Orientador: Yoon Kil Chang / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-24T06:53:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Schmiele_Marcio_D.pdf: 9722936 bytes, checksum: 95d9146270f349c5f3e7ad761ac0d266 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Os análogos de carne obtidos por extrusão termoplástica de proteínas vegetais são caracterizados pelo seu elevado teor proteico e estrutura semelhante às fibras da carne, envolvendo diversos tipos de ligações e/ou interações químicas entre as proteínas. O objetivo deste trabalho foi avaliar as características tecnológicas e físico-químicas de análogos de carne, à base de isolado proteico de soja, obtidos por processo de extrusão termoplástica a alta umidade (AU) e baixa umidade (BU). Para cada condição de umidade foi utilizado um Delineamento Composto Central Rotacional de três variáveis independentes (glúten vital, umidade de condicionamento e temperatura de extrusão). As variáveis dependentes avaliadas foram a textura instrumental, cor instrumental, capacidade de absorção de água, índice de solubilidade em água, capacidade de absorção de óleo, índice de dispersibilidade de proteína, energia mecânica específica e o tipo de interações proteicas. Estas interações foram avaliadas através de sete tipos de solventes específicos: (i) tampão fosfato para as proteínas no estado nativo; (ii) dodecil sulfato de sódio para as interações hidrofóbicas e iônicas; (iii) Triton 100X para as interações hidrofóbicas; (iv) ureia para as interações hidrofóbicas e pontes de hidrogênio; (v) ß-mercaptoetanol para as ligações dissulfeto; e (vi) ß-mercaptoetanol e ureia e (vii) dodecil sulfato de sódio e ureia, para avaliar o efeito sinérgico entre os sistemas. O ponto otimizado (caracterizado principalmente por promover maiores valores de L* e de capacidade de absorção de água, menores valores de índice de solubilidade em água, de capacidade de absorção de óleo, de desnaturação proteica e valores intermediários de textura instrumental e de energia mecânica específica) foi processado juntamente com uma amostra controle para ambos os processos com o intuito de validar os modelos matemáticos e avaliar as possíveis alterações na morfologia dos análogos de carne, na massa molecular das proteínas, na composição de aminoácidos totais e na desnaturação proteica. As melhores condições de processamento foram obtidos para os análogos de carne contendo de 12 e 5 % de glúten vital, 58 e 18 % de umidade de condicionamento e 135 e 100 °C para a temperatura de extrusão, para o processo AU e BU, respectivamente. As principais interações proteína-proteína encontradas nos análogos de carne foram as ligações dissulfeto e ligações de hidrogênio para o processo AU e as ligações dissulfeto e interações iônicas para o processo BU. A adição de glúten vital promoveu uma aparência mais lisa e melhor orientação na estrutura das fibras. Verificou-se que ocorreu aumento nas proteínas de baixa massa molecular e diminuição nas proteínas de alta massa molecular. No perfil de aminoácidos totais houve maior variação negativa para os aminoácidos essenciais (triptofano e treonina), semi essenciais (cisteína) e não essenciais (serina), indicando que houve redução no valor nutricional. As estruturas secundárias (a-hélice, ß-folha, ß-volta e a estrutura desordenada) mostraram alteração na sua conformação devido à desnaturação proteica e formação de novos agregados / Abstract: Meat analogue obtained by termoplastic extrusion of vegetable proteins are characterized by its high protein levels and structure similar to meat fibers, which comprises many types of chemical bonds and/or interactions between proteins. The aim of this work was to evaluate the technological and physico-chemical characteristics of meat analogue based on isolated soy protein obtained by thermoplastic extrusion process at high moisture (HM) and low moisture (LM) content. For each moisture condition was used a Central Rotational Composite Design with three independent variables (vital gluten, moisture content and extrusion temperature). The dependent variables evaluated were instrumental texture, instrumental color, water absorption capacity, water solubility index, oil absorption capacity, protein dispersibility index, specific mechanical energy, and the type of protein interactions. These interactions were evaluated using seven specific solvents types: (i) phosphate buffer for proteins in native state; (ii) sodium dodecil sulphate for hydrophobic and ionic interactions; (iii) Triton 100X for hydrophobic interactions; (iv) urea for hydrophobic interactions and hydrogen bonds; (v) ß-mercaptoethanol for dissulfide bonds; and (vi) ß-mercaptoethanol and urea and (vii) sodium dodecil sulphate and urea, for the synergistic effect between the systems. The optimized point (characterized mainly by promoting higher values for L* and water absorption capacity, lower values for water solubility index, oil absoption capacity and protein denaturation and intermediate values for instrumental texture and specific mechanical energy) was processed, together with a control sample for each processes, in order to validate the mathematical models and to evaluate possibles changes in the meat analogues morphology, in the protein molecular weight, in the total amino acid composition, and in the protein denaturation. The best processing conditions were obtained for the meat analogue containing 12 and 5 % of vital gluten, 58 and 18 % of moisture content and 135 and 100 °C of extrusion temperature, for the HM and LM processes, respectively. The main protein-protein interactions found in meat analogues were the dissulfide bonds and hydrogen bonds for the LM process and the dissulfide bonds and ionic interactions for the HM process. The addition of vital gluten promoted a smoother appearance and better orientation in the fiber structure. It was found that occured an increase in the protein with low molecular weight and a reduction in the protein with high molecular weight. There were a greater negative variation for the essential (tryptophan and threonine), semi-essential (cysteine) and nonessential (serine) amino acids in the total amino acid profile, indicating a reduction of the nutritional value. The secondary structure (a-helix, ß-sheet, ß-turn and disordered structure) showed alteration in its conformation due to the protein denaturation and formation of new aggregates / Doutorado / Tecnologia de Alimentos / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Roberto Herminio Moretti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-13T17:21:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tomikawa_MariMatsuoka_M.pdf: 1329078 bytes, checksum: 42c41def14ca408db9e99f7b1e8bcddd (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Produtos comerciais a base de extrato hidrossolúvel de soja em combinação com sucos de frutas têm obtido êxito no mercado, como alternativa proteica com benefícios funcionais. No entanto, a quantidade de proteína de soja nessas associações é relativamente baixa no mercado nacional, de 0,6 a 3,0%. O presente trabalho constituiu no desenvolvimento uma sobremesa a base de soja com características semelhantes aos queijos petit suisse, com teor de proteína de soja acima dos produtos a base de extrato hidrossolúvel de soja combinados com sucos de frutas encontrados hoje no mercado brasileiro, e com características sensoriais aceitas pelo consumidor. As sobremesas de soja foram desenvolvidas a partir da coagulação do extrato hidrossolúvel de soja sulfato de cálcio (CaSO4.2H2O) em concentrações de variando de 0,25 a 1%, acréscimo de goma guar em concentrações de 0,02 a 0,2% e ajuste de pH (4,0 a 4,4) com ácido lático 85%. O efeito dessas variáveis foi avaliado sobre a composição física e química, o conteúdo de cálcio, o rendimento em proteína e a firmeza das sobremesas de soja obtidas nos ensaios experimentais. Todas as variáveis foram influenciadas significativamente (p=0,05) pela concentração de CaSO4.2H2O. O teor de sólidos totais e o conteúdo de cálcio elevaram-se com o aumento da concentração de coagulante. O teor de proteína e lipídios e a firmeza apresentaram forte correlação entre si, com tendência crescente com o aumento da concentração de CaSO4.2H2O até 0,88%, seguido de um declínio dos valores dessas variáveis com o acréscimo de coagulante até 1% CaSO4.2H2O. Somente a acidez foi influenciada significativamente pelo pH, e a interação do pH com a goma guar teve efeito negativo significativo no rendimento em proteína. Nem a goma guar nem as outras interações das variáveis independentes tiveram influência significativa sobre as variáveis dependentes. Os ensaios escolhidos para a avaliação sensorial, pela composição físico-química e qualidade aparente que apresentaram, foram o ensaio com 0,88% CaSO4.2H2O; 0,05% goma guar e pH 4,3 (ensaio 6), e o ensaio com 0,63% CaSO4.2H2O, 0,02% goma guar e pH 4,2 (ensaio 11). As amostras diferiram significativamente somente no atributo 'textura', sendo o ensaio 6 mais aceito sensorialmente pelos provadores, caracterizando-se como a melhor formulação para o desenvolvimento da sobremesa de soja tipo petit suisse, dentro dos limites experimentais / Abstract: Commercial products produced from soymilk in combination with fruit juices has been successful in the market, being an alternative protein source with functional benefits. However, protein content in these soybean associations is relatively low in the national market, about 0.6 to 3.0%. The present study was the development of a soy-based dessert with similar features of petit suisse cheeses, with higher soy-protein content than the products from soymilk in combination with fruit juices found actually in the brazilian market, and with acceptable sensory characteristics by the consumer. The soy desserts were made from soymilk coagulation with calcium sulphate concentrations (CaSO4.2H2O) ranging from 0.25 to 1%, with addition of guar gum at 0.02 to 0.2% concentrations and pH correction (4.0 to 4.4) with lactic acid 85%. The effect of these variables CaSO4.2H2O, guar gum and pH) were evaluated on the physical and chemical composition, the calcium content, the protein recovery (yield in protein) and the firmness of the soy desserts obtained from the experimental trials. All variables were significantly influenced (p = 0.05) by the concentration of CaSO4.2H2O. The total solids and calcium content increased with increasing coagulant concentration. The protein and lipids content and the firmness, showed a strong relationship between them. The protein content and the firmness trend was toward an increase with increasing concentration of CaSO4.2H2O up to 0.88%, followed by a descrease at 1% CaSO4.2H2O. Only the titrable acidity was affected by pH. The pH and guar gum interaction had significant negative effect on yield in protein. Neither guar gum nor any other interactions of the independent variables, had significant influence on the dependent variables. The tests chosen for the sensory evaluation, by the physico-chemical composition and better quality apparent, were the test with CaSO4.2H2O, 0.05% guar gum and pH 4.3 (test 6), and the test with 0.63% CaSO4.2H2O, 0.02% guar gum and pH 4.2 (test 11). The samples showed difference only on the attribute of 'texture', with test 6 being the most accepted test for the sensory panelists, electing it as the best formulation for the development of soybean dessert like petit suisse cheese, within the experimental limits / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Roberto Herminio Moretti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:30:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Freitas_DanielaDeGrandiCastro_D.pdf: 989026 bytes, checksum: c9f4c5d7a467d08716626299b2917043 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Nutrientes são necessários para o desenvolvimento e crescimento dos indivíduos. No entanto, uma nutrição preventiva pode proteger, minimizar ou mesmo protelar riscos a saúde que podem ser causados por pré-disposições genéticas, maus hábitos alimentares e até agressões do meio ambiente. As evidências epidemiológicas estão continuamente providenciando recomendações para que as pessoas consumam mais frutas e vegetais como medida preventiva para reduzir o risco de diversas doenças degenerativas. É notável o aumento do consumo de alimentos saudáveis devido à crescente preocupação com a melhoria da qualidade de vida, porém, o ritmo da vida moderna exige alimentos práticos. Dentro deste contexto, do crescimento visível do desenvolvimento de alimentos para fins especiais, da necessidade de combinar saúde e praticidade, e de reunir alguns ingredientes que vem recebendo grande atenção para a aplicação nestes alimentos funcionais, é que se elaborou o estudo de desenvolvimento e estabilidade de barra de cereais a base de proteína de soja, gérmen de trigo e aveia, incluindo como ingrediente a lecitina de soja, e suplementada com vitaminas C e E. Este trabalho teve por objetivo o desenvolvimento da formulação da barra de cereais e a avaliação das características físico-químicas, vitamínicas, enzimáticas, sensoriais e de textura durante o seu armazenamento. Um estudo preliminar de inativação enzimática no gérmen de trigo foi realizado devido à susceptibilidade a rancidez, fator adverso de qualidade de cereais desidratados. Amostras de aveia laminada integral e gérmen (produto natural inalterado da moagem do trigo) foram caracterizadas e a atividade de lipase e peroxidase medidas. Foi utilizado um delineamento fatorial completo para estudar os efeitos dos fatores ¿temperatura¿ e ¿tempo¿ na inativação das enzimas e para a determinação das condições ótimas de redução de atividade no gérmen de trigo. Foram determinadas como condições ótimas tratamentos térmicos à temperatura na faixa de 180 a 190°C, com duração de 4,8 a 8,0 minutos e obtidas reduções significativas (p£0,5) na atividade residual da lipase e peroxidase. O gérmen de trigo teve seu teor de umidade ajustado para 28% e a torração foi realizada em estufa a 180°C por 8,0 minutos, para que pudesse ser utilizado como ingrediente da barra de cereais. Desenvolveu-se então uma formulação de barra de cereais funcional sabor banana com alto teor protéico, à base de proteína de soja, gérmen de trigo e aveia, e enriquecida de vitaminas C (ácido ascórbico) e E (acetato de a-tocoferol 50%). A barra de cereais e seus principais ingredientes foram submetidos a análises físico-químicas para caracterização e três formulações variando o teor de ácido ascórbico foram avaliadas quanto à aceitação sensorial e intensidade ideal de doçura e acidez. A proteína de soja texturizada utilizada apresentou elevados teores dos oligossacarídeos rafinose e estaquiose (1,92 g/100g e 4,66 g/100g) e de isoflavonas totais (283,49 mg/100g) se comparados ao grão, farinha integral e isolado protéico. A formulação final da barra de cereais apresentou 15,31% de proteína e elevado teor de vitamina E (118,0 mg/100g) e minerais como fósforo (P), cálcio (Ca), cobre (Cu), ferro (Fe), manganês (Mn) e zinco (Zn). A formulação adicionada de 1,1g/100g de ácido ascórbico obteve maior aceitação sensorial diferindo significativamente (p£0,5) das demais amostras. Esta formulação, preferida pela equipe sensorial, foi então submetida ao estudo de estabilidade durante o seu armazenamento. Foram utilizados como embalagens três filmes (A: PET/PEBD; B: PETmet/PEBD; C: PET/PEBD/AL/PEBD) com diferentes propriedades de barreira. As barras de cereais foram armazenadas em condições de temperatura e umidade relativa ambiente por um período de 180 dias. Durante o armazenamento, estudou-se a estabilidade das vitaminas C, vitamina E, e a atividade de lipase e peroxidase. No período de 180 dias, as barras de cereais acondicionadas nos três materiais testados apresentaram uma retenção de vitamina C menor que 50%. No entanto, a embalagem com folha de alumínio proporcionou menor velocidade de reação e maior tempo de meia vida de 146 dias. Os teores de vitamina E (acetato de a-tocoferol) nas barras de cereais apresentaram pequenas variações durante o armazenamento. Houve um aumento significativo (p£0,5) da atividade de peroxidase durante o período de 90 dias de estocagem nas embalagens testadas, provavelmente devido à regeneração dessa enzima, enquanto que a atividade de lipase não demonstrou aumento significativo durante os 180 dias de estocagem. Foram acompanhados também a umidade, atividade de água, pH, acidez total e medidas físicas associadas à textura como resistência ao corte, dureza e coesividade. A avaliação sensorial foi realizada através de teste de aceitação e intenção de compra durante o armazenamento. As barras de cereais formuladas com os ingredientes alternativos apresentaram variações na atividade de água (Aa), umidade e acidez total durante o armazenamento. A umidade das barras de cereais tendeu a um aumento, o que acarretou influência significativa (p£0,5) nas características de textura de resistência ao corte e dureza. As barras de cereais formuladas com proteína texturizada de soja, gérmen de trigo e aveia obtiveram boa aceitação sensorial perante consumidores nos atributos de sabor e aspectos visuais, porém, a aceitação tendeu a um declínio ao longo do tempo, associado à diminuição da intenção de compra do produto. O efeito das diferentes propriedades de barreira dos filmes de embalagens testados foi significativo (p£0,5) na estabilidade das barras de cereais ao longo do período de estocagem / Abstract: Nutrients are required for development and growth of individuals. However a preventative nutrition could be protected, minimized or delayed by way from health risks arising from genetic aggressions, the environment and also eating habits. Epidemiological evidence is constantly providing recommendations that people should consume more fruits and vegetables as a preventative measure to reduce the risk of various degenerative diseases. The increase in consumption of health foods is notable, due to the increasing concern with the improvement of life quality, although the pace of modern life demands practical foods. Within this context of a visible growth in the development of foods for special ends, of the need to combine health and practicality and aiming to bring together some ingredients which have received special attention for application in such functional foods, a study of the development and stabilization of a cereal bar based on soy protein, wheat germ and oat was elaborated, with the addition of soy lecithin and supplemented with vitamins C and E. Thus the objective of this study was the development and formulation of a cereal bar and an evaluation of its physicochemical, vitamin, enzymatic, sensory and texture characteristics during storage. A preliminary study of the enzymatic inactivation of wheat germ was carried out due to its susceptibility to rancidity, a process reducing the quality of dehydrated cereals. Samples of whole rolled oats and wheat germ (natural, unaltered product from wheat milling) were characterized and their lipase and peroxidase activities determined. A complete factorial design was used to study the effects of time and temperature in the inactivation of the enzymes and to determine the optimal conditions to reduce their activity in wheat germ. The optimal conditions were shown to be a temperature in the range from 180 to 190°C for between 4.8 and 8.0 minutes, obtaining significant (p£0,5) reductions in the residual activities of lipase and peroxidase. The moisture content of the wheat germ was adjusted to 28%, which was then roasted at 180°C for 8.0 minutes such that it could be used as an ingredient in cereal bars. A functional, banana flavored cereal bar was formulated with high protein content, based on soy protein, wheat germ and oat, and enriched with vitamins C (ascorbic acid) and E (50% a-tocopherol). The cereal bar and its main ingredients were characterized by way of physicochemical analyses, and three formulations, varying in their ascorbic acid contents, prepared and submitted to a sensory acceptance test and ideal test for the intensity of sweetness and acidity. The textured soy protein used showed high contents of the oligosaccharides raffinose and stachyose (1.92 g/100g and 4.66 g/100g) and of total isoflavones (283.49 mg/100g) as compared to the bean, whole flour and protein isolate. The final formulation of the cereal bar showed 15.31% protein and high contents of vitamin E (118.0 mg/100g) and minerals such as phosphorus (P), calcium (Ca), copper (Cu), iron (Fe), manganese (Mn) and zinc (Zn). The formulation with 1.1 g/100g of ascorbic acid was the most accepted sample, differing significantly (p£0,5) from the other samples. This most accepted formulation was submitted to an evaluation during storage. Three films were used for packaging: (A: PET/PEBD; B: PETmet/PEBD; C: PET/PEBD/AL/PEBD), each with distinctive barrier properties. The cereal bars were studied under environmental conditions of temperature and relative humidity for 180 days. Vitamins C and E stabilities and the activities of lipase and peroxidase were determined during storage. The cereal bars packaged in the three materials tested showed vitamin C retention below 50% after 180 days storage. However the packaging including aluminum foil provided a lower reaction velocity and longer half life of 146 days. The vitamin E (a-tocopherol acetate) contents of the cereal bars presented slight variations during storage. There was a significant increase in peroxidase activity during the first 90 days of storage in all the types of packaging tested, probably due to regeneration, whilst lipase activity showed no significant increase during the 180 days of storage. The moisture content, water activity, pH and total acidity were also determined during storage as well as the textural measurements of cutting resistance, hardness and cohesiveness. The acceptance and intention to buy tests were used for the sensory evaluation during storage. The cereal bars formulated with alternative ingredients showed variations in water activity (Aw), moisture content and total acidity during storage. The moisture contents of the cereal bars tended to increase during storage, with a significant (p£0,5) influence on the textural characteristics of cutting resistance and hardness The cereal bars formulated with textured soy protein, wheat germ and oats were well accepted by the consumers in the sensory evaluation (flavor and visual aspect), although the acceptance tended to decline during storage, associated with a decrease in intent to buy. The effect of the different barrier properties of the packaging films tested was significant (p£0,5) in the stability of the cereal bars during storage / Doutorado / Tecnologia de Alimentos / Doutor em Tecnologia de Alimentos