Probiotic bacteria are live microorganisms, which manifest health benefits in humans. The goal of this work was to characterize rheological properties of probiotic bacteria (Lactobacillus reuteri) formulation in which maltodextrin and sucrose used as excipients. To fulfil the goal, first, thermal, structural and rheological properties of maltodextrin, sucrose solutions and probiotic bacteria slurry were investigated. Probiotic bacteria formulations were prepared by adding probiotic bacteria slurry to maltodextrin and sucrose solutions at different mass fractions. Finally, rheological properties of probiotic bacteria formulations were evaluated. From TGA, the water content of PB slurry including intracellular water found 81%. In DLS, three different types of aggregations of maltodextrin were observed and characteristic size of Probiotic bacteria found 1μm. The optical microscopy results indicate that at the liquid - air interface and in dehydrated state the bacteria are birefringent and arranged in an ordered fashion resembling a nematic phase. Most of the MD, SU and MD+SU solutions show Newtonian behaviour. MD and SU solutions show strong increase of viscosity with increasing concentration. This dependence can be described by using the Spurlin–Martin–Tennent’s model. The viscosities of MD+SU solutions increase with increasing proportion of maltodextrin. The oscillation data of MD and MD+SU solutions can be described by Maxwell model. The viscosities of MD, SU, MD+SU mixed solutions decrease with increasing temperature. This temperature dependency can be described by Arrhenius model of viscosity. At very high concentrations of MD, a deviation from this behaviour is observed. The probiotic bacteria slurry shows shear thinning behaviour at low shear stress and Newtonian behaviour at higher stresses. All probiotic formulations in which probiotic bacteria dispersed in maltodextrin and sucrose solutions show Newtonian behaviour. The viscosities of maltodextrin solutions and MD+SU mixed solutions decrease by addition of probiotic bacteria whereas mixed effects of probiotic bacteria addition on the viscosity of sucrose solutions were observed. The viscosity of probiotic bacteria slurry decreases with increasing temperature, although deviations from this behavior are seen at certain conditions.

O objetivo deste trabalho foi produzir pigmentos em pó a partir dos subprodutos de vinificação da uva tinta, variedade Bordô (Vitis labrusca), através da secagem em spray dryer utilizando maltodextrina como agente carreador. Foram estudados os efeitos das condições de processo sobre algumas propriedades físico-químicas, além da estabilidade e da atividade biológica do material obtido. Extratos etanólicos das cascas e sementes da uva foram obtidos e concentrados até um terço do volume inicial. Este extrato foi então misturado com o agente carreador maltodextrina 10 DE nas concentrações de 10, 20 ou 30% e atomizado em spray dryer, com vazão de alimentação de 44 mL/min e temperaturas do ar de entrada de 130, 150 ou 170°C, num total de nove ensaios. Além disso, foi obtida uma amostra de extrato concentrado liofilizado, sem a presença do agente carreador, para efeito de comparação. Avaliou-se o rendimento do processo de atomização; e para as amostras obtidas determinou-se o teor de umidade, retenção de antocianinas, higroscopicidade e solubilidade em água, a fim de verificar a influência das condições de processo sobre essas características. Estas amostras também foram avaliadas quanto à morfologia, distribuição do tamanho de partículas e isotermas de sorção de umidade. Todas as amostras obtidas (atomizadas e liofilizada) foram avaliadas quanto à cor instrumental, espectroscopia de infravermelho, estabilidade durante a estocagem, presença de compostos bioativos (fenólicos, flavonóides, antocianinas e proantocianidinas), além de atividade antioxidante, antimicrobiana e de inibição da arginase de Leishmania. As condições de processo avaliadas (temperatura de secagem e concentração de agente carreador) tiveram forte influência nas características estudadas. O teor de umidade, a retenção de antocianinas, a morfologia e o tamanho das partículas, foram bastante influenciados pela temperatura de secagem e pela concentração de agente carreador, enquanto que a higroscopicidade sofreu maior influência da concentração de agente carreador. Esse parâmetro também apresentou grande influência nas isotermas de sorção de umidade das amostras. Não houve grande interferência do processo de secagem na composição química do material obtido, evidenciada pelos espectros de infravermelho. Quanto à avaliação da estabilidade durante a estocagem, foi observado que as amostras contendo maltodextrina conservaram mais as antocianinas e a cor, quando comparadas com as amostras sem carreador e os extratos líquidos, indicando, que o processo de secagem e a presença do carreador, promoveram um efeito protetor aos compostos e sua cor. Todas as amostras apresentaram altos teores de flavonóides totais, antocianinas, proantocianidinas e elevados valores de atividade antioxidante variando de 314,06 a 441,04 µmolesTE/g de extrato seco pelo método DPPH e de 993,32 a 1138,68 µmolesTE/g de extrato seco pelo método FRAP. Apresentaram atividade antimicrobiana principalmente contra Staphylococcus aureus e Listeria monocytogenes. Além disso, tiveram grande capacidade de inibir a enzima arginase de Leishmania com porcentagem de inibição variando de 54,60 a 83,43%. Os resultados encontrados sugeriram que o processo de secagem em spray dryer com maltodextrina, dos extratos obtidos dos subprodutos da uva Bordô, produziu pós com diversas características interessantes, como baixa higroscopicidade, alta solubilidade e estabilidade, além de grande potencial biológico. Tais resultados evidenciam que este subproduto da indústria vinícola pode ser aproveitado como fonte natural de ingredientes funcionais. / The aim of this work was to produce powder pigments from grape byproducts of Bordo variety (Vitis labrusca) by spray drying using maltodextrin as carrier agent. The effects of process conditions on some physicochemical properties, stability and biological activity of the product were studied. Ethanol extracts were obtained from grape pomace (skins and seeds) and concentrated to one-third the initial volume. This extract was then mixed with the carrier agent 10 DE maltodextrin at concentrations of 10, 20 or 30% and atomized in a spray dryer, with feed flow rate of 44 mL/min and inlet drying air temperatures of 130, 150 or 170°C a total of nine tests. In addition, a sample of freeze-dried concentrated extract without carrier agent was obtained for comparison. It was evaluated process yield and the samples obtained were initially evaluated for moisture content, anthocyanins retention, hygroscopicity and solubility in water, in order to verify the influence of process conditions on these characteristics. These samples were also evaluated for morphology, particle size distribution and moisture sorption isotherms. All samples (spray-dried powders and freeze-dried extract) were evaluated for instrumental color, infrared spectroscopy, stability during storage, presence of bioactive compounds (phenols, flavonoids, anthocyanins and proanthocyanidins) plus antioxidant activity, antimicrobial activity and inhibition of Leishmania arginase. Process conditions evaluated (inlet drying air temperature and carrier agent concentration) had a strong influence on the characteristics studied. The moisture content, anthocyanin retention, morphology and particle size of the samples were strongly influenced by drying temperature and carrier agent concentration while the hygroscopicity suffered greater influence of the carrier agent concentration. The concentration of carrier agent also had great influence on the moisture sorption isotherms of the samples. There was no significant interference of the drying process on the chemical composition of the material evidenced by infrared spectroscopy. Regarding the evaluation of stability during storage, it was observed that the samples containing maltodextrin, retained much more anthocyanins and original color when compared with the sample without a carrier or liquid extracts, indicating both, the drying process and the presence of carrier, promoted a protective effect to the compounds and its color. All samples showed high levels of flavonoids, anthocyanins, proanthocyanidins and high levels of antioxidant activity ranging from 314.06 to 441.04 µmolTE/g of extract (dry weight), by DPPH and 993.32 to 1138.68 µmolTE/g of extract (dry weight) by FRAP method. Most samples showed antimicrobial activity against Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes. Moreover, had great ability to inhibit the enzyme arginase of Leishmania with inhibition percentage ranging from 54.60 to 83.43%. The results suggest that the drying process of Bordo grape pomace extracts in a spray dryer with maltodextrin, produced powders with various interesting characteristics such as low hygroscopicity, high solubility and stability, and large biological potential. This shows that this byproduct of wine industry can be used as a natural source of functional ingredients.

O objetivo desse trabalho foi obter polpa de guavira desidratada por atomização, utilizando maltodextrina ou goma arábica como agentes carreadores. Inicialmente, avaliou-se a influência das condições de processo, temperatura do ar de secagem (130, 155 e 180) °C e vazão volumétrica da mistura (20 e 40) mL/min, o tipo e concentração de agente carreador (10 e 20) % nas características físicas, físico-químicas e atividade antioxidante do produto obtido. As propriedades analisadas foram umidade, atividade de água, higroscopicidade, solubilidade, cor, distribuição e tamanho médio de partículas, morfologia, compostos fenólicos totais e atividade antioxidante. A temperatura do ar de secagem e a vazão volumétrica de alimentação influenciaram significativamente todas as propriedades da guavira em pó. A umidade e atividade de água apresentaram os menores valores na temperatura intermediária, independentemente do tipo e concentração do carreador usado. A solubilidade das amostras adicionadas de maltodextrina foram superiores às amostras com goma arábica. O aumento da concentração de agente carreador, em geral, proporcionou um aumento no parâmetro L* e diminuição dos parâmetros a* e b*, tornando as amostras mais claras e reduzindo as tonalidades vermelha e amarela. A guavira em pó apresentou coloração próxima do amarelo e marrom, com grande variação nos parâmetros de cor C* e H* em função das diferentes condições de secagem. A distribuição do tamanho de partículas não teve um padrão definido e o tamanho médio das amostras com maltodextrina foram maiores do que as com goma arábica para a temperatura do ar a 130 °C. No entanto, para as outras temperaturas (155 e 180) °C não houve um comportamento específico do tamanho das partículas em função da vazão de alimentação, tipo e ou concentração de agente carreador. A análise de microscopia eletrônica de varredura permitiu observar que as partículas obtidas tanto com maltodextrina como goma arábica apresentaram formato esférico, superfície rugosa e com adesão de partículas menores nas de maior tamanho, sendo que a superfície das partículas com goma arábica também apresentaram concavidades. A atividade antioxidante foi superior quando utilizada a temperatura de secagem intermediária. A partir das condições selecionadas na primeira etapa (temperatura do ar de 155 °C, vazão volumétrica da mistura de 40 mL/min e 10% de maltodextrina ou goma arábica) a polpa de guavira em pó foi caracterizada quanto a temperatura de transição vítrea, as isotermas de adsorção e a estabilidade à estocagem do ácido ascórbico, compostos fenólicos totais e da atividade antioxidante da polpa de guavira em pó produzida por spray drying ao longo de 120 dias. As temperaturas de transição vítrea foram de (25,2 ± 2,7 °C e 31,4 ± 0,4) °C para os pós produzidos com goma arábica e maltodextrina, respectivamente. O modelo de BET apresentou ajuste muito bom (R2>0,99) para descrever o comportamento de sorção de água das amostras nas temperaturas de (20, 30 e 40) °C. A polpa de guavira em pó produzida com goma arábica apresentou maior adsorção de água do que as amostras obtidas com maltodextrina. No estudo da estabilidade, as amostras foram acondicionadas em embalagem de polietileno laminado e armazenadas a 25 °C e umidade relativa de 75%. A embalagem de polietileno laminado foi eficiente na manutenção do teor de ácido ascórbico e atividade antioxidante da guavira em pó por um período de 120 dias, independente do carreador adicionado. O teor de compostos fenólicos para a guavira em pó com goma arábica apresentou uma redução nos primeiros 22 dias, contudo a amostra com maltodextrina manteve-se estável durante 120 dias de armazenamento. / The aim of this work was to obtain dried guavira pulp by spray drying, using maltodextrin or arabic gum as carrier agents. Initially, it was evaluated the influence of the process conditions, inlet air temperature (130, 155 e 180) °C and mixture feed flow rate (20 e 40) mL/min, carrier agent type and concentration (10 e 20) % in physical, physicochemical properties and antioxidant activity of the product. The analyzed properties were moisture content, water activity, higroscopicity, solubility, distribution and average particle size, morphology, total phenolic compounds and antioxidant activity. The inlet air temperature and mixture feed flow significantly influenced all the properties of guavira powder. The moisture content and water activity showed lower values in intermediate temperature, independent of the carrier agent type and concentration. The solubility of the samples with maltodextrin were higher than the samples with arabic gum. Increasing the carrier agent concentration generally resulted in an increase of the parameter L* and a reduction of a* and b* parameters, making lighter samples and reducing the red and yellow hues. The color of the guavira powder presented next to yellow and brown coloring, with great variation in parameters C* and H* depending on the different drying conditions. The size distribution of the particles had no definite pattern and the particles average size of the samples with maltodextrin were higher the samples with arabic gum for the inlet air temperature at 130 °C. However, for the other temperatures (155 and 180) °C there is a specific behavior of the particle size depending of the feed flow rate, carrier agent type and concentration. The scanning electronic microscopic analysis observed that the particles obtained with maltodextrin or arabic gum presented spherical, roughness surface and adhesion of the smaller particles into larger, the particles with arabic gum also presented concavities. The antioxidant activity was higher at intermediate inlet air temperature. From the selected conditions at the first phase (inlet air temperature of 155 °C, feed flow rate of 40 mL/min and 10% of maltodextrina or arabic gum) the guavira pulp powder were evaluated the glass transition temperature, the adsorption isotherms and the storage stability of ascorbic acid and antioxidant activity of the guavira powder produced to over 120 days. The glass transition temperatures were (25,2 ± 2,7 °C e 31,4 ± 0,4) °C for the powder obtained with arabic gum and maltodextrin, respectively. The BET model presented good adjustment (R²>0,99) to describe the water sorption behavior of the samples at test temperatures of (20, 30 e 40) °C. The guavira powder with arabic gum showed higher water adsorption than the samples with maltodextrin. In the stability study, samples were packed in polyethylene-laminated packaging and stored at 25 °C and relative humidity of 75%. The packaging was effective in maintaining ascorbic acid and antioxidant activity of the guavira powder for a period of 120 days for samples with the addition of maltodextrin and gum arabic. The content of phenolic compounds for guavira powder with gum arabic showed a reduction in the first 22 days, but the sample with maltodextrin remained stable for 120 days of storage.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / O mamÃo (Carica papaya L.) à uma fruta tropical conhecida e apreciada mundialmente. Suas caracterÃsticas sensoriais e nutricionais contribuem para a grande aceitabilidade desta fruta. Contudo, no perÃodo pÃs-colheita ocorrem elevadas perdas devido a sua alta perecibilidade. Nesse contexto, a liofilizaÃÃo surge como um processo promissor na desidrataÃÃo de mamÃo, pois à um processo de secagem que contribui para preservar os componentes minerais e vitamÃnicos do alimento. Neste trabalho, aplicou-se o processo de liofilizaÃÃo em polpa de mamÃo Formosa, sendo utilizado para dois dentre os trÃs ensaios estudados o adjuvante de liofilizaÃÃo maltodextrina. Foi avaliada a estabilidade dos pÃs alimentÃcios obtidos atravÃs do estudo das caracterÃsticas fÃsicas, fÃsico-quÃmicas e higroscÃpicas. A liofilizaÃÃo reduziu significativamente os teores de carotenÃides das polpas. Jà os elevados teores de aÃÃcares das polpas foram conservados atà o final do armazenamento dos pÃs obtidos apÃs a liofilizaÃÃo. O aumento da concentraÃÃo do adjuvante propiciou maior retenÃÃo de vitamina C durante o armazenamento, assim como reduziu a higroscopicidade nos pÃs de mamÃo liofilizado, resultando em maior estabilidade da atividade de Ãgua e manutenÃÃo dos nÃveis de umidade. Portanto, evidenciou-se a relevÃncia da maltodextrina como adjuvante do processo de liofilizaÃÃo da polpa de mamÃo Formosa, fornecendo pÃs alimentÃcios mais viÃveis, incluindo o aumento da vida de prateleira desses produtos. / Papaya (Carica papaya L.) is a tropical fruit known and appreciated worldwide. Their sensory and nutritional characteristics contribute to the wide acceptability of this fruit. However, in the post-harvest loss is high due to its highly perishable. In this context, the lyophilization appears as a promising process for dehydration of papaya, because is a drying process that contributes to preserve the vitamin and mineral components of food. In this work, was applied the lyophilization process in Formosa papaya pulp, being used for two of the three trials studied the adjuvant lyophilization maltodextrin. Was evaluated the stability of food powders obtained through of the study of the physical, physico-chemical and hygroscopic characteristics. The lyophilization significantly reduced the carotenoid contents of the pulps. The high sugar contents of the pulps were kept until the end of the storage the powders obtained after lyophilization. The increase in concentration of the adjuvant resulted in higher retention of vitamin C during storage, as well as reduced the hygroscopicity in papaya lyophilized powders, resulting in increased stability of the water activity and maintenance of humidity levels. Therefore, showed the relevance of maltodextrin as an adjuvant to lyophilization of the pulp of Formosa papaya, providing food powders more viable, including increasing the shelf life of these products.

PURPOSE: The purpose of this study is to examine the effects of different types of carbohydrates on blood glucose response in collegiate soccer athletes at rest. This will help to determine the effectiveness of a carbohydrate supplement in providing sustained energy and maintained performance if ingested prior to a soccer match. METHODS: In a cross-over design, 10 female collegiate soccer players (n= 10, age 20.10 ± .99 years, height 65.55 ± 2.77 inches, weight 64.12 ± 8.36 kilograms) from the University of South Florida reported to the laboratory on five separate occasions after an overnight fast. Once a baseline blood glucose measurement was obtained, subjects ingested one of four different carbohydrate beverages (dextrose, maltodextrin, Vitargo®, and waxy maize) and a control (water). Each subject consumed 1 gram of carbohydrate per kilogram body weight in a 7% solution. Order of carbohydrate and control supplements was randomly assigned for each participant. After the subject ingested one of the test beverages blood glucose measurements were taken at the 30, 45, 60, 90, 120, and 180 minute time points (a total of three hours). The same procedures took place during each subject's visit. A series of one-way analysis of variance (ANOVA) were performed using SPSS 19 to determine differences in the blood glucose response at each time point between the carbohydrate supplements. RESULTS: No significant difference existed between treatments for blood glucose levels at baseline. At 30, 45, and 60 minutes, blood glucose concentrations following dextrose, maltodextrin, and Vitargo® ingestion were significantly higher as compared to the placebo ingestion. No significant difference was observed between waxy maize and placebo at these time points. At ninety minutes the blood glucose concentrations for dextrose and Vitargo® were significantly higher than placebo, and at 120 minutes only Vitargo® was significantly higher than the placebo. Finally, at 180 minutes, the blood glucose concentration for waxy maize was significantly higher than all other treatments. CONCLUSION: The main finding of this study was that waxy maize does not observe a sharp increase in blood glucose response following ingestion but maintains an elevated blood glucose concentration over an extended period of time. All other treatments (maltodextrin, dextrose, and Vitargo®) resulted in a significant rise in blood glucose within the first thirty minutes following ingestion.

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.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Atualmente, a preocupaÃÃo com a qualidade de vida tem aumentado a demanda por alimentos que melhorem a saÃde e reduzam os riscos de doenÃas, dentre os quais destacam-se os oligossacarÃdeos prÃ-biÃticos. Nos Ãltimos anos, hà um crescente interesse no desenvolvimento de novos produtos alimentÃcios contendo esses compostos, incluindo-se os sucos de frutas. Desta forma, este trabalho visou à produÃÃo de oligossacarÃdeos prÃ-biÃticos em sucos de frutas e a secagem desses produtos pela tÃcnica de spray-driyng. Para a sÃntese enzimÃtica de oligossacarÃdeos utilizou-se a enzima dextrana-sacarase produzida pelo microorganismo L. mesenteroides B512F e realizou-se um planejamento experimental composto central, variando-se as concentraÃÃes de sacarose e aÃÃcares redutores nos sucos, com os ensaios conduzidos durante 24h a 30ÂC. Os resultados obtidos demonstraram que os sucos de abacaxi, melÃo e laranja apresentaram-se como uma excelente alternativa para a sÃntese de oligossacarÃdeos prÃ-biÃticos com elevados graus de polimerizaÃÃo. Os sucos prÃ-biÃticos obtidos das diferentes frutas submetidos ao processo de Spray Drying, no qual variaram-se os agentes encapsulantes utilizados, maltodextrina e goma arÃbica, assim como, a temperatura do ar de entrada (160 e 180 ÂC). As melhores condiÃÃes de secagem dos sucos de abacaxi, melÃo e laranja prÃ-biÃticos foram verificadas, ao utilizar-se 20% de maltodextrina e temperatura de 180 ÂC. Foram realizadas secagens dos sucos prÃbiÃticos, nas melhores condiÃÃes de secagem previamente determinadas, e observou-se que os pÃs obtidos apresentaram baixos valores para atividade de Ãgua, umidade, higroscopicidade e tempo de reidrataÃÃo, conferindo uma maior estabilidade fisico-quÃmica e microbiolÃgica ao produto, bem como, rÃpido preparo. A atividade antioxidante dos sucos tambÃm foi avaliada e verificou-se uma reduÃÃo neste parÃmetro. Conforme os resultados obtidos, constatou-se que os sucos de abacaxi, melÃo e laranja sÃo excelentes substratos para a obtenÃÃo de uma bebida prÃ-biÃtica inovadora, a apresentar-se na forma lÃquida para consumo imediato ou na forma desidratada, para preparo instantÃneo. / Nowadays, people have been concerned with their quality of life and wellness,increasing the consumption of foods, with prebiotic oligosaccharides, which may improve the health and decrease the disease risks. In recent years, a lot of new foods have been developed with these compounds (prebiotic oligosaccharides)including the fruit juices. The aim of this work was the prebiotic oligosaccharides production in orange, pineapple and melon juices, and their spray drying.The dextransucrase, produced by L. mesenteroides NRRL B-512F, was used for enzymatic synthesis following a central composite experimental design, with sucrose and reducing sugars variation, at 30 ÂC/ 24h. The prebiotic juices obtained were dried by spray drying, varying the maltodextrin and arabic gum concentration (10 and 20%) and the inlet temperatures (160 and 180 ÂC). Pineapple, orange and melon juices showed better results when maltodextrin(20%) and the inlet temperature 180 ÂC were utilized. The juice powders obtained showed low water activity, moisture,higroscopicity and rehydration time. These results give better microbiology and physicochemical stability, as well as, fast preparation. There was a decrease of the antioxidant activity at all products. The fruit juices used demonstrated an excellent way to produce, by enzymatic synthesis, prebiotic oligosaccharides with high polymerization degrees.

O objetivo deste trabalho foi produzir pigmentos em pó a partir dos subprodutos de vinificação da uva tinta, variedade Bordô (Vitis labrusca), através da secagem em spray dryer utilizando maltodextrina como agente carreador. Foram estudados os efeitos das condições de processo sobre algumas propriedades físico-químicas, além da estabilidade e da atividade biológica do material obtido. Extratos etanólicos das cascas e sementes da uva foram obtidos e concentrados até um terço do volume inicial. Este extrato foi então misturado com o agente carreador maltodextrina 10 DE nas concentrações de 10, 20 ou 30% e atomizado em spray dryer, com vazão de alimentação de 44 mL/min e temperaturas do ar de entrada de 130, 150 ou 170°C, num total de nove ensaios. Além disso, foi obtida uma amostra de extrato concentrado liofilizado, sem a presença do agente carreador, para efeito de comparação. Avaliou-se o rendimento do processo de atomização; e para as amostras obtidas determinou-se o teor de umidade, retenção de antocianinas, higroscopicidade e solubilidade em água, a fim de verificar a influência das condições de processo sobre essas características. Estas amostras também foram avaliadas quanto à morfologia, distribuição do tamanho de partículas e isotermas de sorção de umidade. Todas as amostras obtidas (atomizadas e liofilizada) foram avaliadas quanto à cor instrumental, espectroscopia de infravermelho, estabilidade durante a estocagem, presença de compostos bioativos (fenólicos, flavonóides, antocianinas e proantocianidinas), além de atividade antioxidante, antimicrobiana e de inibição da arginase de Leishmania. As condições de processo avaliadas (temperatura de secagem e concentração de agente carreador) tiveram forte influência nas características estudadas. O teor de umidade, a retenção de antocianinas, a morfologia e o tamanho das partículas, foram bastante influenciados pela temperatura de secagem e pela concentração de agente carreador, enquanto que a higroscopicidade sofreu maior influência da concentração de agente carreador. Esse parâmetro também apresentou grande influência nas isotermas de sorção de umidade das amostras. Não houve grande interferência do processo de secagem na composição química do material obtido, evidenciada pelos espectros de infravermelho. Quanto à avaliação da estabilidade durante a estocagem, foi observado que as amostras contendo maltodextrina conservaram mais as antocianinas e a cor, quando comparadas com as amostras sem carreador e os extratos líquidos, indicando, que o processo de secagem e a presença do carreador, promoveram um efeito protetor aos compostos e sua cor. Todas as amostras apresentaram altos teores de flavonóides totais, antocianinas, proantocianidinas e elevados valores de atividade antioxidante variando de 314,06 a 441,04 µmolesTE/g de extrato seco pelo método DPPH e de 993,32 a 1138,68 µmolesTE/g de extrato seco pelo método FRAP. Apresentaram atividade antimicrobiana principalmente contra Staphylococcus aureus e Listeria monocytogenes. Além disso, tiveram grande capacidade de inibir a enzima arginase de Leishmania com porcentagem de inibição variando de 54,60 a 83,43%. Os resultados encontrados sugeriram que o processo de secagem em spray dryer com maltodextrina, dos extratos obtidos dos subprodutos da uva Bordô, produziu pós com diversas características interessantes, como baixa higroscopicidade, alta solubilidade e estabilidade, além de grande potencial biológico. Tais resultados evidenciam que este subproduto da indústria vinícola pode ser aproveitado como fonte natural de ingredientes funcionais. / The aim of this work was to produce powder pigments from grape byproducts of Bordo variety (Vitis labrusca) by spray drying using maltodextrin as carrier agent. The effects of process conditions on some physicochemical properties, stability and biological activity of the product were studied. Ethanol extracts were obtained from grape pomace (skins and seeds) and concentrated to one-third the initial volume. This extract was then mixed with the carrier agent 10 DE maltodextrin at concentrations of 10, 20 or 30% and atomized in a spray dryer, with feed flow rate of 44 mL/min and inlet drying air temperatures of 130, 150 or 170°C a total of nine tests. In addition, a sample of freeze-dried concentrated extract without carrier agent was obtained for comparison. It was evaluated process yield and the samples obtained were initially evaluated for moisture content, anthocyanins retention, hygroscopicity and solubility in water, in order to verify the influence of process conditions on these characteristics. These samples were also evaluated for morphology, particle size distribution and moisture sorption isotherms. All samples (spray-dried powders and freeze-dried extract) were evaluated for instrumental color, infrared spectroscopy, stability during storage, presence of bioactive compounds (phenols, flavonoids, anthocyanins and proanthocyanidins) plus antioxidant activity, antimicrobial activity and inhibition of Leishmania arginase. Process conditions evaluated (inlet drying air temperature and carrier agent concentration) had a strong influence on the characteristics studied. The moisture content, anthocyanin retention, morphology and particle size of the samples were strongly influenced by drying temperature and carrier agent concentration while the hygroscopicity suffered greater influence of the carrier agent concentration. The concentration of carrier agent also had great influence on the moisture sorption isotherms of the samples. There was no significant interference of the drying process on the chemical composition of the material evidenced by infrared spectroscopy. Regarding the evaluation of stability during storage, it was observed that the samples containing maltodextrin, retained much more anthocyanins and original color when compared with the sample without a carrier or liquid extracts, indicating both, the drying process and the presence of carrier, promoted a protective effect to the compounds and its color. All samples showed high levels of flavonoids, anthocyanins, proanthocyanidins and high levels of antioxidant activity ranging from 314.06 to 441.04 µmolTE/g of extract (dry weight), by DPPH and 993.32 to 1138.68 µmolTE/g of extract (dry weight) by FRAP method. Most samples showed antimicrobial activity against Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes. Moreover, had great ability to inhibit the enzyme arginase of Leishmania with inhibition percentage ranging from 54.60 to 83.43%. The results suggest that the drying process of Bordo grape pomace extracts in a spray dryer with maltodextrin, produced powders with various interesting characteristics such as low hygroscopicity, high solubility and stability, and large biological potential. This shows that this byproduct of wine industry can be used as a natural source of functional ingredients.

O objetivo desse trabalho foi obter polpa de guavira desidratada por atomização, utilizando maltodextrina ou goma arábica como agentes carreadores. Inicialmente, avaliou-se a influência das condições de processo, temperatura do ar de secagem (130, 155 e 180) °C e vazão volumétrica da mistura (20 e 40) mL/min, o tipo e concentração de agente carreador (10 e 20) % nas características físicas, físico-químicas e atividade antioxidante do produto obtido. As propriedades analisadas foram umidade, atividade de água, higroscopicidade, solubilidade, cor, distribuição e tamanho médio de partículas, morfologia, compostos fenólicos totais e atividade antioxidante. A temperatura do ar de secagem e a vazão volumétrica de alimentação influenciaram significativamente todas as propriedades da guavira em pó. A umidade e atividade de água apresentaram os menores valores na temperatura intermediária, independentemente do tipo e concentração do carreador usado. A solubilidade das amostras adicionadas de maltodextrina foram superiores às amostras com goma arábica. O aumento da concentração de agente carreador, em geral, proporcionou um aumento no parâmetro L* e diminuição dos parâmetros a* e b*, tornando as amostras mais claras e reduzindo as tonalidades vermelha e amarela. A guavira em pó apresentou coloração próxima do amarelo e marrom, com grande variação nos parâmetros de cor C* e H* em função das diferentes condições de secagem. A distribuição do tamanho de partículas não teve um padrão definido e o tamanho médio das amostras com maltodextrina foram maiores do que as com goma arábica para a temperatura do ar a 130 °C. No entanto, para as outras temperaturas (155 e 180) °C não houve um comportamento específico do tamanho das partículas em função da vazão de alimentação, tipo e ou concentração de agente carreador. A análise de microscopia eletrônica de varredura permitiu observar que as partículas obtidas tanto com maltodextrina como goma arábica apresentaram formato esférico, superfície rugosa e com adesão de partículas menores nas de maior tamanho, sendo que a superfície das partículas com goma arábica também apresentaram concavidades. A atividade antioxidante foi superior quando utilizada a temperatura de secagem intermediária. A partir das condições selecionadas na primeira etapa (temperatura do ar de 155 °C, vazão volumétrica da mistura de 40 mL/min e 10% de maltodextrina ou goma arábica) a polpa de guavira em pó foi caracterizada quanto a temperatura de transição vítrea, as isotermas de adsorção e a estabilidade à estocagem do ácido ascórbico, compostos fenólicos totais e da atividade antioxidante da polpa de guavira em pó produzida por spray drying ao longo de 120 dias. As temperaturas de transição vítrea foram de (25,2 ± 2,7 °C e 31,4 ± 0,4) °C para os pós produzidos com goma arábica e maltodextrina, respectivamente. O modelo de BET apresentou ajuste muito bom (R2>0,99) para descrever o comportamento de sorção de água das amostras nas temperaturas de (20, 30 e 40) °C. A polpa de guavira em pó produzida com goma arábica apresentou maior adsorção de água do que as amostras obtidas com maltodextrina. No estudo da estabilidade, as amostras foram acondicionadas em embalagem de polietileno laminado e armazenadas a 25 °C e umidade relativa de 75%. A embalagem de polietileno laminado foi eficiente na manutenção do teor de ácido ascórbico e atividade antioxidante da guavira em pó por um período de 120 dias, independente do carreador adicionado. O teor de compostos fenólicos para a guavira em pó com goma arábica apresentou uma redução nos primeiros 22 dias, contudo a amostra com maltodextrina manteve-se estável durante 120 dias de armazenamento. / The aim of this work was to obtain dried guavira pulp by spray drying, using maltodextrin or arabic gum as carrier agents. Initially, it was evaluated the influence of the process conditions, inlet air temperature (130, 155 e 180) °C and mixture feed flow rate (20 e 40) mL/min, carrier agent type and concentration (10 e 20) % in physical, physicochemical properties and antioxidant activity of the product. The analyzed properties were moisture content, water activity, higroscopicity, solubility, distribution and average particle size, morphology, total phenolic compounds and antioxidant activity. The inlet air temperature and mixture feed flow significantly influenced all the properties of guavira powder. The moisture content and water activity showed lower values in intermediate temperature, independent of the carrier agent type and concentration. The solubility of the samples with maltodextrin were higher than the samples with arabic gum. Increasing the carrier agent concentration generally resulted in an increase of the parameter L* and a reduction of a* and b* parameters, making lighter samples and reducing the red and yellow hues. The color of the guavira powder presented next to yellow and brown coloring, with great variation in parameters C* and H* depending on the different drying conditions. The size distribution of the particles had no definite pattern and the particles average size of the samples with maltodextrin were higher the samples with arabic gum for the inlet air temperature at 130 °C. However, for the other temperatures (155 and 180) °C there is a specific behavior of the particle size depending of the feed flow rate, carrier agent type and concentration. The scanning electronic microscopic analysis observed that the particles obtained with maltodextrin or arabic gum presented spherical, roughness surface and adhesion of the smaller particles into larger, the particles with arabic gum also presented concavities. The antioxidant activity was higher at intermediate inlet air temperature. From the selected conditions at the first phase (inlet air temperature of 155 °C, feed flow rate of 40 mL/min and 10% of maltodextrina or arabic gum) the guavira pulp powder were evaluated the glass transition temperature, the adsorption isotherms and the storage stability of ascorbic acid and antioxidant activity of the guavira powder produced to over 120 days. The glass transition temperatures were (25,2 ± 2,7 °C e 31,4 ± 0,4) °C for the powder obtained with arabic gum and maltodextrin, respectively. The BET model presented good adjustment (R²>0,99) to describe the water sorption behavior of the samples at test temperatures of (20, 30 e 40) °C. The guavira powder with arabic gum showed higher water adsorption than the samples with maltodextrin. In the stability study, samples were packed in polyethylene-laminated packaging and stored at 25 °C and relative humidity of 75%. The packaging was effective in maintaining ascorbic acid and antioxidant activity of the guavira powder for a period of 120 days for samples with the addition of maltodextrin and gum arabic. The content of phenolic compounds for guavira powder with gum arabic showed a reduction in the first 22 days, but the sample with maltodextrin remained stable for 120 days of storage.

Orientador: Rafael Augustus de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-22T14:02:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martin_LuizGabrielPereira_M.pdf: 2465863 bytes, checksum: 1a0cdd139b75ba72f4fd72913745ee3f (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O cupuaçu (Theobroma grandiflorum Schum.) tipicamente amazônico apresenta polpa ácida (com bastante vitamina C), sabor agradável e de aroma característico. Sua característica exótica vem conquistando cada vez mais adeptos, tendo grande potencial comercial e merecendo a atenção da comunidade científica. A secagem da polpa de cupuaçu por atomização é uma excelente alternativa para conservar e garantir o comércio do fruto em períodos de entressafra. O objetivo deste trabalho é a avaliação da secagem de polpas de cupuaçu comercial e in natura por meio do processo de secagem por atomização, utilizando como agente carreador a maltodextrina 10DE. Inicialmente, foram determinadas as composições centesimais das matérias-primas. Testes preliminares foram realizados para definir a faixa de valores dos parâmetros operacionais utilizados no processo de secagem. A partir disso, um planejamento experimental - delineamento composto central rotacional (DCCR) avaliou a influência das variáveis independentes temperatura de entrada do ar no secador (variando de 90 à 160ºC) e a concentração de maltodextrina (variando de 5 a 30%) nas respostas rendimento de secagem, teor de água, higroscopicidade, atividade de água, vitamina C, pH, açúcares redutores, açúcares totais e cor para ambos os tipos de polpa. Por meio da metodologia de superfície de resposta, foram obtidas as condições otimizadas do processo (temperatura de secagem de 155ºC e 28,2% de maltodextrina) iguais para ambas às polpas. Com isso foi feita a validação dos modelos matemáticos. As partículas obtidas nas condições ótimas foram avaliadas quanto à densidade aparente, densidade absoluta, porosidade, distribuição do tamanho de partícula e microscopia eletrônica de varredura. Os modelos das respostas: teor de água, higroscopicidade, vitamina C, açúcares redutores, açúcares totais e cor, da polpa de cupuaçu comercial foram significativos com coeficiente de determinação R2 de 71,57%, 92,18%, 85,11%, 93,76%, 93,76% e 81%, respectivamente. Para a polpa de cupuaçu in natura foram significativos os modelos das respostas: teor de água, higroscopicidade, rendimento, atividade de água, vitamina C, pH, açúcares redutores, com R2 de 93,83%, 94,23%, 71,33%, 83,99%, 82,27%, 73,66% e 76,44%, respectivamente. As partículas da polpa in natura tiveram densidade menor resultando em uma maior porosidade comparando com a polpa comercial, com diâmetro médio de 9,1 e 8,96 ?m, respectivamente. A morfologia da partícula resultante da amostra in natura apresentou-se com menos aglomerações e com superfícies mais lisas em comparação com a amostra comercial. As partículas produzidas de polpa de cupuaçu in natura foram as que apresentaram maior preservação dos teores de vitamina C e melhor estrutura na encapsulação / Abstract: Cupuassu (Theobroma grandiflorum Schum.) is a typically Amazonian fruit which presents acidic pulp (with enough Vitamin C), pleasant taste and distinctive aroma. Its exotic characteristic is gaining more and more followers, with great commercial potential and deserving the attention of scientific community. Cupuassu pulp spray drying is a great alternative to support and ensure the fruit trade in off-season periods. The objective of this research work is the evaluation of commercial and fresh cupuassu pulp drying by spray drying process, using as maltodextrin 10DE encapsulating agent. Initially, raw materials compositions were analyzed. Preliminary tests were performed in order to set the range of operational parameters which were used in experimental runs. Then, an experimental design - central composite rotational design (CCRD) - was performed to evaluated the influence of independent variables inlet air temperature (ranging from 90 to 160 ºC) and maltodextrin concentration (range 5-30%) on the responses drying yield, moisture content, hygroscopicity, water activity, vitamin C, pH, reducing sugars, total sugars and color for both kind of cupuassu pulp. By response surface methodology, we obtained the optimized process conditions (drying temperature of 155 ºC and 28.2% maltodextrin) which are the same for the both pulps. After that, the mathematical models were validated. The particles obtained in optimum conditions were evaluated for bulk density, absolute density, porosity, and particle size distribution and scanning electron microscopy. For commercial cupuassu pulp, the models of the responses moisture content, hygroscopicity, vitamin C, reducing sugars, total sugars and color were significant with determination coefficient R2 of 71.57%, 92.18%, 85.11%, 93, 76%, 93.76% and 81%, respectively. For fresh cupuassu pulp, the models of responses moisture content, hygroscopicity, yield, water activity, vitamin C, pH, reducing sugars were significant with R2 of 93.83%, 94.23%, 71, 33%, 83.99%, 82.27%, 73.66% and 76.44%, respectively. The powder from the fresh pulp presented lower density resulting in a higher porosity in comparison with the commercial pulp powder, with a mean diameter of 9.1 and 8.96 ?m, respectively. The particle morphology of the fresh pulp powder presented with fewer agglomerated particles and smoother surfaces compared to the commercial pulp powder. The particles produced from fresh cupuassu pulp showed higher preservation of vitamin C and better structure in the encapsulation / Mestrado / Tecnologia Pós-Colheita / Mestre em Engenharia Agrícola