O objetivo do presente trabalho foi melhorar as características sensoriais de uma emulsão alimentícia previamente desenvolvida pelo grupo de pesquisa, elaborada com a cepa probiótica B. animalis Bb-12, inulina e caseínomacropeptídeo (CMP), bem como caracterizar e avaliar a aceitabilidade do produto sob o ponto de vista sensorial, suas características físico-químicas e de textura instrumental durante seu armazenamento refrigerado e verificar a viabilidade da cepa probiótica incorporada à emulsão alimentícia e a sua sobrevivência in vitro a condições gastrointestinais simuladas. Foram preparadas 6 misturas binárias de gordura do leite (GL) (x1) e oleína de palma (OP) (x2) em diferentes proporções, sendo que duas delas correspondiam aos componentes isoladamente. Para as misturas GL:OP, foram determinados a composição em ácidos graxos, o índice de acidez (IA), os comportamentos de cristalização e fusão e a consistência. Adicionalmente, uma margarina comercial (MC) foi analisada como padrão de referência para as emulsões alimentícias potencialmente probióticas desenvolvidas e sua base gordurosa (BGMC) foi analisada como referência para a seleção das misturas GL:OP mais adequadas para a produção das emulsões. Após a seleção das misturas, foram produzidas duas emulsões alimentícias com adição de inulina, CMP e B. animalis Bb-12, que foram monitoradas durante o seu armazenamento a 5 °C no dia 0 (após o processamento) e após 1, 7, 14, 21 e 28 dias. Foram realizadas análises microbiológicas, de pH, teste de sobrevivência às condições gastrointestinais simuladas in vitro, análise de consistência e aceitação sensorial. Aos 35 dias de armazenamento, repetiu-se o ensaio in vitro para posterior extração de DNA do probiótico no produto a fim de comparar os métodos de semeadura em ágar seletivo e de qPCR com e sem tratamento com o agente intercalante de DNA Propidium Monoazide (PMA). Os ácidos palmítico e oleico foram os ácidos graxos mais abundantes nas misturas GL:OP, entre 30 e 34% e entre 10 e 50%, respectivamente. A adição de OP à GL resultou em um retardamento do início da cristalização das misturas binárias GL:OP, devido à interação física resultante da diluição dos triacilglicerois de alto ponto de fusão provenientes da GL. A consistência das misturas binárias GL:OP variou entre 385,9 e 12.172,3 gf/cm2 a 5 °C, sendo que as misturas GL:OP 40:60 e 20:80 apresentaram consistência mais semelhante à da BGMC a 10 °C. Dessa forma, as misturas GL:OP 40:60 e 20:80 foram selecionadas para a produção de emulsões alimentícias por apresentarem comportamento térmico e consistência mais adequados a este fim. Após a produção das formulações, as populações de Bb-12 permaneceram estáveis entre 8 e 9 log UFC/g durante os 28 dias de armazenamento a 5 °C (p>0,05) e sua viabilidade não foi influenciada pela diminuição de pH. Houve uma redução em até 2 ciclos logaritmos da população do probiótico das formulações após 6 horas de simulação gastrointestinal em todos os períodos estudados (7, 14, 21 e 28 dias) (p<0,05). No entanto, o período de armazenamento estudado não influenciou de maneira significativa a taxa de sobrevivência da Bb-12 (p>0.05) e, ao final dos 28 dias, a taxa de sobrevivência foi de 80% para EA 40:60 e 75% para a EA 20:80. Os métodos de semeadura convencional e de qPCR com PMA mostraram correlação positiva em quase todas as fases do ensaio in vitro. Contudo, a formulação EA 40:60 apresentou maiores contagens de células viáveis em qPCR com PMA, comparado ao método convencional em ágar. A aceitação sensorial das emulsões tiveram notas semelhantes, com notas entre 6,2 e 6,9, o que significa \"gostei ligeiramente\". As consistências das formulações variaram de 213,3 a 2466,6 gf/cm2 entre 5 e 15 °C. Os resultados obtidos sugerem que a formulação EA 40:60 pode ser considerada a melhor formulação, uma vez que revelou características tecnológicas mais vantajosas e boa viabilidade do probiótico e sobrevivência ao estresse gastrointestinal, além de ter apresentado melhor aceitabilidade sensorial. / The purpose of this study was to improve the sensory attributes of a tablespread previously developed by our research group, supplemented with the probiotic strain Bifidobacterium animalis Bb-12, besides inulin, and caseinomacropeptide, as well as to evaluate the product sensory acceptance, its physico-chemical and instrumental texture profile during refrigerated storage, and to verify the viability of the probiotic incorporated into the tablespread and its in vitro survival under conditions simulating the gastrointestinal tract during storage. Six binary blends of milk fat (MF) (x1) and palm olein (PO) (x2) were prepared in different proportions, whith two samples representing the pure components and four corresponding to binary blends, The fatty acid composition, free fatty acids, crystallization, and melting behaviors, and consistency analyses were performed for all MF:PO blends. Additionally, a commercial margarine (CM) was analyzed as a reference standard to the potentially probiotic tablespreads to be developed and its lipid base (CMLB) was analyzed as a reference for the selection of the MF:PO blends most suitable for the tablespreads preparation. Then, two MF:PO blends were selected to produce two tablespreads with Bb-12, inulin, and caseinomacropeptide, which were monitored during storage at 5 °C in time 0 (after processing), and after 1, 7, 14, 21, and 28 days. Microbiology assays, pH test, in vitro gastrointestinal survival, consistency, and sensory acceptance were performed. After 35 days of storage, the in vitro simulated gastrointestinal assay was repeated for subsequent probiotic DNA extraction in the food matrix in order to compare the different methods, including plate count and species-specific qPCR combined with the use of the Propidium Monoazide (PMA). All the MF:PO blends showed high concentration of palmitic and oleic acids, in the range between 30-34% and 10-50%, respectively. The addition of PO into MF resulted in an onset crystallization temperature delay for the MF:PO blends due to a physical interaction resulting from the MF high melting point triacylglycerol dilution. The consistency of the MF:PO blends varied between 385.9 and 12.172 gf/cm2 at 5 °C and 40:60 and 20:80 MF:PO blends presented consistency similar to (CMLB) at 10 °C. Thus, the 40:60 and 20:80 MF:PO blends were selected for the production of tablespreads, for presenting thermal behavior and consistency most suitable for this purpose. Following the tablespreads production, the Bb-12 populations remained stable ranging from 8 to 9 cfu/g throughout 28 days of storage at 5 °C (p>0.05) and their viability was not influenced by pH reduction. There was a decrease of up to 2 log cfu/g of the probiotic populations after 6 h of simulated gastrointestinal in vitro assay during all the studied periods (7, 14, 21, and 28 days) (p<0.05). On the other hand, the storage period did not significantly influence the survival rate of Bb-12 (p>0.05) and after 28 days the tablespreads TS 40:60 and 20:80 showed values of 80 and 75%, respectively. The different methods, count plate and qPCR with PMA, showed positive correlation in almost all steps of the in vitro assay. However, the tablespread TS 40:60 presented higher viable cell counts with the qPCR with PMA, when compared to the conventional plating method. The tablespreads sensory acceptability presented similar scores, ranging from 6.2 to 6.9, with consistency between 213.3 and 2,466.6 gf/cm2 between 5 and 15 °C. Therefore, the results obtained suggest that the TS40:60 tablespread may be considered the best formulation due the good technological parameters and good probiotic viability and survival under in vitro simulated gastrointestinal stress, besides presenting the highest sensory acceptance.

O presente projeto teve como objetivo selecionar lipases comerciais para a interesterificação enzimática da gordura do leite com óleo de soja visando à obtenção de produto enriquecido com ácidos graxos essenciais. Foram testadas lipases de diferentes fontes microbianas (Aspergillus niger, Mucor javanicus, Rhizopus oryzae, Candida rugosa, Penicillium roqueforti e Rhizomucor miehei) imobilizadas em matriz híbrida polissiloxano-álcool polivinílico (POS-PVA) previamente caracterizada quanto às suas propriedades físicoquímicas e morfológicas. Tanto as enzimas livres como imobilizadas, foram inicialmente caracterizadas com relação às suas atividades hidrolítica e de esterificação. Em função da alta complexidade das matérias-primas \"gordura do leite e óleo de soja\", optou-se pela triagem inicial da enzima em um sistema reacional modelo de interesterificação. Como reagentes de partida, foram escolhidos tripalmitina e trioleína, uma vez que os ácidos graxos palmítico e oléico estão presentes em grande quantidade nos triglicerídeos que compõem as matériasprimas de interesse. Assim, as lipases imobilizadas no suporte POS-PVA foram empregadas na catálise de reações de interesterificação no sistema modelo empregando-se hexano como solvente. O valor mais elevado de rendimento de interesterificação (31%) foi obtido com o emprego da lipase de Rhizopus oryzae (L036P), sendo esta enzima selecionada para continuidade do trabalho. Testes adicionais foram efetuados para verificar a influência da concentração de trioleína e tripalmitina no rendimento da reação. Neste caso, o melhor resultado foi alcançado no substrato equimolar de tripalmitina e trioleína (40mM), para o qual observou-se um rendimento de interesterificação de 45%, em 24 h de reação. O sistema imobilizado selecionado foi caracterizado quanto às suas propriedades físico-químicas e de estabilidade, empregando-se técnicas como difratometria de raios-X e espectroscopia no infravermelho. Foi observada boa estabilidade à estocagem, mantendo-se 100% da atividade hidrolítica inicial após 120 dias de armazenamento. Finalmente, foram realizados testes de interesterificação da gordura do leite com óleo de soja sendo que, de maneira geral, a lipase de Rhizopus oryzae imobilizada em POS-PVA promoveu o aumento na concentração dos triglicerídeos C26-C34 e C46-C50, e diminuição dos triglicerídeos C38, C44 e C54, obtendo-se 12% de rendimento de interesterificação. A análise de textura do meio reacional e do produto interesterificado mostrou que a simples mistura física de óleo de soja com a gordura do leite provocou uma diminuição de mais de 50% na consistência desta gordura. Após a reação de interesterificação, o produto obtido apresentou redução de aproximadamente 24 % na consistência em relação à da mistura física das matérias-primas, devido à incorporação dos ácidos graxos insaturados do óleo de soja nos triglicerídeos presentes na gordura do leite, e à formação de mono e diglicerídeos devida à hidrólise parcial das matérias-primas. Assim, os resultados promissores obtidos com o uso da lipase de Rhizopus oryzae (L036) imobilizada em POS-PVA, tanto na reação modelo de interesterificação de tripalmitina com trioleína quanto nas matérias-primas lipídicas, possibilitaram a seleção deste sistema enzimático visando ao seu emprego no bioprocesso de interesse. / The objective of this work was to select a commercial lipase for enzymatic interesterification of milkfat with soybean to obtain a product enriched with essential fatty acids. Lipases from different microbial sources (Aspergillus niger, Mucor javanicus, Rhizopus oryzae, Candida rugosa, Penicillium roqueforti, Rhizomucor miehei) were immobilized on polysiloxane- polyvinyl alcohol hybrid matrix (POS-PVA) previously characterized in relation to its physico-chemical and morphological properties. All lipase preparations in both free and immobilized forms were initially characterized, regarding their hydrolytic and esterification activities. Owing to the high complexity of the raw materials \"milkfat and soybean oi\", the lipase screening assay was carried out using a model interesterification system consisted of tripalmitin and triolein. These triglycerides were chosen as starting materials since palmitic and oleic fatty acids are present at high amount proportions in the raw materials. Thus, immobilized lipase derivatives on POS-PVA were used to catalyze the interesterification of tripalmitin with triolein in the presence of hexane as solvent. The highest interesterification (31%) was obtained using the lipase from Rhizopus oryzae (L036P) and therefore, this enzyme was selected for continuing the work. Additional tests were performed to verify the influence of the molar ratio between triolein and tripalmitin in the reaction yield. The best result was achieved for the substrate containing equimolar amounts of tripalmitin and triolein (40 mM), attaining 45% of interesterification yield at 24 h reaction. The selected immobilized system was characterized in relation to its physico-chemical and stability properties using techniques as X-ray difractometry and IR spectroscopy. High stability was found for the immobilized lipase that maintained full original activity after 120 days storage at 4?C. Finally, interesterification tests of milkfat with soybean oil were carried out, and the use of Rhizopus oryzae lipase immobilized in POS-PVA increased the concentration of the triglycerides C26- C34 and C46-C50, and decreased the concentration of the triglycerides C38, C44 and C54, which corresponded to 12% of interesterification yield. The texture analysis of both reaction medium and interesterified product showed that simple physical blend of soybean oil with milk fat reduced more than 50% the milkfat consistency. After the interesterification reaction, the obtained product showed even lower consistency (24% reduction) in comparison with the physical raw materials blend, due to the incorporation of unsaturated fatty acids from soybean oil in the triglycerides of milkfat, and to the formation of mono and diglycerides resulting from partial hydrolysis of the raw materials. Thus, the promising results obtained using Rhizopus oryzae lipase (L036P) immobilized on POS-PVA, both in the model interesterification reaction of tripalmitin with triolein and in the lipid raw materials, indicated the suitability of the selected immobilized derivative to be applied in the proposed bioprocess.

O presente projeto teve como objetivo selecionar lipases comerciais para a interesterificação enzimática da gordura do leite com óleo de soja visando à obtenção de produto enriquecido com ácidos graxos essenciais. Foram testadas lipases de diferentes fontes microbianas (Aspergillus niger, Mucor javanicus, Rhizopus oryzae, Candida rugosa, Penicillium roqueforti e Rhizomucor miehei) imobilizadas em matriz híbrida polissiloxano-álcool polivinílico (POS-PVA) previamente caracterizada quanto às suas propriedades físicoquímicas e morfológicas. Tanto as enzimas livres como imobilizadas, foram inicialmente caracterizadas com relação às suas atividades hidrolítica e de esterificação. Em função da alta complexidade das matérias-primas \"gordura do leite e óleo de soja\", optou-se pela triagem inicial da enzima em um sistema reacional modelo de interesterificação. Como reagentes de partida, foram escolhidos tripalmitina e trioleína, uma vez que os ácidos graxos palmítico e oléico estão presentes em grande quantidade nos triglicerídeos que compõem as matériasprimas de interesse. Assim, as lipases imobilizadas no suporte POS-PVA foram empregadas na catálise de reações de interesterificação no sistema modelo empregando-se hexano como solvente. O valor mais elevado de rendimento de interesterificação (31%) foi obtido com o emprego da lipase de Rhizopus oryzae (L036P), sendo esta enzima selecionada para continuidade do trabalho. Testes adicionais foram efetuados para verificar a influência da concentração de trioleína e tripalmitina no rendimento da reação. Neste caso, o melhor resultado foi alcançado no substrato equimolar de tripalmitina e trioleína (40mM), para o qual observou-se um rendimento de interesterificação de 45%, em 24 h de reação. O sistema imobilizado selecionado foi caracterizado quanto às suas propriedades físico-químicas e de estabilidade, empregando-se técnicas como difratometria de raios-X e espectroscopia no infravermelho. Foi observada boa estabilidade à estocagem, mantendo-se 100% da atividade hidrolítica inicial após 120 dias de armazenamento. Finalmente, foram realizados testes de interesterificação da gordura do leite com óleo de soja sendo que, de maneira geral, a lipase de Rhizopus oryzae imobilizada em POS-PVA promoveu o aumento na concentração dos triglicerídeos C26-C34 e C46-C50, e diminuição dos triglicerídeos C38, C44 e C54, obtendo-se 12% de rendimento de interesterificação. A análise de textura do meio reacional e do produto interesterificado mostrou que a simples mistura física de óleo de soja com a gordura do leite provocou uma diminuição de mais de 50% na consistência desta gordura. Após a reação de interesterificação, o produto obtido apresentou redução de aproximadamente 24 % na consistência em relação à da mistura física das matérias-primas, devido à incorporação dos ácidos graxos insaturados do óleo de soja nos triglicerídeos presentes na gordura do leite, e à formação de mono e diglicerídeos devida à hidrólise parcial das matérias-primas. Assim, os resultados promissores obtidos com o uso da lipase de Rhizopus oryzae (L036) imobilizada em POS-PVA, tanto na reação modelo de interesterificação de tripalmitina com trioleína quanto nas matérias-primas lipídicas, possibilitaram a seleção deste sistema enzimático visando ao seu emprego no bioprocesso de interesse. / The objective of this work was to select a commercial lipase for enzymatic interesterification of milkfat with soybean to obtain a product enriched with essential fatty acids. Lipases from different microbial sources (Aspergillus niger, Mucor javanicus, Rhizopus oryzae, Candida rugosa, Penicillium roqueforti, Rhizomucor miehei) were immobilized on polysiloxane- polyvinyl alcohol hybrid matrix (POS-PVA) previously characterized in relation to its physico-chemical and morphological properties. All lipase preparations in both free and immobilized forms were initially characterized, regarding their hydrolytic and esterification activities. Owing to the high complexity of the raw materials \"milkfat and soybean oi\", the lipase screening assay was carried out using a model interesterification system consisted of tripalmitin and triolein. These triglycerides were chosen as starting materials since palmitic and oleic fatty acids are present at high amount proportions in the raw materials. Thus, immobilized lipase derivatives on POS-PVA were used to catalyze the interesterification of tripalmitin with triolein in the presence of hexane as solvent. The highest interesterification (31%) was obtained using the lipase from Rhizopus oryzae (L036P) and therefore, this enzyme was selected for continuing the work. Additional tests were performed to verify the influence of the molar ratio between triolein and tripalmitin in the reaction yield. The best result was achieved for the substrate containing equimolar amounts of tripalmitin and triolein (40 mM), attaining 45% of interesterification yield at 24 h reaction. The selected immobilized system was characterized in relation to its physico-chemical and stability properties using techniques as X-ray difractometry and IR spectroscopy. High stability was found for the immobilized lipase that maintained full original activity after 120 days storage at 4?C. Finally, interesterification tests of milkfat with soybean oil were carried out, and the use of Rhizopus oryzae lipase immobilized in POS-PVA increased the concentration of the triglycerides C26- C34 and C46-C50, and decreased the concentration of the triglycerides C38, C44 and C54, which corresponded to 12% of interesterification yield. The texture analysis of both reaction medium and interesterified product showed that simple physical blend of soybean oil with milk fat reduced more than 50% the milkfat consistency. After the interesterification reaction, the obtained product showed even lower consistency (24% reduction) in comparison with the physical raw materials blend, due to the incorporation of unsaturated fatty acids from soybean oil in the triglycerides of milkfat, and to the formation of mono and diglycerides resulting from partial hydrolysis of the raw materials. Thus, the promising results obtained using Rhizopus oryzae lipase (L036P) immobilized on POS-PVA, both in the model interesterification reaction of tripalmitin with triolein and in the lipid raw materials, indicated the suitability of the selected immobilized derivative to be applied in the proposed bioprocess.

O objetivo do presente trabalho foi melhorar as características sensoriais de uma emulsão alimentícia previamente desenvolvida pelo grupo de pesquisa, elaborada com a cepa probiótica B. animalis Bb-12, inulina e caseínomacropeptídeo (CMP), bem como caracterizar e avaliar a aceitabilidade do produto sob o ponto de vista sensorial, suas características físico-químicas e de textura instrumental durante seu armazenamento refrigerado e verificar a viabilidade da cepa probiótica incorporada à emulsão alimentícia e a sua sobrevivência in vitro a condições gastrointestinais simuladas. Foram preparadas 6 misturas binárias de gordura do leite (GL) (x1) e oleína de palma (OP) (x2) em diferentes proporções, sendo que duas delas correspondiam aos componentes isoladamente. Para as misturas GL:OP, foram determinados a composição em ácidos graxos, o índice de acidez (IA), os comportamentos de cristalização e fusão e a consistência. Adicionalmente, uma margarina comercial (MC) foi analisada como padrão de referência para as emulsões alimentícias potencialmente probióticas desenvolvidas e sua base gordurosa (BGMC) foi analisada como referência para a seleção das misturas GL:OP mais adequadas para a produção das emulsões. Após a seleção das misturas, foram produzidas duas emulsões alimentícias com adição de inulina, CMP e B. animalis Bb-12, que foram monitoradas durante o seu armazenamento a 5 °C no dia 0 (após o processamento) e após 1, 7, 14, 21 e 28 dias. Foram realizadas análises microbiológicas, de pH, teste de sobrevivência às condições gastrointestinais simuladas in vitro, análise de consistência e aceitação sensorial. Aos 35 dias de armazenamento, repetiu-se o ensaio in vitro para posterior extração de DNA do probiótico no produto a fim de comparar os métodos de semeadura em ágar seletivo e de qPCR com e sem tratamento com o agente intercalante de DNA Propidium Monoazide (PMA). Os ácidos palmítico e oleico foram os ácidos graxos mais abundantes nas misturas GL:OP, entre 30 e 34% e entre 10 e 50%, respectivamente. A adição de OP à GL resultou em um retardamento do início da cristalização das misturas binárias GL:OP, devido à interação física resultante da diluição dos triacilglicerois de alto ponto de fusão provenientes da GL. A consistência das misturas binárias GL:OP variou entre 385,9 e 12.172,3 gf/cm2 a 5 °C, sendo que as misturas GL:OP 40:60 e 20:80 apresentaram consistência mais semelhante à da BGMC a 10 °C. Dessa forma, as misturas GL:OP 40:60 e 20:80 foram selecionadas para a produção de emulsões alimentícias por apresentarem comportamento térmico e consistência mais adequados a este fim. Após a produção das formulações, as populações de Bb-12 permaneceram estáveis entre 8 e 9 log UFC/g durante os 28 dias de armazenamento a 5 °C (p>0,05) e sua viabilidade não foi influenciada pela diminuição de pH. Houve uma redução em até 2 ciclos logaritmos da população do probiótico das formulações após 6 horas de simulação gastrointestinal em todos os períodos estudados (7, 14, 21 e 28 dias) (p<0,05). No entanto, o período de armazenamento estudado não influenciou de maneira significativa a taxa de sobrevivência da Bb-12 (p>0.05) e, ao final dos 28 dias, a taxa de sobrevivência foi de 80% para EA 40:60 e 75% para a EA 20:80. Os métodos de semeadura convencional e de qPCR com PMA mostraram correlação positiva em quase todas as fases do ensaio in vitro. Contudo, a formulação EA 40:60 apresentou maiores contagens de células viáveis em qPCR com PMA, comparado ao método convencional em ágar. A aceitação sensorial das emulsões tiveram notas semelhantes, com notas entre 6,2 e 6,9, o que significa \"gostei ligeiramente\". As consistências das formulações variaram de 213,3 a 2466,6 gf/cm2 entre 5 e 15 °C. Os resultados obtidos sugerem que a formulação EA 40:60 pode ser considerada a melhor formulação, uma vez que revelou características tecnológicas mais vantajosas e boa viabilidade do probiótico e sobrevivência ao estresse gastrointestinal, além de ter apresentado melhor aceitabilidade sensorial. / The purpose of this study was to improve the sensory attributes of a tablespread previously developed by our research group, supplemented with the probiotic strain Bifidobacterium animalis Bb-12, besides inulin, and caseinomacropeptide, as well as to evaluate the product sensory acceptance, its physico-chemical and instrumental texture profile during refrigerated storage, and to verify the viability of the probiotic incorporated into the tablespread and its in vitro survival under conditions simulating the gastrointestinal tract during storage. Six binary blends of milk fat (MF) (x1) and palm olein (PO) (x2) were prepared in different proportions, whith two samples representing the pure components and four corresponding to binary blends, The fatty acid composition, free fatty acids, crystallization, and melting behaviors, and consistency analyses were performed for all MF:PO blends. Additionally, a commercial margarine (CM) was analyzed as a reference standard to the potentially probiotic tablespreads to be developed and its lipid base (CMLB) was analyzed as a reference for the selection of the MF:PO blends most suitable for the tablespreads preparation. Then, two MF:PO blends were selected to produce two tablespreads with Bb-12, inulin, and caseinomacropeptide, which were monitored during storage at 5 °C in time 0 (after processing), and after 1, 7, 14, 21, and 28 days. Microbiology assays, pH test, in vitro gastrointestinal survival, consistency, and sensory acceptance were performed. After 35 days of storage, the in vitro simulated gastrointestinal assay was repeated for subsequent probiotic DNA extraction in the food matrix in order to compare the different methods, including plate count and species-specific qPCR combined with the use of the Propidium Monoazide (PMA). All the MF:PO blends showed high concentration of palmitic and oleic acids, in the range between 30-34% and 10-50%, respectively. The addition of PO into MF resulted in an onset crystallization temperature delay for the MF:PO blends due to a physical interaction resulting from the MF high melting point triacylglycerol dilution. The consistency of the MF:PO blends varied between 385.9 and 12.172 gf/cm2 at 5 °C and 40:60 and 20:80 MF:PO blends presented consistency similar to (CMLB) at 10 °C. Thus, the 40:60 and 20:80 MF:PO blends were selected for the production of tablespreads, for presenting thermal behavior and consistency most suitable for this purpose. Following the tablespreads production, the Bb-12 populations remained stable ranging from 8 to 9 cfu/g throughout 28 days of storage at 5 °C (p>0.05) and their viability was not influenced by pH reduction. There was a decrease of up to 2 log cfu/g of the probiotic populations after 6 h of simulated gastrointestinal in vitro assay during all the studied periods (7, 14, 21, and 28 days) (p<0.05). On the other hand, the storage period did not significantly influence the survival rate of Bb-12 (p>0.05) and after 28 days the tablespreads TS 40:60 and 20:80 showed values of 80 and 75%, respectively. The different methods, count plate and qPCR with PMA, showed positive correlation in almost all steps of the in vitro assay. However, the tablespread TS 40:60 presented higher viable cell counts with the qPCR with PMA, when compared to the conventional plating method. The tablespreads sensory acceptability presented similar scores, ranging from 6.2 to 6.9, with consistency between 213.3 and 2,466.6 gf/cm2 between 5 and 15 °C. Therefore, the results obtained suggest that the TS40:60 tablespread may be considered the best formulation due the good technological parameters and good probiotic viability and survival under in vitro simulated gastrointestinal stress, besides presenting the highest sensory acceptance.

Master of Science

O consumidor está se tornando mais consciente da relação entre alimentação e doenças, o que tem impulsionado as pesquisas na área de alimentos funcionais e seus efeitos no organismo. As gorduras são um importante componente da dieta humana, porém a dieta ocidental apresenta um desequilíbrio quanto ao tipo de gordura consumida. As gorduras saturadas são consumidas em grande quantidade, o que pode provocar doenças cardiovasculares, que atualmente constituem a principal causa de morte no Brasil. O consumo de manteiga, cujo componente mais abundante é a gordura do leite, vem caindo muito pois a gordura do leite é altamente saturada, mas tem sabor muito agradável e é muito apreciada pelo consumidor. Além disso, a margarina surgiu como um substituto que apresenta melhor espalhabilidade à temperatura de refrigeração. Assim, os objetivos do trabalho são: desenvolver uma base gordurosa que utilize a gordura do leite, mantenha as qualidades inerentes da manteiga, mas que apresente maior espalhabilidade e contenha maiores teores de ácidos graxos w-6. Para isso, foi adicionado à gordura do leite o óleo de milho, que apresenta alto teor de ácidos graxos poliinsaturados, e as misturas foram submetidas à interesterificação química. Foram avaliadas as interações que ocorreram nestas misturas binárias antes e depois da reação. As misturas foram analisadas quanto a acidez, composição em ácidos graxos e triacilgliceróis, índices de iodo e saponificação, ponto de amolecimento, consistência, conteúdo de gordura sólida, curvas de solidificação, cinética de cristalização, estrutura cristalina e dimensão fractal. Foi utilizado como catalisador da reação química o metóxido de sódio, em proporção de 0,5%. A reação foi realizada à temperatura de 65 a 70ºC por uma hora. Foram obtidos lipídeos estruturados contendo teores de até 22% de ácidos graxos poliinsaturados w-6 pela adição de até 40% óleo de milho à gordura do leite, que originalmente possuía apenas cerca de 2%. Os coeficientes obtidos para as propriedades de consistência e conteúdo de gordura sólida relativos às interações entre as gorduras foram sempre negativos, demonstrando efeito antagônico, característico de interações monotéticas entre as gorduras. A mistura contendo 70% de gordura do leite e 30% de óleo de milho apresentou plasticidade própria de um spread, propriedade que foi melhorada com a reação de interesterificação. A adição de óleo de milho não provocou mudanças substanciais na estrutura da rede cristalina da gordura do leite, apenas diminuiu a quantidade de gordura cristalizada. / Consumer is becoming increasingly aware of the dependence of human health on proper nutrition, what has impelled researches in the field of functional foods and its effects on human metabolism. Fats are an important component of the diet, but ocidental diet can not be considered balanced as for the type of fat consumed. Saturated fats are consumed in great amounts, what can lead to cardiovascular diseases, the main death cause in Brazil. The consumption of butter, which principal component is milkfat, has been declining due to milkfat’s high degree of saturation, although it has a very pleasant flavor and is very appreciated by consumer. Besides, margarine appeared as a substitute that presents more spreadability at refrigeration temperature. The objective of this study was to develop a blend based on milkfat, that keeps the inherent qualities of butter but presents better spreadability and higher contents of w-6 fatty acids. Milkfat was blended with corn oil, a vegetable oil that contains high levels of polyunsaturated fatty acids, and the blends were submitted to chemical interesterification. The interactions between the two fats before and after interesterification were evaluated. The blends were analyzed as for free fatty acids, fatty acid and triacylglycerol composition, iodine and saponification values, softening point, consistency, solid fat content, crystallization kinetics, crystalline structure, and fractal dimension. Sodium methoxide (0,5% w/w) was used as catalyst for chemical interesterification. The reaction was undertaken at 65-70ºC for one hour. Structured lipids containing up to 22% of polyunsaturated fatty acids were obtained with the addition of up to 40% of corn oil to milkfat, which originally had only about 2%. The coefficients related to the interactions between the two fats were always negative for consistency and solid fat content, revealing an antagonistic effect, characteristic of monotectic interactions between fats. The blend containing 70% of milkfat and 30% of corn oil presented good plasticity for a spread. This property was improved by interesterification. The addition of corn oil did not cause substantial changes on the crystalline structure of milkfat, but only decreased the content of crystallized fat.

O consumidor está se tornando mais consciente da relação entre alimentação e doenças, o que tem impulsionado as pesquisas na área de alimentos funcionais e seus efeitos no organismo. As gorduras são um importante componente da dieta humana, porém a dieta ocidental apresenta um desequilíbrio quanto ao tipo de gordura consumida. As gorduras saturadas são consumidas em grande quantidade, o que pode provocar doenças cardiovasculares, que atualmente constituem a principal causa de morte no Brasil. O consumo de manteiga, cujo componente mais abundante é a gordura do leite, vem caindo muito pois a gordura do leite é altamente saturada, mas tem sabor muito agradável e é muito apreciada pelo consumidor. Além disso, a margarina surgiu como um substituto que apresenta melhor espalhabilidade à temperatura de refrigeração. Assim, os objetivos do trabalho são: desenvolver uma base gordurosa que utilize a gordura do leite, mantenha as qualidades inerentes da manteiga, mas que apresente maior espalhabilidade e contenha maiores teores de ácidos graxos w-6. Para isso, foi adicionado à gordura do leite o óleo de milho, que apresenta alto teor de ácidos graxos poliinsaturados, e as misturas foram submetidas à interesterificação química. Foram avaliadas as interações que ocorreram nestas misturas binárias antes e depois da reação. As misturas foram analisadas quanto a acidez, composição em ácidos graxos e triacilgliceróis, índices de iodo e saponificação, ponto de amolecimento, consistência, conteúdo de gordura sólida, curvas de solidificação, cinética de cristalização, estrutura cristalina e dimensão fractal. Foi utilizado como catalisador da reação química o metóxido de sódio, em proporção de 0,5%. A reação foi realizada à temperatura de 65 a 70ºC por uma hora. Foram obtidos lipídeos estruturados contendo teores de até 22% de ácidos graxos poliinsaturados w-6 pela adição de até 40% óleo de milho à gordura do leite, que originalmente possuía apenas cerca de 2%. Os coeficientes obtidos para as propriedades de consistência e conteúdo de gordura sólida relativos às interações entre as gorduras foram sempre negativos, demonstrando efeito antagônico, característico de interações monotéticas entre as gorduras. A mistura contendo 70% de gordura do leite e 30% de óleo de milho apresentou plasticidade própria de um spread, propriedade que foi melhorada com a reação de interesterificação. A adição de óleo de milho não provocou mudanças substanciais na estrutura da rede cristalina da gordura do leite, apenas diminuiu a quantidade de gordura cristalizada. / Consumer is becoming increasingly aware of the dependence of human health on proper nutrition, what has impelled researches in the field of functional foods and its effects on human metabolism. Fats are an important component of the diet, but ocidental diet can not be considered balanced as for the type of fat consumed. Saturated fats are consumed in great amounts, what can lead to cardiovascular diseases, the main death cause in Brazil. The consumption of butter, which principal component is milkfat, has been declining due to milkfat’s high degree of saturation, although it has a very pleasant flavor and is very appreciated by consumer. Besides, margarine appeared as a substitute that presents more spreadability at refrigeration temperature. The objective of this study was to develop a blend based on milkfat, that keeps the inherent qualities of butter but presents better spreadability and higher contents of w-6 fatty acids. Milkfat was blended with corn oil, a vegetable oil that contains high levels of polyunsaturated fatty acids, and the blends were submitted to chemical interesterification. The interactions between the two fats before and after interesterification were evaluated. The blends were analyzed as for free fatty acids, fatty acid and triacylglycerol composition, iodine and saponification values, softening point, consistency, solid fat content, crystallization kinetics, crystalline structure, and fractal dimension. Sodium methoxide (0,5% w/w) was used as catalyst for chemical interesterification. The reaction was undertaken at 65-70ºC for one hour. Structured lipids containing up to 22% of polyunsaturated fatty acids were obtained with the addition of up to 40% of corn oil to milkfat, which originally had only about 2%. The coefficients related to the interactions between the two fats were always negative for consistency and solid fat content, revealing an antagonistic effect, characteristic of monotectic interactions between fats. The blend containing 70% of milkfat and 30% of corn oil presented good plasticity for a spread. This property was improved by interesterification. The addition of corn oil did not cause substantial changes on the crystalline structure of milkfat, but only decreased the content of crystallized fat.

As características nutricionais de produtos alimentícios têm sido cada vez mais valorizadas pelo mercado consumidor em função da constante preocupação com os efeitos dos alimentos na saúde. O sucesso de um produto alimentício no mercado, entretanto, depende também de suas características físicas, tais como espalhabilidade, aparência e impressões sensoriais dos alimentos na boca. Estas características desempenham papel fundamental no processamento industrial e na aceitabilidade do produto pelo consumidor. Neste contexto, o presente projeto teve como objetivo avaliar o efeito da transesterificação enzimática da gordura de leite com óleo de soja na composição e na textura do produto alimentício obtido, empregando como catalisador lipase de Aspergillus niger previamente imobilizada em suporte híbrido polissiloxano-álcool polivinílico. Em uma primeira etapa, as matérias-primas foram caracterizadas quanto à umidade, índices de acidez, saponificação, peróxido e iodo, propriedades reológicas e térmicas. Em seguida, os materiais de partida foram misturados em diferentes proporções seguindo um planejamento experimental estatístico de misturas, e empregados nas reações de transesterificação. As variáveis resposta foram os índices de acidez, saponificação, iodo e peróxido, as propriedades de textura consistência e dureza, e o grau de transesterificação. Os resultados obtidos mostraram que os índices de acidez, saponificação, peróxido e iodo apresentaram uma dependência linear em função da fração mássica de gordura de leite tanto para a mistura das matérias-primas como para os produtos transesterificados. Com relação às propriedades de textura, modelos estatísticos foram compostos e permitiram verificar que a transesterificação promoveu uma diminuição tanto da consistência quanto da dureza nas misturas contendo proporções superiores a 50% de gordura de leite. As misturas preparadas com frações de gordura inferiores a este valor praticamente não sofreram alterações de textura após a reação. A avaliação da composição dos produtos obtidos demonstrou que as amostras correspondentes à gordura de leite pura e às misturas contendo 67 e 75% desta, apresentaram modificações no perfil de triacilgliceróis (TAGs), mostrando de forma geral diminuição na concentração dos TAGs C34-C38 e C54 e aumento dos TAGs C24-C30 e C44-C50. A reação empregando gordura de leite pura resultou em um grau de transesterificação (5,20%) mais elevado em relação ao óleo puro (3,33%), o que pode estar diretamente relacionado à especificidade da enzima pelos ácidos graxos presentes nesta gordura. O grau de transesterificação mais elevado (10,75%) foi obtido para a mistura contendo 67% de gordura de leite. Os resultados indicaram que a transesterificação de misturas contendo 50-67% de gordura de leite resultou em produtos com melhores propriedades de textura (espalhabilidade) sob temperatura de refrigeração em comparação à manteiga, à gordura de leite ou à simples mistura física com igual composição, sendo os valores de consistência e dureza pelo menos 32% menores em comparação à manteiga. Portanto, o desenvolvimento experimental deste trabalho permitiu demonstrar a viabilidade da transesterificação enzimática de uma mistura contendo elevados teores de gordura de leite, o que resultou na preservação de parte de suas características organolépticas, obtendo-se como resultado um produto com melhores características de textura (maior espalhabilidade) e nutricionais (maior teor de ácidos graxos insaturados). / The nutritional food characteristics have been highly considered by consumers due to the constant worries with their effects on health. However, the success of a new food product in the market depends also on its physical characteristics, such as spreadability, appearance and mouthfeel. These properties are very important for industrial processing and acceptability of the product by the consumer. In this context, the objective of present project was to assess the effect of the enzymatic transesterification of milkfat with soybean oil on the composition and texture of the obtained product. For this reaction Aspergillus niger lipase previously immobilized in polysiloxane-polyvinyl alcohol hybrid matrix was chosen as catalyst. The work was carried in three steps. Firstly, raw materials were characterized regarding their humidity, acid, saponification, peroxide and iodine indexes, rheological and thermal properties. Following these, raw materials were mixed at different proportions according to a statistical mixture factorial design and used as substrate in the transesterification reactions. The response variables were acid, saponification, iodine and peroxide indexes, texture properties (consistency and hardness) and transesterification yields. Acid, saponification, peroxide and iodine indexes showed a linear dependence on the milkfat mass fraction for both physical raw materials blends and transesterified products. Regarding the texture properties, statistical models were composed and allowed verifying that the transesterification reaction decreased both consistency and hardness for substrates containing more than 50% of milkfat. No alteration in these properties was noted for substrates containing lower milkfat fraction. The evaluation of the product compositions showed that samples containing pure milkfat and mixtures containing 67 to 75% of milkfat yielded modifications in the triacylglycerols profile (TAGs) such as decreased on the C34-C38 and C54 TAGs concentrations and increased on the C24-C30 and C44-C50 TAGs concentrations. Reactions carried with pure milkfat resulted in higher transesterification yield (5.20%) as compared with pure soybean oil (3.33%), and this was related to the specificity of the enzyme for fatty acids presented in the milkfat. The highest transesterification yield (10.75%) was obtained for mixtures containing 67% of milkfat. Theses results indicated that the transesterification reactions of substrates containing 50-67% of milkfat gave products having better properties regarding the texture (more spreadability) under cooling temperature than butter, milkfat or simple physical blend at the same composition. Consistency and hardness values were at least 32% lower than data for butterfat. Therefore, the proposed experimental work allowed demonstrating that the enzymatic transesterification of a mixture containing high milkfat levels besides partially preserving the milkfat organoleptic characteristics also rendering a product with better texture (higher spreadability) and nutritional properties (higher amount of unsaturated fatty acids).

As características nutricionais de produtos alimentícios têm sido cada vez mais valorizadas pelo mercado consumidor em função da constante preocupação com os efeitos dos alimentos na saúde. O sucesso de um produto alimentício no mercado, entretanto, depende também de suas características físicas, tais como espalhabilidade, aparência e impressões sensoriais dos alimentos na boca. Estas características desempenham papel fundamental no processamento industrial e na aceitabilidade do produto pelo consumidor. Neste contexto, o presente projeto teve como objetivo avaliar o efeito da transesterificação enzimática da gordura de leite com óleo de soja na composição e na textura do produto alimentício obtido, empregando como catalisador lipase de Aspergillus niger previamente imobilizada em suporte híbrido polissiloxano-álcool polivinílico. Em uma primeira etapa, as matérias-primas foram caracterizadas quanto à umidade, índices de acidez, saponificação, peróxido e iodo, propriedades reológicas e térmicas. Em seguida, os materiais de partida foram misturados em diferentes proporções seguindo um planejamento experimental estatístico de misturas, e empregados nas reações de transesterificação. As variáveis resposta foram os índices de acidez, saponificação, iodo e peróxido, as propriedades de textura consistência e dureza, e o grau de transesterificação. Os resultados obtidos mostraram que os índices de acidez, saponificação, peróxido e iodo apresentaram uma dependência linear em função da fração mássica de gordura de leite tanto para a mistura das matérias-primas como para os produtos transesterificados. Com relação às propriedades de textura, modelos estatísticos foram compostos e permitiram verificar que a transesterificação promoveu uma diminuição tanto da consistência quanto da dureza nas misturas contendo proporções superiores a 50% de gordura de leite. As misturas preparadas com frações de gordura inferiores a este valor praticamente não sofreram alterações de textura após a reação. A avaliação da composição dos produtos obtidos demonstrou que as amostras correspondentes à gordura de leite pura e às misturas contendo 67 e 75% desta, apresentaram modificações no perfil de triacilgliceróis (TAGs), mostrando de forma geral diminuição na concentração dos TAGs C34-C38 e C54 e aumento dos TAGs C24-C30 e C44-C50. A reação empregando gordura de leite pura resultou em um grau de transesterificação (5,20%) mais elevado em relação ao óleo puro (3,33%), o que pode estar diretamente relacionado à especificidade da enzima pelos ácidos graxos presentes nesta gordura. O grau de transesterificação mais elevado (10,75%) foi obtido para a mistura contendo 67% de gordura de leite. Os resultados indicaram que a transesterificação de misturas contendo 50-67% de gordura de leite resultou em produtos com melhores propriedades de textura (espalhabilidade) sob temperatura de refrigeração em comparação à manteiga, à gordura de leite ou à simples mistura física com igual composição, sendo os valores de consistência e dureza pelo menos 32% menores em comparação à manteiga. Portanto, o desenvolvimento experimental deste trabalho permitiu demonstrar a viabilidade da transesterificação enzimática de uma mistura contendo elevados teores de gordura de leite, o que resultou na preservação de parte de suas características organolépticas, obtendo-se como resultado um produto com melhores características de textura (maior espalhabilidade) e nutricionais (maior teor de ácidos graxos insaturados). / The nutritional food characteristics have been highly considered by consumers due to the constant worries with their effects on health. However, the success of a new food product in the market depends also on its physical characteristics, such as spreadability, appearance and mouthfeel. These properties are very important for industrial processing and acceptability of the product by the consumer. In this context, the objective of present project was to assess the effect of the enzymatic transesterification of milkfat with soybean oil on the composition and texture of the obtained product. For this reaction Aspergillus niger lipase previously immobilized in polysiloxane-polyvinyl alcohol hybrid matrix was chosen as catalyst. The work was carried in three steps. Firstly, raw materials were characterized regarding their humidity, acid, saponification, peroxide and iodine indexes, rheological and thermal properties. Following these, raw materials were mixed at different proportions according to a statistical mixture factorial design and used as substrate in the transesterification reactions. The response variables were acid, saponification, iodine and peroxide indexes, texture properties (consistency and hardness) and transesterification yields. Acid, saponification, peroxide and iodine indexes showed a linear dependence on the milkfat mass fraction for both physical raw materials blends and transesterified products. Regarding the texture properties, statistical models were composed and allowed verifying that the transesterification reaction decreased both consistency and hardness for substrates containing more than 50% of milkfat. No alteration in these properties was noted for substrates containing lower milkfat fraction. The evaluation of the product compositions showed that samples containing pure milkfat and mixtures containing 67 to 75% of milkfat yielded modifications in the triacylglycerols profile (TAGs) such as decreased on the C34-C38 and C54 TAGs concentrations and increased on the C24-C30 and C44-C50 TAGs concentrations. Reactions carried with pure milkfat resulted in higher transesterification yield (5.20%) as compared with pure soybean oil (3.33%), and this was related to the specificity of the enzyme for fatty acids presented in the milkfat. The highest transesterification yield (10.75%) was obtained for mixtures containing 67% of milkfat. Theses results indicated that the transesterification reactions of substrates containing 50-67% of milkfat gave products having better properties regarding the texture (more spreadability) under cooling temperature than butter, milkfat or simple physical blend at the same composition. Consistency and hardness values were at least 32% lower than data for butterfat. Therefore, the proposed experimental work allowed demonstrating that the enzymatic transesterification of a mixture containing high milkfat levels besides partially preserving the milkfat organoleptic characteristics also rendering a product with better texture (higher spreadability) and nutritional properties (higher amount of unsaturated fatty acids).

There is growing public concern about the high proportion of saturated fatty acids in milk fat; however, feed intake, energy partitioning toward milk synthesis, and milk fat concentrations can decrease when cows are fed high concentrations of unsaturated lipids. The objective of this study was to identify the optimal rate for feeding OmegaBoostTM (a flaxseed supplement that was processed using a proprietary technique by Double Pass LLC, Tualatin, OR) to dairy cows. The central hypothesis was that supplementation with OmegaBoost will decrease the proportion of saturated fatty acids in milk fat in a dose dependent manner. Using a latin-square design, 10 Holstein cows in mid to late lactation were fed for two-week periods 0, 2, 4, or 6 lbs/d of OmegaBoost or 4lbs/d ground flax as top dressing to their total mixed ration. Feed intake, body weight, activity and resting time, milk production and milk composition were measured daily. At the end of each two-week period, milk and serum samples were taken and analyzed for fatty acid composition using gas chromatography. In addition, fresh Mozzarella cheese and butter was manufactured and tested to determine the fatty acid composition and the effects of flaxseed supplementation on texture. Feeding OmegaBoost at 2, 4, and 6 lbs/d linearly decreased the proportion of saturated fatty acids in milk by 6, 15, and 18%, respectively, and linearly increased the proportion of mono-unsaturated fatty acids (14, 32, and 35%), poly-unsaturated fatty acids (16, 49, and 82%), and α-linolenic acid (26, 52, and 70%). Similar changes in fatty acid composition were observed in butter and cheese samples, resulting in butter that was less hard and adhesive at refrigeration temperature in response to feeding cows increasing concentrations of OmegaBoost. Feed intake, body weight, serum metabolite concentrations, milk production and composition, and butter and cheese yield were not significantly affected by feeding processed flaxseed. Therefore, feeding 4 or 6 lbs/d of OmegaBoost to dairy cows is effective in improving the nutritional and textural profile of dairy products without negatively affecting feed intake, milk production, or weight gain. / Graduation date: 2012