alimentícios em pó, por meio da alteração do tamanho e forma das partículas. Além disso, o processo de aglomeração também permite alterar o índice de compactação, incorporar aditivos às partículas e aplicar películas de revestimento. Assim, este trabalho teve como objetivo realizar o estudo do tamanho e forma de partículas de amido de milho aglomeradas com alginato de sódio, produzidas por meio de formação de gotas a partir de suspensão de amido-alginato de sódio, e posterior gelificação iônica em cloreto de cálcio. Os processos de aglomeração e recobrimento foram estudados por meio dos métodos de gotejamento e método de dispersão em óleo. O método de gotejamento, ou dripping, consistiu no gotejamento da suspensão de amido-alginato em solução de cloreto de cálcio. O método de agitação em líquidos imiscíveis consistiu na gelificação iônica da suspensão sob agitação continua, em que o óleo de soja é a fase contínua e a suspensão de amido-alginato é a fase dispersa. Após a secagem em estufa a 60 °C, as partículas foram caracterizadas pelas análises de tamanho e forma. As alterações na microestrutura dos grânulos e investigação da resistência foram observadas por ensaios de calorimetria diferencial de varredura. As partículas também foram caracterizadas por análises de imagem de tamanho e forma. Os grânulos de amido foram produzidos utilizando-se a partir de suspensões de amido-alginato, e resultaram em frações de amido iguais a (50, 60, 70, 80 e 90)%. O aumento da concentração de amido de milho na suspensão de alginato resultou no aumento da viscosidade e também grânulos secos com maior tamanho. Para o método de dispersão em óleo, o aumento da frequência de agitação de 4 Hz para 11 Hz produziu menores tamanho de gota e, consequentemente, em grânulos secos com menores tamanhos. A aplicação destas técnicas de aglomeração por formação de gotas pode ser uma ferramenta útil para a produção de microcápsulas ou agregação de sistemas particulados contento dois ou mais ingredientes com distribuições de tamanho distintas. / Cornstarch is an important source of energy for humans, as well as being a natural polymer seen in the chemical, pharmaceutical and food industries. Starch has a high retention capacity of water and gelatin in the presence of water and in heat. Under these conditions, its rheological and mechanical properties change and make it interesting to use as a material medium. Agglomeration and particle coating processes, in combination with other methods, can provide the enhancement of powdered food ingredients by altering the size and shape of the particles; agglomeration process can also replace, adopt applications and apply coating films. The aim of this work is to study the size and shape of particles of agglomerated particles with sodium alginate produced by the formation of droplets from the suspension of sodium starch alginate and subsequent ionic gelation in calcium chloride. The agglomeration and recoating processes were studied by means of the drip methods and oil dispersion method. The dripping method consisted of the drip of the starch-alginate suspension in to calcium chloride solution. The method of stirring in immiscible liquids consisted of ionic gelation of the suspension under continuous stirring, wherein the soybean oil is the continuous phase and the starch-alginate suspension is the dispersed phase. After oven drying at 60 ° C, the particles were characterized by size and shape analyzes. Changes in microstructure and resistance of the beads investigation were observed by differential scanning calorimetry assays. Particles were also characterized by size and shape image analyzes. The starch granules were produced using starch-alginate suspensions, and resulted in starch fractions equal to (50, 60, 70, 80 and 90%). Increasing the concentration of corn starch in the alginate suspension resulted in increased viscosity and also larger dried granules. For the oil dispersion method, increasing the stirring frequency from 4 Hz to 11 Hz produced smaller droplet size and consequently smaller dried granules. The application of these agglomeration techniques by droplet formation can be a useful tool for the production of microcapsules or aggregation of particulate systems containing two or more ingredients of different size distribution.

Orientadores: Marise Aparecida Rodrigues Pollonio, Rosiane Lopes da Cunha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-24T20:44:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Felisberto_MariaHerminiaFerrari_M.pdf: 3031353 bytes, checksum: 5dd7de9b31750d6e8fa426fc6297bf3b (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A correlação entre dieta e saúde tem levado muitos setores da indústria de alimentos a reformularem seus produtos, com apelos mais saudáveis que possam resultar em reais benefícios para o consumidor. A elevada ingestão de sódio e de gordura está diretamente correlacionada com elevada propensão à hipertensão e doenças cardiovasculares, e os produtos cárneos, especialmente os produtos emulsionados, caracterizam-se por apresentarem elevados teores destes ingredientes em sua composição. A redução do sal, gordura e incorporação de fibras, figuram como as principais reformulações estratégicas para que o segmento ganhe competitividade e conquiste o mercado consumidor. O presente trabalho teve por objetivo avaliar as propriedades físico-químicas, tecnológicas e reológicas de um produto cárneo emulsionado, com redução simultânea de 50 % dos teores de sal e gordura, utilizando-se quatro fibras prebióticas (inulina, fruto-oligossacarídeo - FOS, amido resistente e polidextrose) em dois níveis (3 e 6 %). Com relação às propriedades tecnológicas, a adição das fibras prebióticas promoveu a formação de um produto menos estável, com elevada perda de líquido após o cozimento, principalmente nas formulações adicionadas de inulina e polidextrose. A adição das fibras prebióticas também promoveu alterações significativas com relação aos parâmetros instrumentais de textura, com redução dos índices de dureza. Os parâmetros de coloração do batter apresentaram diferenças significativas com relação ao índice de luminosidade (L*) e de vermelho (a*). Com relação às propriedades reológicas, os ensaios oscilatórios caracterizaram o material como elástico, uma vez que os módulos de G? mantiveram-se superiores aos de G" durante todo o ensaio de temperatura. Na avaliação da textura da emulsão crua (batter), as formulações adicionadas de FOS apresentaram os maiores valores para a força de penetração, devido provavelmente ao reduzido tamanho de cadeia desta molécula. Já nas mortadelas (produto cozido), os maiores valores para força de compressão foram observados para as formulações controle FC1, FC2 e FC3, pois a simultânea redução do sal e da gordura (F1) promoveu redução significativa na força de compressão. A avaliação das microestruturas confirma estes resultados evidenciando formulações controle com uma estrutura bastante compacta e densa, e as formulações adicionadas das fibras prebióticas apresentando uma rede bem menos densa e bastante porosa. Os resultados obtidos no presente estudo demonstram que a redução dos teores de gordura e de NaCl, com a simultânea adição de fibras prebióticas pode ser viável, sob o ponto de vista tecnológico, desde que se utilize algum ingrediente capaz de amenizar os efeitos causados na matriz, como por exemplo, a menor capacidade de retenção de água, elevada exsudação de líquido e formação de uma estrutura bastante porosa / Abstract: The correlation between diet and health has led many sectors of the food industry to reformulate their products with healthier appeals that could result in real benefits for the consumer. A high intake of sodium and fat is directly related to higher propensity to hypertension and cardiovascular disease, and the meat products, especially the emulsified products are characterized by high levels of these ingredients on its composition. The reduction of salt, fat and incorporation of fibers is considered as the major strategic reformulations for the segment becomes competitive and earn the consumer market. The aimed of this study was to evaluate the physicochemical, technological and rheological properties of meat emulsions with 50 % of reduction of salt and fat simultaneously, and the addition of four different prebiotic fibers (inulin, fructooligosaccharides - FOS, polydextrose and resistant starch) in two levels (3 and 6 %). Concerning to the technological properties, the addition of prebiotic fibers promoted the formation of a less stable product with a high fluid loss after cooking, especially in formulations added of inulin and polydextrose. The addition of prebiotic fibers also promoted significant changes on texture parameters, resulting in lower hardness values. The color parameters of batters showed significant differences from the luminosity (L*) and redness (a*) values. Concerning to the rheological properties, the oscillatory measurements characterized the material as elastic, due the modules G' remained higher than G" for the whole test temperature. In respect to texture parameters on the batters (raw emulsion), formulations added of FOS presented the greatest values for the penetration force, probably due to the small size of this molecule chain. On the bologna (cooked emulsion) higher values for compressive strength were observed for the control formulations FC1, FC2 and FC3, despite simultaneous reduction of salt and fat (F1) have promoted significant reduction on the compressive strength. Evaluation of microstructures confirm these results showing control formulations with a very compact and dense structure, and added formulations of prebiotic fibers presenting a much less dense and highly porous network. The results from this study demonstrate that the reduction of fat and NaCl, with the simultaneous addition of prebiotic fibers is feasible under the technological point of view. But, it is necessary to use an ingredient able of mitigate the effects on the matrix, for example less water holding capacity, high exsudation of liquid after cooking and the formation of highly porous network / Mestrado / Tecnologia de Alimentos / Mestra em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Carlos Raimundo Ferreira Grosso / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-24T21:13:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TelloCelis_Fernando_D.pdf: 4202305 bytes, checksum: d181431b673bfa76df0560500eb7767b (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A encapsulação permite a formação de estruturas que apresentam propriedades como a proteção e liberação controlada do material encapsulado. As características do material encapsulado determinam a escolha do material de parede da matriz encapsulante e da técnica de encapsulação. Proteínas e polissacarídeos têm sido investigados para a formação destas matrizes. Diferentes técnicas produzem partículas com diferentes propriedades. A associação de técnicas de encapsulação permite a obtenção de matrizes com melhores propriedades tecnológicas. A gelificação iônica é uma técnica de encapsulação branda, simples e rápida onde polissacarídeos aniônicos interagem com íons divalentes como o Ca2+ para a encapsulação de diversos tipos de compostos incluindo lipídicos. Neste estudo, pectina e alginato foram utilizados para produção de partículas por gelificação iônica. Na primeira parte do estudo, partículas produzidas por gelificação iônica com alginato ou pectina foram revestidas com proteínas da clara de ovo, de soro do leite e da mistura (1:1) das referidas proteínas utilizando-se diferentes concentrações de proteínas em solução a pH 4,0. Partículas de alginato aumentaram de tamanho após revestimento proteico enquanto partículas de pectina diminuíram de tamanho. Aumento da concentração desta na solução produziu aumento na quantidade de proteína adsorvida e de matéria seca nas partículas. Para o maior nível de adsorção proteica, um óleo modelo contendo alto teor de ácidos graxos insaturados foi utilizado como material de recheio e as partículas avaliadas quanto a estabilidade oxidativa. Partículas sem recobrimento proteico foram menos protetivas e quando recobertas com proteínas, apresentaram menor formação de peróxidos quando clara de ovo foi utilizada. Na segunda parte do estudo as partículas obtidas por gelificação iônica foram recobertas com diferentes quantidades de gelatina tipo A, proteínas do soro do leite e mistura das proteínas (1:1). A complexação eletrostática foi estimada pelo potencial zeta e pela quantidade de proteína adsorvida, avaliando-se o efeito do pH e das diferentes relações estequiométricas proteína : polissacarídeo. Partículas que apresentaram maior adsorção proteica foram adicionalmente avaliadas quanto à resistência física e solubilidade proteica quando submetidas a condições gastrointestinais in vitro. O aumento da quantidade de proteína em solução produziu aumento da proteína adsorvida produzindo também aumento de tamanho da partícula quando alginato foi utilizado. Morfologicamente as partículas sem revestimento proteico foram resistentes às condições gastrointestinais in vitro. Independente da proteína utilizada partículas com alginato revestidas com proteína mantiveram integridade física após ensaio intestinal enquanto partículas com pectina e revestidas com gelatina foram destruídas após ensaio intestinal e muito danificadas quando proteínas do soro do leite e mistura gelatina : proteínas do soro do leite foram utilizadas. Quando a solubilidade proteica foi utilizada como parâmetro no ensaio gastrointestinal in vitro, partículas de pectina revestidas com gelatina, a mistura proteica e a proteína do soro do leite apresentaram solubilidades no ambiente gástrico de ~ 56, 38 e 37 % enquanto as partículas de alginato recobertas liberaram ~ 32, 12 e 11 %, respectivamente. Após passagem pelo sistema intestinal, partículas de pectina liberaram praticamente todo o conteúdo proteico adsorvido (> 96 %) enquanto partículas de alginato liberaram quantidades superiores a 82 % / Abstract: Encapsulation allows the formation of structures with properties such as protection and controlled release of the encapsulated material. The characteristics of the core material determine the choice of the wall material and encapsulation technique. Proteins and polysaccharides have been investigated for the formation of these matrices. Different techniques yield particles with different properties. The association of encapsulation techniques allows obtaining matrices with better technological properties. The ionic gelation is a gentle, simple and rapid encapsulation technique in which anionic polysaccharides interact with divalent ions such as Ca2+ for the encapsulation of various types of materials including lipid compounds. In this study, alginate and pectin have been used to produce particles of ionic gelation. In the first part of the study, gelling ionic particles produced with alginate or pectin were coated with proteins from egg white, whey protein and mixture (1:1) of these proteins using different concentrations of proteins in solution at pH 4.0. Particle size increased after coating alginate particles with protein and coated pectin particles had the size reduced. Increasing the protein concentration of the solution produced an increase in the amount of adsorbed protein and dry matter in the particles. For the highest level of protein adsorbed, a model oil containing high content of unsaturated fatty acids was used as core material and the particles evaluated with respect to oxidative stability. Particles without protein coating were less protective and when coated with proteins, showed lower peroxide formation when egg white was used. In the second part of the study the particles obtained by ionic gelation were coated with different amounts of gelatin type A, protein, whey protein and a mixture of both (1:1). The electrostatic complexation was estimated by zeta potential and the amount of adsorbed protein, assessing the effect of pH and the stoichiometry of the various proteins: polysaccharide ratios. Particles showed higher protein adsorption were further evaluated for physical resistance and protein solubility when subjected to in vitro gastrointestinal conditions. The increased amount of protein in solution produced also increases the adsorbed protein causing an increase in particle size when alginate was used. Morphologically, the protein particles without coating were resistant to gastrointestinal conditions in vitro. Independent of protein used, alginate particles coated with protein maintained physical integrity after intestinal assay, while pectin particles coated with gelatin were destroyed after intestinal assay and damaged when the whey protein or and gelatin : whey proteins mixture were used. When protein solubility was used as a parameter in the gastrointestinal in vitro assay, pectin particles coated with gelatin, whey protein and gelatin : whey proteins mixture showed solubility in the gastric environment of 56, 38 and 37% while the coated alginate particle released 32, 12 and 11 %, respectively. After passage through the intestinal tract, coated pectin particles released substantially all adsorbed protein content (> 96%). Coated alginate particles released quantities above 82% / Doutorado / Consumo e Qualidade de Alimentos / Doutor em Alimentos e Nutrição

Orientador: Rosiane Lopes da Cunha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T15:27:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tarone_AdrianaGadioli_M.pdf: 2280055 bytes, checksum: 80f679038904a40c6485d29994fed7ce (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Dietas a base de vegetais e suas proteínas têm se tornado cada vez mais populares visando saúde e bem-estar. Dentre as proteínas vegetais, a de soja é a mais utilizada como ingrediente na indústria de alimentos, atuando inclusive como estabilizante de emulsões e agente gelificante. As globulinas 7S (ß ¿ conglicinina) e 11S (glicinina) são as principais frações protéicas da soja, sendo que a primeira possui boa capacidade emulsificante e a segunda tem alto poder gelificante. Em função de condições de processo, como temperatura e pressão, as propriedades funcionais das frações protéicas de soja podem ser modificadas, dado que estas possuem diferente susceptibilidade ao calor e cisalhamento. Assim, este trabalho teve como objetivo estudar a capacidade emulsificante e gelificante das frações 7S e 11S da proteína de soja liofilizadas ou secas em &quot;spray dryer¿ a 120, 150 ou 180ºC. Estas foram caracterizadas por eletroforese em gel de poliacrilamida, potencial zeta, isotermas de sorção, microscopia ótica, cor, distribuição de tamanho de partícula, densidades real e aparente e calorimetria diferencial de varredura. Quanto à cor, as amostras secas em &quot;spray dryer¿ foram as mais claras, principalmente as secas em maior temperatura, que também apresentaram as menores umidade e densidade aparente. A capacidade gelificante das frações protéicas foram estudadas em pH 3 e 7 a partir de ensaios oscilatórios, propriedades mecânicas e capacidade de retenção de água. Os ensaios reológicos oscilatórios mostraram que o comportamento elástico predominou sobre o viscoso nas amostras em pH 3, ocorrendo o inverso em pH 7. Este comportamento foi mais acentuado na fração rica em 11S que na rica em 7S, devido à sua capacidade de formar géis mais fortes. O aumento da temperatura de secagem levou a um deslocamento do ponto de gel a temperaturas mais elevadas, porém diminuiu o módulo de elasticidade ou a capacidade de gelificação. Estes resultados foram confirmados pelas propriedades mecânicas, pois a maiores temperaturas de secagem, os géis eram mais frágeis e quebradiços, especialmente quando formados em pH 7. Emulsões O/A foram preparadas pela mistura de óleo de soja com uma dispersão aquosa contendo uma das frações protéicas em pH 3 e 7. As emulsões obtidas foram avaliadas com relação à estabilidade a cremeação, distribuição do tamanho de gota, medidas reológicas e quantidade de proteínas na fase superior. As emulsões estabilizadas pela fração 7S foram mais estáveis em pH 7, enquanto que a 11S se mostrou mais estável em pH 3. O aumento da temperatura de secagem aumentou o poder emulsificante das frações 7S e 11S em pH 7 e 3, respectivamente. Portanto, a partir dos resultados obtidos foi possível verificar que, dependendo da condição de secagem utilizada, podem-se obter ingredientes com propriedades tecnológicas que sejam mais adequadas ao produto em que será aplicado e às suas características de qualidade / Abstract: Diets based on vegetables and their proteins have become increasingly popular for health and welfare. Among the vegetable proteins, the soy is the most widely used as an ingredient in the food industry, including acting as emulsion stabilizers and gelling agents. The 7S (ß - conglycinin) and 11S (glycinin) globulins are the main soy protein fractions, with the former having good emulsifying capacity and the second, a high gelling power. Due to the process conditions, such as temperature and pressure, the functional properties of soy protein fractions can be modified, since they have different susceptibility to heat and shear. Thus, the main objective of this study is to evaluate the emulsifying and gelling capacity of the soy protein fractions (7S and 11S) lyophilized and spray-dried at 120, 150 or 180 ° C. These were characterized by polyacrylamide gel electrophoresis, zeta potential, sorption isotherms, optical microscopy, color, particle size distribution, real and apparent densities and differential scanning calorimetry. The spray-dried samples were clearer, especially the ones dried at higher temperatures, which also had lower moisture content and bulk density. The gelling ability of the protein fractions were studied at pH 3 and 7, based on the oscillatory tests, mechanical properties and water holding capacity. The oscillatory rheological tests showed that the elastic behavior predominated upon the viscous for the pH 3 samples, occurring the opposite for the pH 7. This behavior was more accentuated for the 11S-rich fractions than for the 7S -rich, due to their ability to form strong gels. The drying temperature increase led to a displacement of the gelling point to higher temperatures, but decreased the elasticity module or the gelling ability. These results were confirmed by the mechanical properties, because when exposed to higher drying temperatures, the gels were more brittle and fragile, especially when prepared at pH 7. O/A emulsions were prepared by mixing soy oil with an aqueous dispersion containing one of protein fractions at pH 3 and 7. The obtained emulsions were evaluated for creaming stability, droplet size distribution, rheological measurements and amount of protein at the top phase. Emulsions stabilized by 7S fraction were more stable at pH 7, while the 11S were more stable at pH 3. The drying temperature increase raised the emulsifying power of 7S and 11S fractions at pH 7 and 3, respectively. Therefore, based on the results, was identified that depending on the drying condition used, it is possible to obtain ingredients with technology that are more appropriate to the product and their quality characteristics / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

Submitted by Etelvina Domingos (etelvina.domingos@ufpe.br) on 2015-03-03T19:50:33Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Thatiana Stamford-Arnaud.pdf: 4238948 bytes, checksum: cc5572bb63cc1af251398ed4dd44cdd8 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-03T19:50:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Thatiana Stamford-Arnaud.pdf: 4238948 bytes, checksum: cc5572bb63cc1af251398ed4dd44cdd8 (MD5) Previous issue date: 2012-09 / CNPq / O desenvolvimento de novos materiais baseados no uso da quitosana, a serem empregados em aplicações tecnológicas e biomédicas, é um campo de pesquisa que tem despertado grande interesse. Partículas nanométricas de quitosana têm sido utilizadas com eficiência como carreadores de fármacos, e recentemente, estão sendo estudadas como funcionalizantes de marcadores tumorais. Alguns trabalhos relatam a incorporação de compostos fluorescentes, tais como o FITC (Isotiocianato de Fluoresceína) em nanopartículas de quitosana para a marcação de cultura de células neoplásicas. No entanto, os fluoróforos orgânicos apresentam elevada fotoinstabilidade, além de alto grau de toxicidade em relação a sistemas biológicos. Portanto, o presente trabalho propõe a síntese de quantum dots de semicondutores e sua funcionalização com nanopartículas de cloridrato de quitosana (NCQ) obtidas através do método de gelificação iônica com o tripolifosfato de pentasódio (TPP). Para saber qual a NCQ ideal para esta funcionalização foi feito um estudo preliminar variando o grau de desacetilação e despolimerização a fim de obter nanopartículas com propriedades específicas para a aplicabilidade sugerida no presente trabalho. As técnicas utilizadas para obter a caracterização estrutural, grau de desacetilação e despolimerização das quitosanas foram respectivamente: espectroscopia vibracional na região do infravermelho, análise elementar / ressonância magnética nuclear e medidas de viscosidade. A caracterização morfológica das nanopartículas de quitosana e a determinação do tamanho médio das partículas foram realizadas através da microscopia eletrônica de transmissão (MET) e por medidas de espalhamento dinâmico de luz (DLS), respectivamente. A estabilidade do nanocompósito foi verificada através de medidas de Potencial Zeta. Foram feitos testes de biocompatibilidade dos nanocompósitos através da membrana corialantóide do ovo e pelo método do MTT. A marcação deste nanocompósito inédito em células neoplásicas pulmonares (linhagem NCI-H292) foi observada pela microscopia de fluorescência. Os resultados obtidos comprovaram que o CdS passivado com Cd(OH) e funcionalizado com NCQ na proporção de 50:1 conseguiu marcar culturas de células de câncer de pulmão. Os testes realizados com as membranas corialantóide do ovo sugeriram que o CdS e o CdS/Cd(OH)2 são irritantes. No entanto, o método de MTT mostrou que o CdS/Cd(OH)2, as NCQ e o NC não apresentam atividade citotóxica.

Orientador: Carlos Raimundo Ferreira Grosso / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-22T05:50:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_TalitaEmanuelaMeloe_M.pdf: 2060488 bytes, checksum: 4adc0b3a48b5ba83103d990622a1286a (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este estudo teve como objetivo a produção de micropartículas por técnicas combinadas de gelificação iônica e interação eletrostática utilizando alginato de sódio, concentrado proteico do soro do leite (WPC) e manteiga fundida para imobilização do micro-organismo Erwinia sp. D12 e avaliação da conversão de sacarose em isomaltulose por células íntegras livres e imobilizadas em processo descontínuo durante quatro dias. No estudo preliminar, os biopolímeros alginato de sódio e WPC foram caracterizados para produção de micropartículas com boas propriedades. A análise da carga elétrica disponível de alginato de sódio em solução ou emulsão com diferentes concentrações de manteiga fundida e das proteínas do WPC em solução indicou que em uma faixa de pH de 3,0 - 4,5 pode ocorrer uma interação de natureza eletrostática entre os biopolímeros. Misturas formadas em diferentes proporções entre emulsão de alginato de sódio com diferentes concentrações de manteiga fundida e solução proteica de WPC foram caracterizadas com relação à carga elétrica e tamanho médio dos coacervados insolúveis formados. Maiores tamanhos de coacervados, variando entre 29,12 µm a 33,72 µm, foram obtidos na proporção volumétrica 1:6 (emulsão de alginato e manteiga fundida:WPC) sendo que a adição de diferentes concentrações de manteiga fundida não modificou o tamanho dos coacervados formados. As micropartículas de alginato contendo manteiga fundida foram preparadas pela técnica de gelificação iônica associado com recobrimento, por interação eletrostática, com solução de WPC em diferentes concentrações e em seguida foi avaliada a adsorção proteica sobre as micropartículas em sistemas diluídos e concentrados. Um aumento da adsorção proteica pôde ser observado com o aumento da concentração de proteína em solução e diminuição da concentração de manteiga adicionada. Utilizando-se solução de WPC na concentração de 4% (m/m) foram obtidas maiores quantidades de proteínas adsorvidas sobre as micropartículas com taxas de adsorção variando de 44,35% para micropartículas com baixo nível de manteiga fundida, de 37,58% para micropartículas contendo nível intermediário de manteiga e de 30,61% para micropartículas contendo alto nível de manteiga. Micropartículas com elevado teor de umidade, conteúdo proteico acima de 30% e tamanho variando entre 130,0 µm a 161,5 µm puderam ser produzidas pela técnica de gelificação iônica com posterior recobrimento, por interação eletrostática, com solução 4% (m/m) de WPC. A partir do estudo preliminar, as micropartículas com os diferentes tratamentos foram estudadas para imobilização celular do micro-organismo Erwinia sp. D12 com uma contagem inicial de 108-107 UFC/mL e atividade enzimática de 10,7 U/mL. A incorporação de diferentes concentrações de manteiga fundida modificou a atividade enzimática do micro-organismo encapsulado sendo que uma maior adição de manteiga fundida (2%, m/m) acarretou em uma maior atividade enzimática (17,68 U/mL). O tamanho médio das micropartículas sem recobrimento variou entre 91,54 ¿ 106,52 µm sendo observado um aumento no tamanho, 118,34 ¿ 143,12 µm, após o recobrimento. Células íntegras na forma livre e imobilizadas com os diferentes tratamentos foram avaliadas com relação à conversão de sacarose em isomaltulose em processo descontínuo durante quatro dias. Maiores taxas de conversão foram obtidas no primeiro dia de análise empregando células livres ou imobilizadas com os diferentes tratamentos. A taxa de conversão diminuiu no decorrer dos dias, em todos os tratamentos, sendo observada uma queda mais acentuada na conversão utilizando células íntegras livres. As maiores médias aritméticas de conversão de sacarose em isomaltulose foram alcançadas por micropartículas de gelificação iônica sem adição de manteiga fundida e micropartículas de gelificação iônica adicionadas de 2% (m/m) de manteiga fundida, 33,77% e 35,12%, respectivamente, sem diferenças estatísticas entre as mesmas. O recobrimento adicional das micropartículas acarretou em uma diminuição na taxa de conversão devido provavelmente à diminuição no tamanho dos poros ou recobrimento total dos mesmos. Outra hipótese levantada está no pH utilizado para produção das micropartículas (pH 3,75) que encontra-se fora da faixa ótima de crescimento do micro-organismo. Os resultados indicam o potencial de emprego de células íntegras de Erwinia sp. D12 imobilizadas em hidrogel de alginato, sem recobrimento adicional das micropartículas, para conversão de sacarose em isomaltulose em processos descontínuos / Abstract: This study aimed to produce microparticles by combined techniques of electrostatic interaction and ionic gelation using sodium alginate, whey protein concentrated (WPC) and butter for immobilization of micro-organism Erwinia sp. D12 and evaluating the conversion of sucrose to isomaltulose by immobilized whole cells and free cells in a batch process during four days. In a preliminary study, biopolymers sodium alginate and WPC were characterized for production of microparticles having good properties. The analysis of electric charge available sodium alginate in solution or emulsion with different concentrations of butter and WPC solution indicated that in a pH range from 3.0 to 4.5 may occur electrostatic interactions between the biopolymers. Mixtures formed in different ratios emulsion of sodium alginate with different concentrations of butter and WPC solution were characterized with respect to size and load presented average coacervates insoluble formed. Larger coacervates sizes, ranging from 29.12 µm to 33.72 µm, were obtained in ratio 1:6 (emulsion alginate and butter: WPC) being that addition of different concentrations of butter not statistically change the size of coacervates formed. Alginate microparticles containing butter were prepared by ionic gelation associated with coating by electrostatic interaction with WPC at different concentrations and then the protein adsorption on the microparticles in dilute and concentrated was assessed. An increase in protein adsorption could be observed even in concentrated systems, with increasing concentration of protein in solution and decreased concentration of butter added. Using WPC solution at a concentration of 4% (w/w) were obtained larger quantities of proteins adsorbed on the microparticles with varying rates of adsorption of 44.35% for microparticles containing low level of butter , of 37.58% for microparticles containing intermediate level of butter and 30.61% for microparticles containing high level of butter. Microparticles content high moisture, protein content above 30% and size ranging from 130.0 µm to 161.5 µm could be produced by ionic gelation technique with subsequent coating by electrostatic interaction with solution 4% (w/w) WPC. From the preliminary study, the microparticles with different treatments were studied for cell immobilization of micro-organism Erwinia sp. D12 with an initial count of 108-107 CFU/mL and enzyme activity of 10.7 U/mL. The incorporation of different concentrations of butter modify the enzymatic activity of the encapsulated micro-organism being greater than the addition of butter (2%, w/w) resulted in an increased enzymatic activity (17.68 U/mL). The average size of uncoated microparticles ranged from 91.54 µm to 106.52 µm an increase in size was observed, 118.34 - 143.12 µm, after coating. The addition of different concentrations of butter not influence statistically the average size of microparticles. Whole cells in free form and immobilized with different treatments were evaluated for conversion of sucrose to isomaltulose in a batch process during four days. Higher rates of conversion of sucrose to isomaltulose were obtained on the first day of analysis using free cells or immobilized with the different treatments. The conversion rate decreased during the days, in all treatments, with a more pronounced decrease observed in conversion using free cells. The greatest average conversion of sucrose into isomaltulose were reached by microparticle ionic gelling without addition of butter and microparticles ionic gelling added 2% (w/w) of butter, 33.77% and 35.12% respectively, no statistical differences between them. The additional coating of microparticles by electrostatic interaction resulted in a decrease in conversion rate probably due to a reduction in pore size or full coating thereof. Another hypothesis is the pH used for production of microparticles, at pH 3.75, which is outside the optimum range for growth of the micro-organism. The results indicate the potential use of whole cells of Erwinia sp. D12 immobilized in alginate hydrogel without additional coating of microparticles for conversion of sucrose to isomaltulose in batch processes / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestra em Alimentos e Nutrição

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The benefits provided by probiotics to the human body have provided their addition to various products, spreading their consumption. However, due to various factors such as storage at low temperatures, acidity and the passage through the human gastrointestinal tract undermine the viability of these organisms. Microencapsulation is alternative for the protection of these probiotics to the human intestine. The aim of this study was to develop probiotic microcapsules Bifidobacterium BB-12 by internal ionic gelation in the wet and freeze-dried form. Moreover, it was analyzed the survival of probiotics under simulated gastrointestinal conditions, tolerance "in vitro" when inoculated at different pH solutions (4.5, 6.0 and 7.5) and viability during storage at different temperatures (-18, 7, 25 °C) at different times for 120 days. In addition to the morphology, mean diameter and physicochemical characterization of microparticles. Under the conditions of 1.5% sodium alginate, 190 ×g rotation speed and 1.5% emulsifier, the microparticles had a mean diameter of 55 μm and an encapsulation yield greater than 90%. In relation to tests simulating gastrointestinal conditions, both the moist microcapsules as lyophilized were resistant, with microbial counts of 12.93 and 11.13 log CFU g-1 respectively, and these are within the standards required by Brazilian law to occur benefits exercised by probiotics. Both moist microcapsules as lyophilized showed good protection in acidic solution (pH 4.5) and total liberation of probiotics in weakly basic solution (pH 7.5). The viability of wet microcapsules was maintained for 75 days at room temperature, and there was a reduction of 6.74 log CFU g-1 over existing storage due to metabolic activity, thus resulting in cell death and loss of cell viability. Compared to other storage temperatures, the refrigeration temperature was further reduction, which was 10.52 log CFU g-1. While, in the freezing showed the best results with a probiotic viability of 7.31 log UFC g-1 after the 120 days. Analyzing the lyophilized microcapsules at room temperature caused a probiotic viability by 60 days. However, refrigeration temperatures and freeze resulted in viable microparticles for 120 days of storage. The results of the physico-chemical characterization indicated encapsulation yield and stability of the microparticles with high efficiency, to facilitate incorporation into food products. / Os benefícios proporcionados pelos probióticos ao organismo humano têm proporcionado sua adição a diversos produtos, difundindo seu consumo. No entanto, devido a vários fatores como o armazenamento em baixas temperaturas, acidez e a passagem pelo trato gastrointestinal humano prejudicam a viabilidade destes microrganismos. A microencapsulação vem como alternativa de proteção destes probióticos até o intestino humano. O objetivo geral deste trabalho foi desenvolver microcápsulas probióticas de Bifidobacterium BB-12 por gelificação iônica interna na forma úmida e liofilizada. Além disto, foi analisado a sobrevivência dos probióticos sob condições gastrointestinais simuladas, tolerância ―in vitro‖ quando inoculados em diferentes soluções de pH (4.5, 6.0 e 7.5) e viabilidade durante armazenamento sob diferentes temperaturas (-18, 7 e 25 °C) em diferentes tempos por 120 dias. Além da morfologia, diâmetro médio e caracterização físico-química das micropartículas. Sob as condições de 1.5% de alginato de sódio, 190 ×g de velocidade de rotação e 1.5% de emulsificante, as micropartículas apresentaram um diâmetro médio de 55 μm e uma eficiência de encapsulação superior a 90%. Em relação aos testes simulando as condições gastrointestinais, tanto as microcápsulas úmidas como as liofilizadas foram resistentes, apresentando uma contagem de 12.93 e 11.13 log UFC g-1 respectivamente, estando dentro dos padrões exigidos pela legislação brasileira para que ocorram os benefícios exercidos pelos probióticos. Tanto as microcápsulas úmidas como as liofilizadas apresentaram boa proteção em solução ácida (pH 4.5) e liberação total dos probióticos em solução fracamente básica (pH 7.5). A viabilidade das microcápsulas úmidas, foi mantida durante 75 dias à temperatura ambiente, sendo que houve uma redução de 6.74 log UFC g-1 ao longo do armazenamento devido a atividade metabólica existente, resultando assim na morte de células e perda de viabilidade celular. Comparado as outras temperaturas de armazenamento, na temperatura de refrigeração houve maior redução, que foi de 10.52 log UFC g-1. Enquanto, que no congelamento apresentou os melhores resultados com uma viabilidade probiótica de 7.31 log UFC g-1 após os 120 dias. Analisando as microcápsulas liofilizadas, a temperatura ambiente ocasionou uma viabilidade probiótica até os 60 dias. Entretanto, as temperaturas de refrigeração e congelamento acarretaram em micropartículas viáveis por 120 dias de estocagem. Os resultados da caracterização físico-química e eficiência de encapsulação indicaram uma estabilidade das micropartículas com alta eficiência, facilitando a incorporação em produtos alimentícios.