Introdução - A soja e outras leguminosas são consideradas como alimentos funcionais por apresentarem propriedades hipocolesterlemizantes. Esta propriedade, porém, ainda não foi relatada para o feijão caupi. Um possível componente deste grão responsável pelo feito redutor de colesterol é sua proteína. Objetivo - Produzir isolado protéico de feijão caupi e verificar a influência do grão integral e de sua proteína isolada no metabolismo lipídico de hamsters hipercolesterolemizados pela dieta. Métodos - O isolado protéico de feijão caupi foi produzido por precipitação isoelétrica, utilizando-se pH 8,5 para solubilização da proteína e 4,5 para a sua precipitação, obtendo-se um isolado com 92 % de proteína. O isolado protéico (IP) e o feijão caupi integral (FCI) foram utilizados como fonte protéica em dietas experimentais para hamsters que tiveram hipercolesterolemia induzida por dieta contendo 20 % de caseína, 13,5 % de gordura saturada e 0,1 % de colesterol, por 3 semanas. Os animais foram distribuídos em três grupos, recebendo cada grupo dieta com 20 % de caseína (controle), dieta com 20 % de proteína de isolado de feijão caupi e dieta com 20% de proteína de feijão caupi integral, por 4 semanas. Resultados - Comparando-se à dieta controle, a dieta com FCI e IP provocaram reduções significativas no colesterol total (49 % e 20 %, respectivamente) e colesterol não-HDL (54 % e 22 %, respectivamente). Análises histológicas do fígado foram realizadas e observou-se que IP e o FCI proporcionaram efeito hepatoprotetor comparado à caseína, pois o grupo que recebeu caseína apresentou em média esteatose difusa e intensa, enquanto grupo com feijão e isolado apresentaram esteatose focal e, em alguns casos, ausentes. Alguns possíveis mecanismos envolvidos para o efeito benéfico no metabolismo lipídico foram investigados. A digestibilidade verdadeira do IP foi igual à da caseína, enquanto a do feijão integral foi menor. A excreção de ácidos biliares e colesterol foi inversamente proporcional aos níveis plasmáticos do colesterol dos animais submetidos às diferentes dietas. Os animais com a dieta de feijão integral apresentaram a maior excreção de ácidos biliares e colesterol nas fezes; valores estatisticamente diferentes aos dos animais da dieta com caseína. Conclusões - O feijão caupi e sua proteína isolada reduzem o colesterol plasmático e proporcionam efeito hepatoprotetor. A digestibilidade, excreção de ácidos biliares e colesterol não estão relacionados com a redução do colesterol provocada pelo IP. O mecanismo envolvido na redução do colesterol nestes experimentos ainda não está totalmente elucidado, sugerindo que a proteína isolada do feijão caupi atue na síntese de colesterol, pois não foi observado aumento na sua excreção. / Introduction - Soya and other legume seeds are considered functional food because of their hypocholesterolemic properties. This property, however, is not reported yet for cowpea. A possible component present in this grain that could respond for the hypocholesterolemic effect is the protein fraction. Objective - To produce protein isolate of cowpea and to verify the influence of the whole seed and its isolated protein on the lipid metabolism of diet hypercholesterolemized hamsters. Methods - The cowpea protein isolate was prepared by isoelectric precipitation, using pH 8.5 for solubilization and pH 4.5 for protein precipitation. The isolate obtained presented protein content of about 92%. The protein isolate (PI) and cowpea whole seed (CWS) were used as protein source in experimental diets fed to hamsters that previously had their blood cholesterol increased by a diet containing 20 % of casein, 13,5 % of saturated fat and 0,1 % of cholesterol during 3 weeks. Animals were divided into 3 groups and fed on diets containing: 20 % casein (control), 20 % isolate protein of cowpea and 20 % of cowpea whole seed for 4 wks. Results - The results showed that for hamster that fed on diets containing PI and CWS occurred a significant decrease in total cholesterol (49 % and 20 %, respectively) and non-HDL cholesterol (54 % and 22 %, respectively), as compared to casein group. Histological analysis of hepatic tissue was performed and showed that PI and CWS presented reduction in hepatic lipotoxicity as compared to the casein group. Therefore, the group that received casein presented steatosis widely distributed throughout the hepatic lobule, while whole seed cowpea and protein isolate meal groups produced only focal steatosis and, in some cases, it was absent. Some mechanisms involved in lowering plasma cholesterol were investigated. Digestibility for PI was equal for casein group, while it was significantly lower for CWS group. The bile acids and cholesterol excretion in the feces were inversely proportional to plasma cholesterol levels. Animals on CWS presented higher levels of feces bile acids and cholesterol; these values were statistically different from animals on casein diet. Conclusions - Whole seed cowpea and its protein isolate reduce plasma cholesterol and hepatic lipotoxicity. Digestibility, the bile acids and cholesterol excretion are not related to hypocholesterolemic effect of protein isolate of cowpea. The mechanisms involved cholesterol reduction in these experiments is not yet fully elucidated. It is suggested that protein isolate of cowpea is related to the cholesterol syntheses, as it was not verified any increase in cholesterol excretion in the animals on protein isolate diet.

Embora a soja em grão seja pouco consumida pela população brasileira, seus derivados protéicos são utilizados como ingredientes em diversos alimentos e a tendência é um aumento significativo do seu uso com a aprovação pela FDA e pela ANVISA da alegação funcional referente ao consumo de proteína de soja. Em paralelo, um número crescente de pesquisas sobre as isoflavonas, fitoestrógenos presentes em quantidades significativas na soja, vem demonstrando diversos efeitos benéficos destes compostos, entre os quais a sua ação antioxidante, anticarcinogênica e hipocolesterolêmica. O objetivo foi estudar as interações entre isoflavonas e proteínas da soja, seu efeito na biodisponibilidade in vitro e in vivo e o status antioxidante das isoflavonas. Os resultados sugerem que a presença da proteína reduz a quantidade e leva a um retardo no tempo de absorção das isoflavonas em relação à administração na forma livre. O efeito sobre a capacidade antioxidante do plasma e sobre a atividade e expressão gênica das enzimas CAT, GPx e SOD divergiu para a suplementação de isoflavonas ou proteínas separadamente ou em associação. / Although soybeans are not commonly consumed by the Brazilian population, soybean products are used as ingredients by the food industry and there is an increased trend in their consumption due to the approval of FDA and ANVISA on the claim regarding the health benefits of soy proteins. Therefore, many studies involving isoflavones, the phytoestrogens found in significant quantities in soybeans, have demonstrated several health benefits of these compounds, such as antioxidant capacity, and anticarcinogenic and hypocholesterolemic effects. The objective of the present study was to evaluate the interaction between isoflavones and soy proteins as well as the effect of this interaction on the in vitro and in vivo bioavailability of isoflavones and on the antioxidant status. The results indicated that the association with protein decreased the rate and proportion of absorption of isoflavones when compared to the free form. The effect of isoflavones on the plasma antioxidant capacity and on the enzymatic activity and gene expression levels of CAT, GPx and SOD was different when isoflavones were combined with soy protein compared to isoflavones alone.

The increasing environmental concern has reawakened an interest in materials based on renewable resources as replacement for petroleum-based materials. The main objective of this thesis was to explore plant proteins, more specifically wheat gluten, as a binder in wood adhesives intended for typical solid wood applications such as furniture and flooring. Alkaline and acidic dispersions of wheat gluten were used as wood adhesives to bond together beech wood substrates. Soy protein isolate was used as a reference. The tensile shear strengths of the substrates were measured for comparison of bond strength and resistance to cold water. AFM in colloidal probe mode was used to investigate nanoscale adhesion between cellulose and protein films. Wheat gluten was divided into the two protein classes; glutenins and gliadins, and their adhesive performance was compared with that of wheat gluten. Heat treatment and mild hydrolysis were investigated as means for improving bonding performance of wheat gluten. The treated wheat gluten samples were analysed by SE-HPLC and 13C-NMR to correlate molecular size distribution and structural changes with bonding performance. Soy protein isolate is superior to wheat gluten, especially in regards to water resistance. However, the bond strength of wheat gluten is improved when starved bond lines are avoided. The AFM analysis reveals higher interfacial adhesion between soy protein isolate and cellulose than between wheat gluten and cellulose. These results partly explain some of the differences in bonding performance between the plant proteins. Soy protein isolate contains more polar amino acid residues than wheat gluten and possibly interacts more strongly with cellulose. Furthermore, the bond performances of wheat gluten and glutenin are similar, while that of gliadin is inferior to the others, especially regarding water resistance. The extent of penetration of the dispersions into the wood material has a large impact on the results. The bonding performance of gliadin is similar to the others when over-penetration of the dispersion into the wood material is avoided. Moreover, the bond strength of the wheat gluten samples heated at 90°C was in general improved compared to that of wheat gluten. A small improvement was also obtained for some of the hydrolyzed wheat gluten samples (degree of hydrolysis: 0-0.6 %). The improvements in bonding performance for the heat treated samples are due to polymerization, while the improvements for the hydrolyzed samples are due to denaturation. The 13C-NMR analysis of the treated samples confirms some degree of denaturation. / QC 20120514

Binding of volatile flavour compounds to plant proteins is known to be an issue, particularly for developers of flavoured gluten-free snacks made with pea protein. This project used a model system to describe the effects of extraction and heat on the binding of hexanal (Hex), hexyl acetate (HxAc) and 2-octanone (2-Oct) to pea protein isolate and to evaluate any resulting change in protein functionality.

Naturally occurring food antimicrobials such as plant essential oils are receiving tremendous interest as intervention systems to enhance microbiological safety and quality. Poor water solubility of essential oils makes it difficult to incorporate them in foods, impacting visual appearance, antimicrobial effectiveness, and possibly organoleptic properties. Engineered nanoscale delivery systems can principally solve these challenges, but those based on low-cost food ingredients and inexpensive and scalable processes are currently scarce. This dissertation presents a simple and scalable two-step technology to prepare nano-delivery systems. The first encapsulation step, based on emulsion-evaporation, involves preparing emulsions composed of an oil phase with thymol or eugenol, major compounds in extracts from thyme and clove respectively, in hexane and an aqueous phase with conjugates of whey protein isolate and maltodextrin, followed by evaporation of hexane by spray drying. The second step is to hydrate spray dried capsules to enable the formation of nanoscale particles. The encapsulation performance and dispersion characteristics were affected by amounts and types of conjugates (ratio of protein: maltodextrin and maltodextrin chain length), volume fraction and composition of the oil phase. The optimal conditions corresponded to 55.8 % encapsulation efficiency and 12.6 % loading for thymol and 47.9 % encapsulation efficiency and 7.9 % loading for eugenol. Dispersions prepared from the identified capsules contained particles smaller than 100 nm and were transparent at pH 3.0-7.0 and 0-50 mM before and after heating at 80°C for 15 min. Nano-dispersions and free oil were tested for antimicrobial activity against Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, and Salmonella typhimurium. Nano-dispersed and free antimicrobials had similar effectiveness at various pH and temperatures in tryptic soy broth and apple cider, while in 2 % reduced fat milk, nano-dispersed antimicrobials were consistently more effective than unencapsulated ones. Therefore, the commercially viable nanoscale technology presented in this study enables the delivery of lipophilic antimicrobials for enhanced microbial safety and quality, without compromising visual appearance of foods, especially clear beverages.

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, 2009. / Submitted by Caroline Silva (krol_bilhar@hotmail.com) on 2012-08-23T21:59:48Z No. of bitstreams: 1 kessi_dissertao final_correes.pdf: 4836287 bytes, checksum: 33776a5ef650befe4f64aff95e010123 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2012-11-06T20:24:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 kessi_dissertao final_correes.pdf: 4836287 bytes, checksum: 33776a5ef650befe4f64aff95e010123 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-11-06T20:24:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 kessi_dissertao final_correes.pdf: 4836287 bytes, checksum: 33776a5ef650befe4f64aff95e010123 (MD5) Previous issue date: 2009 / A região sul do Brasil tem se destacado pela grande produção de frango que, juntamente com o avanço científico e tecnológico no processamento, fazem dessa carne um produto popular e de baixo preço. Com a maior valorização dos cortes nobres de frango, principalmente do produto desossado, tem-se um aumento na quantidade de resíduos, carcaças, ossos e cortes menos nobres. A carne mecanicamente separada (CMS) de frango é produzida através de desossadores mecânicos que utilizam como matéria-prima partes de baixo valor comercial. Apesar de alguns estudos estarem sendo conduzidos para avaliar o uso de diferentes proporções de CMS em produtos cárneos, a leg slação brasileira limita a adição desta matéria-prima em alimentos comerciais. A produção de um isolado protéico úmido obtido a partir de CMS de frango representa uma alternativa para aproveitar os recursos alimentares disponíveis, pois este pode fornecer uma fonte protéica de alto valor nutricional, capaz de contribuir na formação do gel, proporcionando melhor estabilidade de emulsão e capacidade ligante em produtos como embutidos emulsionados. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um processo para obtenção de isolado protéico úmido de frango (IPF) a partir de carne mecanicamente separada de frango e avaliar a adição deste isolado protéico em um embutido emulsionado. Inicialmente, foi definido o melhor processo de extração química da proteína de frango por mudança de pH, através de tratamento ácido ou alcalino seguido de precipitação isoelétrica da proteína. Os isolados protéicos úmidos foram analisados quanto ao conteúdo de proteínas, lipídios e rendimento através de metodologia de superfície de resposta. Para o tratamento ácido, pH 2,5, temperatura de 10°C e tempo de centrifugação de 25 min favoreceram a obtenção de um isolado com elevado conteúdo de proteína, baixo teor de gordura e alto rendimento. Para o tratamento alcalino, pH 11,0, temperatura de 10°C e tempo de 25 min garantiram características semelhantes no isolado. A proteína obtida pelo processo de solubilização alcalina apresentou gel mais forte e extensível quando comparado ao gel obtido pelo processo ácido. Posteriormente, foram estudados o efeito da concentração de isolado protéico úmido de frango (IPF), obtido por solubilização alcalina, e o efeito da temperatura de cocção sobre as características de textura do embutido, firmeza, força de quebra e força de gel através de metodologia de superfície de reposta. Os resultados mostraram que em temperaturas elevadas entre 82,5 e 87,8°C ocorreu um aumento na firmeza, na força de quebra e na força de gel dos embutidos e que a concentração de IPF não afetou significativamente (p<0,05) as respostas firmeza e força de quebra. Entretanto, a resposta força de gel foi intensificada com concentrações elevadas de IPF na formulação. Quanto à análise sensorial, a amostra com maior aceitabilidade e maior intenção de compra foi a salsicha de frango comercial, entretanto, a salsicha com adição de IPF (sem adição de toucinho) apresentou elevado conteúdo de proteína e baixo teor de lipídios quando comparado a salsicha de frango comercial, demonstrando que a substituição total da gordura pelo isolado protéico úmido de frango na salsicha contribui para elaboração de um produto com baixo teor de gordura. / Southern Brazil has putted in relief for the great production of chicken that, together with the scientific and technological advance in processing, make from this meat, a popular and of low price. With the biggest valorization of the noble chicken cuts, mainly the deboned products, has an increase in wastes, carcasses, bones and less noble cuts. Mechanically deboned meat (MDM) of chicken is a raw material produced through meat-bone separator that uses as raw material, parts of low commercial value of the chicken. Although some studies being lead to evaluate the use of different ratios of MDM in meat products, the Brazilian legislation limits the addition of this raw material in commercial food. The production of a protein isolate obtained from MDM of chicken represents an alternative to use the available alimentary resources, therefore it can supply a protein source of high nutritional value, able to contribute in the formation of the gel, being provided better emulsion stability and binding capacity in products as emulsionated sausages. The objectives of this work was to develop a process to obtain a chicken protein isolate (CPI) from MDM of chicken, and to evaluate the addition of this protein isolate in an emulsionated sausage. Initially, the optimum process of chemical extraction of protein by pH shifting method was defined, both acid and alkaline treatment followed of isoelectric precipitation of protein. Protein isolates were analyzed for the protein content, lipids and yield through response surface methodology. For acid treatment, pH 2.5, temperature of 10°C and centrifugation time of 25 min allowed the isolate obtaining with high protein content, low fat and high yield. For alkaline treatment, pH 11.0, temperature of 10°C and centrifugation time of 25 min provide an isolate with similar characteristics. The protein obtained by alkaline solubilization process showed stronger and more extensible gel than those obtained by acid process. Later, the effect of chicken protein isolate addition, obtained by alkaline solubilization, and the heating temperature on sausage texture, firmness, breaking force and gel strength was studied through response surface methodology. The results showed that at high temperature, values between 82.5 and 87.8°C occur a rise on firmness, breaking force and gel strength of the sausages and the CPI concentration was not significant (p<0.05) to firmness and breaking force. However, the gel strength was intensified with high CPI concentrations on the formulation. On the sensory analysis, the commercial chicken sausage showed bigger acceptability and bigger purchase intention than sausage with CPI. Although the sausage with CPI addition (without pig lard addition) showed higher protein content and lower fat than commercial chicken sausage, demonstrating that replacement of total fat content for chicken protein isolate in emulsionated sausage contributes to elaboration of a product with low fat, once showed smaller lipids content than commercial chicken sausage.

Orientador: Yoon Kil Chang / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-17T11:10:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VernazaLeoro_MariaGabriela_D.pdf: 8287795 bytes, checksum: a64048a016fa41109e78ee329b64b6fb (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A demanda por produtos com melhor qualidade nutricional e funcional tem aumentado nos últimos anos. O mercado de alimentos funcionais está aumentando no Brasil apresentando um crescimento superior a 50 % desde 2002. A soja e seus derivados apresentam grande potencial no mercado de alimentos funcionais, especialmente devido à presença das isoflavonas e ao alto teor protéico. Por outro lado, o amido resistente, considerado como um componente da fibra alimentar, não é digerido pelas enzimas presentes no sistema digestóriio dos seres humanos, mas pode ser fermentado pelas bactérias presentes no cólon, produzindo ácidos graxos de cadeia curta, trazendo benefociios á saúde das pessoas. O mercado mundial de macarrão instantâneo vem crescendo a taxas relativamente altas, maior do que o índice apresentado por sua própria categoria (massas alimentícias). O macarrão instantâneo, por ser um produto frito, contém uma alta porcentagem de óleo. Atualmente existe uma grande preocupação relacionada à saúde e ao consumo de alimentos com alto teor de gordura. Por isso, existe a necessidade de desenvolver produtos com melhor valor nutricional e a importância na utilização de novas tecnologias. A fritura a vácuo é uma forma alternativa de cozimento, a qual aumenta a qualidade dos alimentos desidratados. O objetivo geral deste trabalho visou o desenvolvimento de macarrão instantâneo funcional pela adição de amido resistente e isolado protéico de soja obtidos pelos processos de fritura convencional e a vácuo. Para alcançar o objetivo geral, o trabalho foi realizado em 3 etapas: i) Estudo da adição de sal (0-3 %) e de goma guar (0-1,5 %) na produção de macarrão instantâneo obtido pelo processo de fritura convencional, otimizando-se a formulação através da Metodologia de Superfície de Resposta, para obter um produto com características tecnológicas adequadas (baixo teor de gordura e boa firmeza); ii) Estudo da adição de 10 % de três amidos resistentes comerciais diferentes (Hi Maize 260, Promitor e farinha de banana verde) para estudar as propriedades reológicas e escolher a melhor formulação para obtenção de macarrão instantâneo funcional obtido pelos processos de fritura convencional e a vácuo, visando-se a obtenção de um produto com baixo teor de gordura, boa textura e alto teor final de amido resistente, e por ótimo; iii) Estudo da adição de amido resistente tipo 3 (AR3) (0-16 %) e de isolado protéico de soja (0-16 %) na produção de macarrão instantâneo obtido pelos processos de fritura convencional e a vácuo, visando-se a otimização da formulação através da Metodologia de Superfície de Resposta, com intuito de obter um produto com melhores características tecnológicas (baixo teor de gordura e boa firmeza), funcionais e nutricionais (alto teor de fibra e de proteína). Na primeira etapa, os resultados mostraram que a adição de goma guar e sal à formulação de macarrão instantâneo alteraram as propriedades da massa e a qualidade do produto final. Os maiores valores de absorção de gordura e os menores valores de firmeza foram obtidos quando utilizados valores médios das duas variáveis, enquanto que os menores valores foram alcançados ao utilizar os níveis extremos, ou seja, altos níveis de uma variável e baixos da outra, ou vice versa. Analisando os resultados obtidos no delineamento central composto rotacional (DCCR) foi possível escolher uma formulação adequada para dar continuidade ao estudo. Portanto, foi escolhido como ponto ótimo uma formulação com 0,22 % de goma guar e 2 % de sal para obter macarrões instantâneos de boa qualidade, com um teor de gordura moderadamente mais baixo e uma firmeza intermediária. Na segunda etapa, as misturas de farinha de trigo com 10 % de Hi Maize (HM10) (AR2) e Promitor (Prom10) (AR3) n? afetaram significativamente as propriedades reológicas da massa, quando comparados com a mistura com 10 % de farinha de banana verde (Ban10) que alterou significativamente a estabilidade da massa e o indice de tolerância à mistura. Os macarrões instantâneos Prom10 apresentaram as melhores propriedades tecnológicas, sendo que foram obtidos os menores valores de absorção de gordura e os maiores valores de firmeza, quando comparados com os macarrões instantâneos HM10 e Ban10. De uma forma geral, as amostras obtidas pelo processo de fritura a vácuo apresentaram menor teor de gordura, quando comparados aos macarrões obtidos pelo processo de fritura convencional. Concluindo, foi possível obter macarrões instantâneos funcionais com as três formulações diferentes estudadas, pois as amostras apresentaram um teor de amido resistente maior que 3 %, podendo ser declarados como fonte de fibra pela legislação brasileira. Na terceira etapa, as superfícies de resposta mostraram que a adição de amido resistente AR3 e de isolado protéico de soja diminuiu a absorção de gordura quando utilizados os dois processos de fritura (convencional e vácuo). No entanto, os macarrões instantâneos obtidos pelo processo de fritura convencional apresentaram teores de gordura maiores (18,28 - 25,09 %) do que os obtidos pelo processo de fritura a vácuo (18,08 e 22,26 %). Em ambos os processos foi possível obter macarrões instantâneos com um teor de amido resistente significativo (acima de 3 % para todos os ensaios). Na analise de textura, os macarrões obtidos pelo processo de fritura convencional apresentaram uma firmeza maior do que os obtidos pelo processo de fritura a vácuo. As superfícies de resposta mostraram que a adição de amido resistente e de isolado protéico de soja afetaram a firmeza dos macarrões devido à diluição das proteínas do glúten, apresentando macarrões menos firmes. Finalmente, independente do processo de fritura utilizado, ao adicionar 12 % de AR3 e 8 % de IPS foi possível desenvolver um produto funcional com alto teor de fibras, alto teor de proteínas, presença de isoflavonas e com um perfil de aminoácidos melhorado / Abstract: A higher demand for products with better quality has increased the use of new ingredients and new technologies. Therefore, nowadays, there is a greater demand for functional foods. The functional food market is growing in Brazil, showing a 50 % increase since 2002. Soybean and its derivatives present good potential in the functional food market, especially due to the presence of isoflavones and the quality of its protein and polypeptides. On the other hand, resistant starch, considered as a food fiber component, is poorly digested by the enzymes present in the human digestive system, but can be fermented by bacteria present in the colon, producing short chain fatty acids that provide health benefits to the consumer. The world instant noodle market has been growing at relatively high rates, higher than the rate presented by the category as a whole. Since they are fried products, instant noodles contain high levels of residual oil. Currently, there is a considerable concern about health with respect to the consumption of high fat foods. Therefore, there is a need to develop products with enhanced nutritional value and the use of new technologies. The vacuum frying process is an alternative way of cooking, which increases the quality of dehydrated foods when compared to the conventional deep-frying process. The objective of the present work was to develop instant noodles with functional properties, using both conventional and vacuum frying processes to reduce oil absorption and hence caloric content, by the partial substitution of wheat flour with soy protein isolate and resistant starch. To achieve the overall objective, the work was divided into three stages: i) Study of the addition of salt (0-3 %) and guar gum (0-1.5 %) in the production of instant noodles optimizing the formulation by Response Surface Methodology to obtain a product with appropriate technological characteristics (low in fat and good texture); ii) Study of the addition of 10 % of three different commercial resistant starches, such as Hi Maize (HM) (RS2), Promitor (Prom) (RS3) and green banana flour (GBF) to analyze the rheological properties to produce the best formulation of functional instant noodles obtained by both conventional and vacuum frying, in order to obtain a product with adequate technological properties (low in fat, good texture and high content of resistant starch), and finally, iii) Study of the addition of type 3 resistant starch (RS3) (0-16 %) and soy protein isolate (0-16 %) in the production of instant noodles obtained by conventional and vacuum frying, in order to optimize the formulation by Response Surface Methodology with the objective of obtaining a product with adequate technological properties (low fat and good texture) and high nutritional value (high fiber and protein). In the first stage, the results showed that the addition of guar gum and salt to instant noodles formulation changed the properties of the dough and the final product quality. The highest values of fat absorption and the lowest values of firmness were obtained when intermediate levels of the two variables were used, whereas the lowest values were achieved when using the extreme levels, i.e. high levels of one variable and low of the another, or vice versa. Analyzing the results obtained from the central composite rotational design (CCRD) it was possible to choose a suitable formulation to continue the next stages. Therefore, the instant noodles considered optimum in this stage contained 0.22 % guar gum and 2 % salt, resulting in a product of good quality, with significant lower fat content and intermediate firmness. In the second stage, mixtures of wheat flour with 10 % Hi Miaze 260 (HM10) (RS2) and Promitor (Prom10) (RS3) did not significantly affect dough¿s rheological properties when compared to the mixture with 10 % green banana flour (Ban10), that changed drastically the dough stability and the mixing tolerance index. Prom10 noodles presented the best technological properties, obtaining the lowest values of fat absorption and the highest values of firmness. In general, samples obtained by the vacuum frying process had lower fat content, compared to the samples obtained by the conventional frying process. Using the three different formulations, it was possible to obtain functional instant noodles because all samples presented a resistant starch content higher than 3 %, being possible to be claimed as source of fiber according to the Brazilian Legislation. In the third stage, the response surfaces showed that the addition of both resistant starch and soy protein isolate decreased fat absorption when using both frying processes (conventional and vacuum). However, instant noodles obtained by the conventional frying process presented higher levels of fat than those obtained by vacuum frying. In both cases there was a decrease in resistant starch content. In the texture analysis, noodles obtained by the conventional frying process presented higher firmness values than those obtained with the vacuum frying process. The response surfaces showed that resistant starch and soy protein isolate addition affected the firmness of noodles because of the dilution of gluten proteins, showing noodles with lower firmness. In conclusion, regardless of the frying process used in this study, when added 12 % of RS3 and 8 % of soy protein isolate, it was possible to develop a functional product with high fiber content (close to 8 %), high protein content (close to 11 %), isoflavones and with an improved amino acid profile / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Fernanda Paula Collares-Queiroz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T13:31:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes-Ruffi_CristianeRodrigues_M.pdf: 1964145 bytes, checksum: d20d084cd656792fb2659ae059c8f70e (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O segmento de biscoitos é um setor da panificação de extrema importância para o Brasil, que se destaca como o 2º maior produtor mundial em volume. Por ser consumido habitualmente por grande parte da população brasileira, o biscoito salgado tipo cracker, segundo tipo de biscoito mais consumido (25% em volume), revela-se como um bom veículo para a inclusão de ingredientes funcionais. A soja constitui-se em um destes ingredientes, devido à presença de compostos bioativos (isoflavonas), sendo inclusive excelente para o enriquecimento protéico, principalmente como fonte de aminoácidos essenciais, e de fibras, traduzindo-se em benefícios à saúde, além de agregar valor ao produto. O objetivo desse projeto foi avaliar o desempenho tecnológico de biscoito salgado tipo cracker obtido com a utilização de derivados da soja (isolado protéico e fibra alimentar) em substituição parcial da farinha de trigo, visando a melhoria nutricional (teor e perfil de aminoácidos) com propriedades funcionais (fibras e isoflavonas). Inicialmente, as matérias-primas (farinha de trigo, isolado protéico e fibra de soja) foram caracterizadas quanto à composição centesimal, teor de fibra alimentar (solúvel e insolúvel), composição em aminoácidos totais, teor de isoflavonas e granulometria. A farinha de trigo foi caracterizada quanto às análises reológicas (farinográficas e extensográficas), teor de glúten e falling number. Posteriormente, um delineamento experimental, aplicado à Metodologia de Superfície de Resposta, foi utilizado para avaliar a influência da adição destes dois ingredientes derivados de soja nos parâmetros de qualidade dos biscoitos. As respostas avaliadas por este planejamento experimental fatorial completo 22 com 4 pontos fatoriais, 4 pontos axiais e 4 pontos centrais, totalizando 12 ensaios, foram: o índice de expansão, o volume específico, a cor instrumental, a textura instrumental (firmeza e fraturabilidade), a atividade de água e a aceitação sensorial. Os resultados foram analisados estatisticamente (DCCR e ANOVA) e com base nos resultados de textura instrumental e aceitação sensorial obtidos, novos testes experimentais foram realizados apenas nos pontos/intervalos que apresentaram as melhores respostas em comparação com o biscoito controle (sem a adição dos derivados de soja). Além das avaliações tecnológicas, os biscoitos referentes aos ensaios selecionados e o biscoito Controle foram avaliados quanto à composição centesimal, teor de fibra alimentar (solúvel e insolúvel), composição em aminoácidos totais e teor de isoflavonas. Os resultados mostraram que a adição de isolado protéico de soja (IPS) e fibra de soja (FS) interferiram nas características de textura instrumental, com aumento da crocância, ou fraturabilidade. A análise sensorial mostrou que além do Controle, a amostra 1 (6,46% IPS e 3,88% FS) foi a que apresentou as maiores freqüências de aceitação (superiores a 80% para todos os atributos avaliados), seguida das amostras 7 (10,0% IPS e 3,0% FS) e 5 (5,0% IPS e 6,0% FS). A amostra 6 (15,0% IPS e 6,0% FS) foi rejeitada sensorialmente. Do ponto de vista nutricional, para as formulações selecionadas do delineamento, a incorporação de IPS e FS promoveu uma diminuição nos teores de carboidratos, aumento nos teores protéicos (e perfil de aminoácidos de alto valor biológico), nas fibras totais (superiores a 3 g/100 g), sendo consideradas fontes de fibra pela legislação brasileira, além da presença de isoflavonas, que conferem propriedades funcionais aos biscoitos. Portanto, a adição de IPS e FS proporcionou a obtenção de biscoitos cracker com alto valor agregado, com melhores propriedades nutricionais e potencialmente funcionais (fibras e isoflavonas) / Abstract: The biscuit segment, is a Bakery Industry sector of an extremely importance to Brazil. Which stands as the 2nd world's largest producer by volume. Because it is usually consumed by most of the population, the second most consumed type of biscuit (25% in volume), the cracker biscuit reveals itself as a good vehicle for the inclusion of functional ingredients. Soy is one of these ingredients, due the presence of bioactive compounds (isoflavones), being also excellent for protein enrichment, mainly as a source of essential aminoacids and fiber, resulting in health benefits, besides the fact that it adds value to the product. The aim of this project was to evaluate the technological performance of salty crackers obtained with the use of soy products (protein isolate and dietary fiber) in partial replacement of wheat flour, in order to improve nutritional content (content and aminoacid profile) with functional properties (fiber and isoflavones). Initially, the raw materials (wheat flour, protein isolate and soy fiber) were characterized by centesimal composition, value of nourishing fiber (soluble and insoluble), total aminoacid composition, isoflavone content and granulometry. Wheat flour was characterized based on the rheological analysis (farinographic and extensographic), gluten content and falling number. Subsequently, an experimental design, applied to the Response Surface Methodology was used to evaluate the effect of adding these two soybean derived products in the parameters of biscuits quality. The responses evaluated by this 22 full factorial design with 4 factorial points, 4 axial points and 4 central points, totaling 12 trials were: the expansion index, specific volume, instrumental color, instrumental texture (firmness and fracturability), the water activity and sensory evaluation. The results were analyzed statistically (DCCR and ANOVA) and based on the instrumental texture and sensory acceptability results obtained, new experimental tests were performed only at the points/intervals which presented the best responses compared with the control cracker (without the addition of soybean derived products). In addition to the technological evaluations, the crackers from the selected trials and the control cracker were evaluated for centesimal composition, value of nourishing fiber (soluble and insoluble), total aminoacid composition and isoflavone content. The results showed that the addition of soy protein isolate (SPI) and soy fiber (SF) affected the instrumental texture characteristics, with an increase in crispness or fracturability. The sensory evaluation showed that besides control cracker, the sample 1 (6.46% SPI and 3.88% SF) was the one with the highest acceptance (above 80% for all attributes), then the samples 7 (10.0% SPI and 3.0% SF) and 5 (5.0% SPI and 6.0% SF). Sample 6 (15.0% SPI and 6.0% SF) was rejected sensory. From a nutritional point of view, for the selected formulations, the addition of SPI and FS promoted a decrease in carbohydrate, an increase in protein content (and aminoacid profile of high biological value) and total fiber (greater than 3 g/100 g), being considered fiber sources by Brazilian law, and the presence of isoflavones, that provides the functional properties of biscuits. So, the addition of SPI and FS resulted in crackers with high added value, with improved nutritional properties and potentially functional properties (fiber and isoflavones) / Mestrado / Tecnologia de Alimentos / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Lireny Aparecida Guaraldo Gonçalves / Texto em português e inglês / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-21T10:35:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Conto_LeilaneCostade_D.pdf: 5195999 bytes, checksum: 05ac9b9628d2dacdf94c6fa8c8ba673f (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Óleos e gorduras são importantes na alimentação humana como fonte de energia,além de alguns serem considerados essenciais ao funcionamento dos organismos, tais como determinados ácidos graxos polinsaturados ômega-3. O ácido eicosapentaenóico (EPA) e o ácido docosahexaenóico (DHA), provenientes de fontes marinhas, são as principais formas de ingestão direta de ômega-3,porém estes são muito sensíveis à oxidação e apresentam flavors característicos que levam à rejeição por alguns consumidores. Uma alternativa para contornar estes problemas é a microencapsulação. Uma técnica muito difundida para este tipo de produto sensível é a coacervação, no entanto algumas novas técnicas vêm surgindo na busca de solução destas deficiências. A gelificação enzimática pode ser citada como uma nova tecnologia que objetiva reduzir algumas etapas do processo e tempo de produção, se comparado ao processo de coacervação.Neste trabalho buscou-se compreender o comportamento do material de recheio (éster etílico de óleo de peixe), visto que são encontrados poucos estudos referentes às análises da integridade dos materiais de recheio de natureza lipídica quando encapsulados, e dos materiais de parede (principalmente isolado protéico de soja e isolado protéico de soro) quando utilizados para a produção de microcápsulas por gelificação enzimática e por coacervação complexa, avaliando tanto as cargas eletrostáticas do meio pelo seu potencial zeta para a coacervação, quanto na caracterização completa das cápsulas produzidas por gelificação enzimática e coacervação. Entre os materiais de parede estudados, foram utilizados isolado protéico de soro e isolado protéico de soja, sendo que este último na concentração de 10% apresentou formação de microcápsulas com características superiores pela técnica de gelificação enzimática. Quando estudadas mais a fundo as características das microcápsulas produzidas por gelificação enzimática, a ánalise do material encapsulado constatou-se que ocorreu a encapsulação de óleo de milho da segunda emulsão, reduzindo assim a eficiência real de encapsulação, mostrando-se assim uma técnica não eficaz,mesmo se obtendo cápsulas com elevada resistência mecânica. Comparando-se os métodos de degradação destas cápsulas, foi observada a total degradação da parede para a metodologia de degradação ácida, e parcial para a metodologia de degradação enzimática alcalina. Entretanto a melhor metodologia de degradação para se determinar a composição do material encapsulado foi a degradação ácida com determinação direta da composição em ácidos graxos. No estudo estatístico de microcápsulas contendo éster etílico de óleo de peixe produzidas por coacervação complexa utilizando isolado protéico de soja e goma arábica como material de parede obteve-se cápsulas contendo mais de 20 g de EPA + DHA / 100 g microcápsulas, sendo necessária a adição de menos de 0,5 g de microcápsulas em porções de 100 g ou 100 mL de alimentos para este poder ser considerado funcional. Contudo, uma grande variação no processo foi observadalevando a um estudo mais aprofundado do processo de coacervação através do potencial zeta dos materiais de parede e de recheio separadamente e em diferentes misturas, onde foi constatado que o isolado protéico de soja, por possuir variação na sua constituição e baixa solubilidade, dificulta a determinação exata do potencial zeta zero das misturas, sendo a máxima eficiência de encapsulação encontrada quando as misturas de 1,5:1,0 (massa:massa) isolado protéico de soja:Goma arábica e 2,0:1,0 (massa:massa) material de parede:material de recheio em pH 4,0 foram testados / Abstract: Fats and oils are important energy sources in human feeding, and some, such as the omega-3 polyunsaturated fatty acids, are considered essential to the functioning of the organisms. Eicosapentaenoic (EPA) and docosahexaenoic (DHA) acids from marine sources are the principal forms used for the direct ingestion of omega-3, but are highly sensitive to oxidation and present characteristic flavors leading to their rejection by some consumers. One alternative to overcome these problems is microencapsulation, and one well known technique for this type of sensitive product is coacervation, although some new techniques are currently appearing which also attempt to overcome these deficiencies.Enzymatic gelation could be cited as a new technology which aims to reduce some of the processing steps and production time when compared to coacervation. This work aimed to understand the behavior of the core material (fish oil ethyl ester),since few studies can be found referring to analyses of the integrity of the core materials of a lipid nature when encapsulated, and of the wall materials (principally soy protein isolate and whey protein isolate), when used in the production of microcapsules by enzymatic gelation and by complex coacervation, evaluating both the electrostatic charges in the medium from their zeta potential for coacervation, and a complete characterization of the resulting capsules produced by both enzymatic gelation and coacervation. Of the wall materials studied, whey protein isolate and soy protein isolate were used, the latter, at a concentration of 10%, producing microcapsules with the best characteristics by the enzymatic gelation technique. However, when the characteristics of the microcapsules produced by enzymatic gelation were studied at greater depth, the analysis of the core material showed that lipid material from another source had been coencapsulated due to the processing conditions, thus reducing the true efficiency of the encapsulation, showing that this technique was not efficient, despite the elevated mechanical resistance of the microcapsules. A comparison of the methods used to degrade the capsules showed total degradation of the wall by the acid degradation methodology, and only partial degradation for the enzymatic alkaline degradation methodology. Thus the best degradation methodology to determine the composition of the encapsulated material was acid degradation with the direct determination of the fatty acid composition. In the statistical study of the production of microcapsules containing fish oil ethyl ester by complex coacervation using soy protein isolate and gum Arabic as the wall materials, capsules were obtained containing more than 20 g EPA + DHA / 100 g of microcapsules, requiring the addition of less than 0.5 g of microcapsules to 100 g or 100 mL portions of foods for the food to be considered functional. However considerable process variation was observed, leading to a study in greater depth of the coacervation process as from the zeta potential of the wall and core materials separately, and in different mixtures. Thus it was shown that the soy protein isolate presented variation in its constitution and low solubility, which made it difficult to determine the exact zero zeta potential of the mixtures, the maximum encapsulation efficiency being found with mixtures of 1.5:1.0 (w:w) soy protein isolate: gum Arabic as the wall material and a ratio of 2.0:1.0 (w:w) for the wall material: core material at pH 4.0 / Doutorado / Tecnologia de Alimentos / Doutora em Tecnologia de Alimentos

Lors de la production des poudres protéiques laitières, des précautions sont prises pour assurer des fonctions technologiques optimales selon leurs utilisations. Cependant, des évolutions structurales et fonctionnelles surviennent lors du stockage. Ce projet vise ainsi à comprendre les mécanismes de modification qui interviennent lors du stockage des poudres d’isolat de protéines solubles du lait (WPI). Pour ce faire, des poudres de WPI ont été stockées en conditions contrôlées (15 mois à 20°C, 40°C et 60°C), et leurs évolutions structurales et fonctionnelles après réhydratation ont été suivies expérimentalement à intervalles réguliers.Les résultats montrent que le vieillissement suit une trajectoire définie impliquant d’abord la lactosylation d’une partie des protéines, puis leur agrégation à l’état sec. De plus, cette trajectoire est caractérisée par un phénomène de rattrapage des modifications observées aux basses températures vers les plus hautes. L’impact des évolutions structurales sur les propriétés fonctionnelles est contrasté : les résultats montrent que les propriétés moussantes et interfaciales sont peu affectées, alors que les propriétés d’agrégation thermo-induites sont grandement modifiées. Pour minimiser ces modifications, deux pistes d’amélioration ont été suivies : 1. la granulométrie des poudres et 2. la teneur en lactose résiduel. La différence de granulométrie n’a pas eu d’influence sur le vieillissement alors que la diminution de la teneur en lactose a permis de limiter significativement l’étendue des modifications induites lors du stockage. / During dairy powder manufacture, precautionary measures are taken to ensure optimal technological functionalities regarding their use requirements. However, changes in structural and functional properties appear during storage. This project aimed understand the mechanisms of changes that occur during storage of whey protein isolate (WPI) powders. To do this, WPI powders were stored under controlled conditions (20°C, 40°C and 60°C for 15 months), and their structural and functional changes after rehydration were experimentally monitored at regular intervals. The results showed that ageing follows a specific path involving first protein lactosylation and then their aggregation in the dry state. In addition, this path was characterized by a catching up behaviour from the changes obtained at lower temperatures to those at highest temperatures. The impact of these structural changes on the functional properties was mixed:the results showed that the foaming and interfacial properties were only slightly affected, while the heat-induced aggregation properties were greatly modified. To minimize these storage-induced changes, several areas for improvement were followed, playing on either the powder particle size, or on lactose content whose role appeared to be crucial for the development of the Maillard reaction. The study showed that the difference in powder particle size had no influence on their ageing path while lowering the lactose concentration allowed to significantly reduce the extent of the storage-induced changes.