Orientador: Marcelo Cristianini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-27T18:44:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_ThalesLeandroCoutinhode_D.pdf: 2386676 bytes, checksum: bc4655fa6960e3332639a4ca75c75545 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A redução do cloreto de sódio nas formulações de alimentos processados representa um grande desafio para indústria moderna, tendo em vista a relação estabelecida entre o consumo elevado de sódio e a ocorrência da hipertensão arterial, principal fator de risco associado à ocorrência de distúrbios do cérebro e cardiovasculares. Em produtos cárneos, além de atuar sobre aspectos sensoriais e de textura, o sal desempenha papel chave sobre sua estabilidade microbiológica. Uma simples redução pode resultar em produtos instáveis durante sua vida de prateleira. Logo, para que estratégias de redução de sal sejam implementadas de maneira segura, faz-se necessário a aplicação de tecnologias ou agentes de preservação complementares. Tecnologias emergentes não-térmicas de inativação microbiana como o processamento à Alta Pressão (HPP - High Pressure Processing) surgem como opções factíveis para tal propósito, eliminando a dependência de conservantes químicos em face à redução de sal. A adição de agentes antimicrobianos naturais como barreiras adicionais à HPP (Tecnologia de Múltiplas Barreiras), visando potencializar os efeitos conservadores, têm sido apontada como uma promissora tendência na literatura moderna. Diante deste exposto, após determinação da formulação de trabalho com teor reduzido de sódio, a pesquisa objetivou ajustar as variáveis de processo "carga de pressão" e "tempo de residência" (utilizando baixas temperaturas de 25°C) para o processamento de embutido de peito peru fatiado embalado a vácuo (tipo "Blanquet"). Foram avaliadas respostas de inativação microbiana pós-processo (reduções logarítmicas) para populações inoculadas do patógeno Listeria monocytogenes e bactérias ácido láticas deterioradoras incluindo as espécies Leuconostoc mesenteroides e Lactobacillus sakei; também foram avaliados os atributos de qualidade incluindo cor, atividade de água, pH, sinerese, textura e oxidação lipídica. Em adição, visando à utilização de tecnologia de múltiplas barreiras para conservação, foi estudado o efeito da adição do componente bioativo carvacrol em concentrações de 200ppm, na formulação do produto. Empregando estratégia de simples redução, sem a adição sais substitutos, após avaliação de aspectos físico-químicos, sensoriais e microbiológicos, concluiu-se que níveis de 30% de redução de sal (cerca de 25% menos sódio) sobre o controle formulado com 20g/kg, são viáveis; entretanto, foi evidenciada redução da estabilidade microbiológica. Após avaliação de diferentes faixas de pressão e tempo de processo, seguindo os critérios exigidos de desempenho para inativação pós-processo de Listeria monocytogenes (4-5 reduções logarítmicas), um valor de 600MPa/180 segundos a 25°C se apresentou como um tratamento adequado para o produto com baixo teor de sódio estudado, promovendo reduções logarítmicas eficazes contra o patógeno-alvo estudado e a microbiota deteriorante. Alterações instrumentais (p<0.05) em alguns dos atributos de qualidade avaliados puderam ser destacadas principalmente sinerese, oxidação lipídica e textura; porém são necessários estudos mais amplos de análise sensorial. Adicionalmente, dados apresentados demonstraram que os consumidores não foram capazes de diferir o produto low-sodium processado por alta pressão isostática (600MPa/180sec/25°C) de um não pressurizado; de fato, apesar dos efeitos instrumentais significativos, estas alterações parecem não ser identificadas pelos consumidores. A adição de uma barreira natural complementar, o carvacrol, em níveis sensorialmente aceitáveis, foi capaz de potencializar os efeitos de inativação pós-processo (reduções logarítimicas) dos grupos microbianos alvo; efeitos benéficos combinados ao longo da estocagem refrigerada do produto também foram evidenciados por meio de reduzidas taxas de crescimento e fase lag aumentada, maximizando assim o potencial de conservação. A utilização combinada de HPP e carvacrol representou uma alternativa promissora contra fenômenos de injúrias sub-letais e recuperação celular. Sugere-se que a intensidade do processo HPP (em termos de carga de pressão, tempo de processo e temperatura) necessária para inativar microrganismos em níveis requeridos, possa ser reduzida na presença de barreiras antimicrobianas adicionais, garantindo a qualidade total do produto processado em condições mais amenas. Em adição, uma série de vantagens industriais podem ser destacadas tais como a redução de custos para a instalação de equipamento inicial e de manutenção (equipamentos operando em cargas mais baixas); e maximização da produção de processamento por ciclos efetivamente encurtados (ciclos de produtividade mais elevados por hora) / Abstract: The reduction of sodium chloride in processed food formulations represents a great challenge for modern industry, considering the relationship established between high sodium intake and the occurrence of arterial hypertension, the major risk factor associated with the occurrence of cardiovascular diseases and strokes. In meat products, in addition to acting on sensory quality and texture, salt plays a key role on the microbiological stability. A simple reduction can result in unstable products during their shelf-life. Therefore, for the success of salt reduction strategies implemented safely, it is necessary the application of complementary technologies or alternative preservatives. Non-thermal emerging technologies for microbial inactivation, such as High Pressure Processing (HPP), appear as feasible alternative for this purpose, eliminating the dependence of chemical preservatives considering the reduction of salt barrier. The addition of natural antimicrobial agents as additional hurdles (Multi Hurdle Technology) to the HPP, aiming to enhance the preservative effects, has been identified as a promising trend in modern literature. Given this exposed, after determination of low-sodium working formulation, this research aimed adjust the processing variables "pressure load" and "dwell time" (using low-processing temperatures of 25°C) for sliced vacuum-packaged ready-to-eat turkey breast. Post-processing microbial inactivation responses were evaluated (by logarithmic reductions) against inoculated populations of the target pathogen Listeria monocytogenes and spoilage lactic acid bacteria including Leuconostoc mesenteroides and Lactobacillus sakei; were also evaluated quality-attributes including color, water activity, pH, syneresis, texture and lipid oxidation. In addition, in order to use multiple barriers for preservation technology, was studied the effect of adding bioactive component, carvacrol at concentrations of 200ppm in the product formulation. Employing a simple reduction strategy, without adding salt substitutes, after evaluation of physicochemical aspects, sensory and microbiological, it was concluded that levels of 30% NaCl reduction (aproximatelly 25% less sodium) on the control made with 20g/kg, are viable; however, problems with microbiological stability were evidenced. After evaluation of different pressure ranges and processing time, following the performance criteria required for post-inactivation process Listeria monocytogenes (4-5 log reduction), a value of 600MPa/180 seconds at 25°C was presented with an adequate treatment for studied product with low sodium content, promoting effective logarithmic reductions against the studied target pathogen and spoilage LAB. Instrumental changes (p<0.05) in some of the evaluated quality attributes could be revealed mainly in syneresis, lipid oxidation and texture; however, a sensory confirmation needs to be established. Additionally, data presented showed that consumers have not been able to differ low-sodium products processed by HPP (600MPa/180sec/25°C) and unpressurised; in fact, despite significant instrumental effects, these changes seems to be not identified by consumers. The addition of natural barrier, such as carvacrol at acceptable sensory levels (200ppm), was able to potentiate the effects of post-process inactivation (logarithmic reductions) of the target microbial groups; combined benefit effects along the refrigerated product storage were also evidenced by reduced growth rates and increased lag phases, thus maximizing their potential for conservation. The combination of HPP and carvacrol represented a promising weapon against phenomena of sub-lethal injuries and cell recovery. It is suggested that the intensity of the HPP process (in terms of pressure load, process time and temperature) required to inactivate microorganisms in required levels, may be reduced in the presence of additional microbial barriers, ensuring the overall quality of the processed product under mild processing conditions. In addition, a number of industrial advantages can be highlighted such as reduced costs for the initial installation and maintenance equipment (low required pressure loads) and maximization of production by effectively processing cycles shortened (higher productivity cycles per hour) / Doutorado / Tecnologia de Alimentos / Doutor em Tecnologia de Alimentos

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Sabe-se que algumas alterações nutricionais maternas durante o período perinatal estão associadas com doenças metabólicas na vida adulta das proles, tais como diabetes melito tipo 2, resistência à insulina, obesidade e hipertensão arterial. O período da gestação em que estas alterações nutricionais influenciam a prole na idade adulta ainda não está elucidado. Modificações epigenéticas têm sido propostas como mecanismos responsáveis por estas desordens metabólicas. Ratas Wistar de doze semanas de idade foram alimentadas com dieta com conteúdo baixo (HO - 0,15% NaCl) ou normal (NR - 1,3% NaCl) de sódio desde o primeiro dia de gestação até o nascimento da prole ou HO durante a primeira (HO10) ou segunda (HO20) metade da gestação. O peso corpóreo e a ingestão de água e ração foram avaliados semanalmente durante a gestação. Teste de tolerância à insulina (ITT) e à glicose (GTT) e HOMA-IR foram realizados nas proles adultas. Expressão gênica por qRT-PCR e metilação do DNA na região promotora dos genes foram mapeadas utilizando tratamento com bissulfito de sódio e avaliadas por pirosequenciamento. O ganho de peso materno foi menor no HO e HO20 na terceira semana de gestação em comparação com NR e HO10. O peso ao nascimento da prole foi menor em machos e fêmeas dos grupos HO e HO20 em relação ao NR e HO10. O HOMA-IR foi maior nos machos com 12 semanas de idade do grupo HO em comparação com NR e com 20 semanas de idade do grupo HO10 em comparação com NR e HO20. Nas fêmeas com 12 semanas de idade o HOMA-IR foi maior no HO10 comparado com HO. Os níveis de insulina no soro foram maiores tanto nos machos com 20 semanas de idade do grupo HO10 comparado com NR quanto nas fêmeas com 12 semanas de idade do grupo HO10 comparado com HO. A área sob a curva do GTT indicou intolerância à glicose nos machos do grupo HO. A porcentagem de metilação das ilhas CpG no promotor dos genes de Igf1, Igf1r, Ins1, Ins2 e Insr no fígado de machos e fêmeas neonatais e no fígado, tecido adiposo branco e músculo em machos com 20 semanas de idade foi influenciada pela baixa ingestão de sal durante a gestação. Nenhuma destas alterações foi identificada nas fêmeas com 20 semanas de idade. Em conclusão, a baixa ingestão de sal na segunda metade da gestação é responsável pelo baixo peso ao nascimento em ambos os sexos. A intolerância à glicose observada na prole adulta ocorreu somente se a dieta hipossódica é dada durante a gestação inteira. Por outro lado, a resistência à insulina em resposta ao consumo de dieta hipossódica durante a gestação está relacionada com o momento em que ocorre este insulto e com o envelhecimento da prole. Também foi observado que alterações na metilação do promotor do gene Igf1 está correlacionado com o baixo peso ao nascimento em resposta a ingestão de dieta hipossódica durante a gestação / It is known that some maternal nutritional alterations during pregnancy are associated with metabolic disorders in adult offspring, such as insulin resistance, type 2 diabetes mellitus, obesity and arterial hypertension. The period of pregnancy in which these nutritional alterations influence adult offspring remains uncertain. Epigenetic changes are proposed to underlie these metabolic disorders. Twelve-week-old female Wistar rats were fed a low-salt (LS - 0.15% NaCl) or normal-salt (NS - 1.3% NaCl) diet since the first day of gestation until delivery or LS during the first (LS10) or second (LS20) half of gestation. Body weight, food and water intake were weekly evaluated during gestation. Blood glucose, insulin (ITT) and glucose (GTT) tolerance tests, HOMA-IR were performed in adult offspring. Gene expression and DNA methylation were mapped using bisulfite treatment evaluated by pyrosequencing in the male and female neonates and adult offspring. Weight gain was lower in LS and LS20 dams than in NS and LS10 dams in the third week of pregnancy. Birth weights were lower in male and female LS20 and LS rats compared with NS and LS10 neonates. HOMA-IR was higher in 12-week-old LS males compared with NS and in 20-week-old male LS10 rats compared with NS and LS20 rats. In 12-week-old LS10 females, HOMA-IR was higher than in LS. Serum insulin levels were higher in 20 week-old LS10 male compared with NS rats and in 12-week-old LS10 female compared to LS rats. The area under the curve of GTT indicated glucose intolerance in 12- and 20-week-old LS male. Methylation of CpG islands of the Insr, Igf1, Igf1r, Ins1 and Ins2 genes in liver in neonates male and female offspring and liver, white adipose tissue and muscle in 20-week-old male offspring were influenced by low-salt intake during pregnancy. None of these alterations was identified in 20-week-old females. In conclusion, low-salt diet consumption in the second half of pregnancy can result in low birth weights in the males and females offspring. Glucose intolerance observed in adult offspring occurred only if low salt intake was given throughout pregnancy. However, insulin resistance in response to low salt intake during pregnancy is related to the time at which this insult occurs and to the age of the offspring. Alterations in the DNA methylation of Igf1 were observed to be correlated with low birth weight in response to low salt feeding during pregnancy

Sabe-se que algumas alterações nutricionais maternas durante o período perinatal estão associadas com doenças metabólicas na vida adulta das proles, tais como diabetes melito tipo 2, resistência à insulina, obesidade e hipertensão arterial. O período da gestação em que estas alterações nutricionais influenciam a prole na idade adulta ainda não está elucidado. Modificações epigenéticas têm sido propostas como mecanismos responsáveis por estas desordens metabólicas. Ratas Wistar de doze semanas de idade foram alimentadas com dieta com conteúdo baixo (HO - 0,15% NaCl) ou normal (NR - 1,3% NaCl) de sódio desde o primeiro dia de gestação até o nascimento da prole ou HO durante a primeira (HO10) ou segunda (HO20) metade da gestação. O peso corpóreo e a ingestão de água e ração foram avaliados semanalmente durante a gestação. Teste de tolerância à insulina (ITT) e à glicose (GTT) e HOMA-IR foram realizados nas proles adultas. Expressão gênica por qRT-PCR e metilação do DNA na região promotora dos genes foram mapeadas utilizando tratamento com bissulfito de sódio e avaliadas por pirosequenciamento. O ganho de peso materno foi menor no HO e HO20 na terceira semana de gestação em comparação com NR e HO10. O peso ao nascimento da prole foi menor em machos e fêmeas dos grupos HO e HO20 em relação ao NR e HO10. O HOMA-IR foi maior nos machos com 12 semanas de idade do grupo HO em comparação com NR e com 20 semanas de idade do grupo HO10 em comparação com NR e HO20. Nas fêmeas com 12 semanas de idade o HOMA-IR foi maior no HO10 comparado com HO. Os níveis de insulina no soro foram maiores tanto nos machos com 20 semanas de idade do grupo HO10 comparado com NR quanto nas fêmeas com 12 semanas de idade do grupo HO10 comparado com HO. A área sob a curva do GTT indicou intolerância à glicose nos machos do grupo HO. A porcentagem de metilação das ilhas CpG no promotor dos genes de Igf1, Igf1r, Ins1, Ins2 e Insr no fígado de machos e fêmeas neonatais e no fígado, tecido adiposo branco e músculo em machos com 20 semanas de idade foi influenciada pela baixa ingestão de sal durante a gestação. Nenhuma destas alterações foi identificada nas fêmeas com 20 semanas de idade. Em conclusão, a baixa ingestão de sal na segunda metade da gestação é responsável pelo baixo peso ao nascimento em ambos os sexos. A intolerância à glicose observada na prole adulta ocorreu somente se a dieta hipossódica é dada durante a gestação inteira. Por outro lado, a resistência à insulina em resposta ao consumo de dieta hipossódica durante a gestação está relacionada com o momento em que ocorre este insulto e com o envelhecimento da prole. Também foi observado que alterações na metilação do promotor do gene Igf1 está correlacionado com o baixo peso ao nascimento em resposta a ingestão de dieta hipossódica durante a gestação / It is known that some maternal nutritional alterations during pregnancy are associated with metabolic disorders in adult offspring, such as insulin resistance, type 2 diabetes mellitus, obesity and arterial hypertension. The period of pregnancy in which these nutritional alterations influence adult offspring remains uncertain. Epigenetic changes are proposed to underlie these metabolic disorders. Twelve-week-old female Wistar rats were fed a low-salt (LS - 0.15% NaCl) or normal-salt (NS - 1.3% NaCl) diet since the first day of gestation until delivery or LS during the first (LS10) or second (LS20) half of gestation. Body weight, food and water intake were weekly evaluated during gestation. Blood glucose, insulin (ITT) and glucose (GTT) tolerance tests, HOMA-IR were performed in adult offspring. Gene expression and DNA methylation were mapped using bisulfite treatment evaluated by pyrosequencing in the male and female neonates and adult offspring. Weight gain was lower in LS and LS20 dams than in NS and LS10 dams in the third week of pregnancy. Birth weights were lower in male and female LS20 and LS rats compared with NS and LS10 neonates. HOMA-IR was higher in 12-week-old LS males compared with NS and in 20-week-old male LS10 rats compared with NS and LS20 rats. In 12-week-old LS10 females, HOMA-IR was higher than in LS. Serum insulin levels were higher in 20 week-old LS10 male compared with NS rats and in 12-week-old LS10 female compared to LS rats. The area under the curve of GTT indicated glucose intolerance in 12- and 20-week-old LS male. Methylation of CpG islands of the Insr, Igf1, Igf1r, Ins1 and Ins2 genes in liver in neonates male and female offspring and liver, white adipose tissue and muscle in 20-week-old male offspring were influenced by low-salt intake during pregnancy. None of these alterations was identified in 20-week-old females. In conclusion, low-salt diet consumption in the second half of pregnancy can result in low birth weights in the males and females offspring. Glucose intolerance observed in adult offspring occurred only if low salt intake was given throughout pregnancy. However, insulin resistance in response to low salt intake during pregnancy is related to the time at which this insult occurs and to the age of the offspring. Alterations in the DNA methylation of Igf1 were observed to be correlated with low birth weight in response to low salt feeding during pregnancy