Many sources of protein have been investigated to reduce the use of fish meal (FM) in aquaculture feeds, including soybean meal (SBM). However, FM replacement in feeds for carnivorous species is limited by problems with feed intake, growth rate, and overall health associated with reduced digestibility and anti-nutritional factors found in SBM. However, soy processing strategies can reduce the effects of anti-nutritional factors and improve utilization. Therefore, we examined the possibility of further FM replacement in SBM maximized feeds for hybrid striped bass using refined soy products, soy protein concentrate (SPC) and soy protein isolate (SPI). Results indicate that further FM sparing is possible, beyond what can be achieved with SBM. For example, it is possible to reduce dietary FM content as low as 5% using SPC, and though this negatively affects growth rate, this effect may be reversed by the addition of a betaine-based attractant. Replacement with SPI resulted in such a degree of feeding reluctance that starvation and cannibalization became issues during the trial. Reducing FM content below 5-10% resulted in more variable production performance and, when using SPI, increased incidence of cannibalism. No differences in stress tolerance were observed during the trials; however, there was a trend of increasing handling mortality in fish fed the SPC diets. Refined soy proteins can be used in conjunction with SBM to spare FM, but the cost of these products, along with their acceptability to aquatic livestock, will determine the extent of their utilization in aquafeeds.

Orientador: Fernanda Paula Collares Queiroz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-17T11:55:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Teixeira_AngelaMoraes_D.pdf: 4341295 bytes, checksum: a6815c55cbc9aed051c39caf022ef41c (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho foram desenvolvidos nanocompósitos de amido de milho, gelatina, isolado protéico de soja, quitosana e argila montmorilonita para aplicação em embalagens alimentícias. Para avaliar o efeito da concentração de argila montmorilonita sódica (MMT) e isolado protéico de soja (IPS) nas propriedades mecânicas e de barreira de nanocompósitos de amido de milho e gelatina foi adotado um delineamento composto central rotacional 22, incluindo os quatro pontos axiais e quatro pontos centrais, resultando em 12 experimentos, aplicável à metodologia de superfície de resposta. O único parâmetro que exerceu influência aumentando a resistência à tração dos nanocompósitos, foi a concentração de MMT (L), cuja resistência média à tração foi de 70,63 MPa. O alongamento dos filmes, por sua vez, foi influenciado pela concentração de IPS, atingindo valo médio de 6,64%. A permeabilidade ao vapor de água, encontrada para os nanocompósitos, foi de 9,92 gmm/m2dkPa, enquanto que o parâmetro que exerceu maior influência na solubilidade (18,61%) dos mesmos foi à concentração de MMT. Com relação à opacidade os filmes apresentaram valores entre 4,81 e 28,98%. Pelas técnicas de difração de raios-X e microscopia eletrônica de transmissão, foi verificada a formação de estrutura intercalada e esfoliada dos nanocompósitos. Ensaios preliminares mostraram que pelo método utilizado na elaboração dos filmes, não foi possível obter nanocompósitos de amido de milho, gelatina, IPS, quitosana e MMT. Desta forma, foram elaborados nanocompósitos de amido de milho, gelatina, quitosana e argila montmorilonita sódica, avaliando-se diferentes concentrações dos dois últimos componentes pelo uso de um delineamento composto central rotacional 22, incluindo os quatro pontos axiais e quatro pontos centrais, resultando em 12 experimentos. Verificou-se que com o aumento da concentração de MMT houve uma diminuição na resistência mecânica e alongamento dos filmes. A formulação que apresentou maior resistência à tração (78,27 MPa) e alongamento (5,83%) continha 1,09% de quitosana e 1,5% de MMT, em relação à massa total de gelatina e amido. O valor médio da permeabilidade ao vapor de água dos nanocompósitos investigados foi de 10,85 gmm/m2dkPa. Com o aumento da concentração de quitosana e MMT houve uma diminuição na solubilidade dos filmes, sendo o valor médio encontrado de 15,04%. Pela técnica de difração de raios-X, observou-se que, com o aumento da concentração de argila, a estrutura dos filmes tornou-se amorfa. As micrografias obtidas pela microscopia eletrônica de transmissão confirmaram a formação de estrutura intercalada/esfoliada da argila. Este estudo mostrou que as propriedades funcionais dos nanocompósitos de amido de milho e gelatina podem ser modificadas pela variação na concentração de MMT, IPS e quitosana, tornando promissora a utilização destes materiais para embalagem / Abstract: Nanocomposites of maize starch, gelatin, soy protein isolate, chitosan and montmorillonite clay were developed for application in food packaging. To evaluate the effect of the sodium montmorillonite clay (MMT) and soy protein isolate (IPS) concentration in the mechanical properties and in the barrier of nanocomposites of maize starch and gelatin, it was adopted a rotational central composed delineation 22, including the four axial points and four central points, resulting in 12 experiments, applicable to the response surface methodology. The only parameter that exerted influence increasing the tensile strength of the nanocomposites, was the MMT (L) concentration, which average resistance to the traction was 70,63 MPa. The films elongation was influenced by the IPS concentration, having reached average value of 6,64%. The water vapor permeability, found for the nanocomposites, was 9,92 gmm/m2dkPa, while the parameter that exerted greater influence in the solubility (18.61%) of the same ones was the MMT concentration. Regarding to the haze, the films presented values between 4,81 and 28,98%. By the X-ray diffraction techniques and electronic microscopy of transmission, it was verified the formation of intercalated and exfoliated structure of the nanocomposites. Preliminary analyzes had shown that by the method used in the elaboration of the films, it was not possible to get nanocomposites of maize starch, gelatin, IPS, chitosan and MMT. Therefore, nanocomposites of starch of maize, gelatin, chitosan and montmorillonite sodium clay had been elaborated, evaluating different concentrations of the last two components through the use of a rotational central composite design 22, including the four axial points and four central points, resulting in 12 experiments. It was verified that with the increase of the MMT concentration there was a reduction in the mechanical resistance and elongation of the films. The formularization that presented a greater tensile strength (78,27 MPa) and elongation (5.83%) contained 1.09% of chitosan and 1.5% of MMT, in relation to the total mass of gelatin and starch. The average value of the water vapor permeability of the investigated nanocomposites was 10,85 gmm/m2dkPa. With the increase of the chitosan and MMT concentration there was a reduction in the solubility of the films, resulting in a average value of 15,04%. By the X-ray diffraction techniques, it was observed that, with the increase of the clay concentration, the structure of the films became amorphous. The micrographs obtained by the electronic microscopy of transmission confirmed the formation of intercalated/exfoliated structure of the clay. This study showed that the functional properties of the nanocomposites of maize starch and gelatin can be modified by the variation in the concentration of MMT, IPS and chitosan, becoming promising the use of these materials for packing / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Florencia Cecilia Menegalli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-12T23:46:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dacanal_GustavoCesar_D.pdf: 5335260 bytes, checksum: a233ac2a96d8752da46e8dfb7a4554c0 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: processo de aglomeração de alimentos é muito utilizado quando se deseja aumentar as propriedades de instantaneização de pós obtidos pela secagem em spray dryer. Os produtos obtidos pela secagem em spray são normalmente caracterizados como sendo finos, coesivos e por apresentar difícil fluidização. Deste modo, torna-se conveniente utilizar leitos fluidizados, vibrados ou pulsados, que resultem em um aumento da movimentação das partículas e homogeneidade do leito durante a fluidização, permitindo aglomerar produtos em pó oriundos da secagem em spray dryer. O objetivo deste trabalho foi estudar as mudanças nas propriedades físicas de polpa de acerola e de proteína isolada de soja em pó após o processo de aglomeração em leito fluidizado cônico, e verificar os efeitos do uso de diferentes frequências de pulsação do ar fluidizante durante o processo de aglomeração. A pulsação do ar foi realizada por meio da rotação de uma válvula esfera, instalada abaixo da placa distribuidora de ar. As condições ótimas de processo e os perfis de aumento de tamanho de partículas foram obtidos por meio de planejamentos experimentais e de ensaios de cinéticas de aglomeração. As variáveis de processo estudadas foram o tempo de processo, velocidade e temperatura do ar fluidizante, vazão de líquido ligante, pressão de atomização, altura do bico aspersor e massa de amostra. O produto aglomerado foi caracterizado pelos testes de diâmetro médio e distribuição de tamanho de partículas, tempo de instantaneização, solubilidade, morfologia e conteúdo de umidade. Durante a aglomeração, as partículas da matéria prima coalescem, formando grânulos grossos. A morfologia das partículas também é alterada com o aumento de tamanho. A forma das partículas finas são circulares e compactas, enquanto os aglomerados tendem a ser mais alongados e apresentam superfície irregular. Os produtos aglomerados apresentaram melhores propriedades de instantaneização, ou maior dispersabilidade em água, em relação à matéria-prima, proveniente da secagem em spray dryer / Abstract: Fluid bed agglomeration is commonly used to improve the instant properties of spray-dried food powders. However, the fluidization of spray-dried particles is characterized by cracks and channels. Vibration or pulsation systems are frequently attached in the fluid bed equipments in order to improve the bed homogeneity and to allow the particles fluidization using lower fluidizing air flow. The aim of this work was to study the physical property modifications of soy protein isolate powder and acerola powder produced by a wetagglomeration process in a conical fluid bed, using fluidizing air pulsation for some runs. The equipment used was a batch-fluidized bed equipped with a rotating spherical valve installed below the air distribution plate that promotes the fluidizing air pulsation. Experimental designs and agglomeration kinetics were achieved in order to evaluate the optimal operational conditions and to study the particles growing behavior. The process variables studied were process time, fluidizing air temperature and velocity, atomized binder flow, atomization pressure, nozzle height and mass of sample. The product transformations were determined by an analysis of the particle diameter, size distribution, morphology and moisture content. During agglomeration, the raw particles coalesce, resulting in the formation of granules with increasing size, but morphological changes were also verified. The shape of the raw powder particles were circular and compact, while the agglomerated particles were elongated, wrinkled and showed tight solid bridges. The fluidization of spray-dried particles was enhanced with the pulsation system, resulting in higher fluid bed homogeneity and agglomerated products with narrows particle size distribution. The consolidation of small granules results in an improvement in the instant properties, increasing product wetting and dispersability in water / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

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

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

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

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

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

Orientador: Marcelo Cristianini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T00:01:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Torrezan_Renata_D.pdf: 7323790 bytes, checksum: 207de2c2a0d4ced64e9eb7e22e1a3857 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O isolado proteico de soja (IPS) é um produto com pelo menos 90% de proteínas que, devido às suas características físico-químicas, possui certas propriedades funcionais tecnológicas que influenciam a sua aceitação e utilização como ingrediente em produtos cárneos, alimentos infantis, bebidas e produtos de panificação. Os polissacarídeos, pectina e k-carragena são utilizados em alimentos como espessantes, geleificantes e estabilizantes de emulsões. Neste trabalho foram avaliados os efeitos do tratamento sob alta pressão, utilizando-se os dois tipos de equipamentos existentes no mercado: isostático e dinâmico, sobre as características funcionais tecnológicas (solubilidade e índice de atividade emulsificante - IAE) do isolado proteico de soja, como também da mistura de isolado proteico de soja com pectina e k-carragena, com o equipamento isostático. No caso do equipamento isostático, foram também analisadas as propriedades reológicas ¿ G¿ e G¿¿. Para a análise dos efeitos do tratamento sob alta pressão isostática sobre o isolado proteico de soja foi utilizado o planejamento fatorial completo (23), cujas variáveis independentes foram a concentração de proteína, pH e nível de pressão. Para o equipamento dinâmico as variáveis foram o pH e o nível de pressão aplicado. Um planejamento fatorial fracionário (24-1) foi utilizado inicialmente, para os sistemas proteína de soja¿polissacarídeos para avaliar os efeitos das variáveis independentes (concentração de isolado de soja, concentração de polissacarídeo utilizado - pectina ou k-carragena, pH e nível de pressão isostática) e posteriormente foi realizado um planejamento fatorial completo (23) fixando-se a concentração de IPS em 1%, obtendo-se as superfícies de resposta. De cada planejamento fatorial completo foram selecionados os ensaios que apresentaram as maiores respostas em cada característica funcional (solubilidade, índice de atividade emulsificante e conforme o caso, G¿) e avaliadas também o teor de sulfidrila livre, comportamento eletroforético, grau de desnaturação das proteínas (calorimetria diferencial de varredura), perfil cromatográfico e documentação da microestrutura (microscopia eletrônica de varredura). A solubilidade proteica foi fortemente influenciada pela variável pH em todas as faixas de pH estudadas, tanto quando se utilizou apenas a proteína de soja quanto da sua utilização adicionada de pectina e k-carragena, para ambos os equipamentos de alta pressão utilizados: isostático e dinâmico. Quando se trabalhou apenas com a proteína de soja, utilizando-se o equipamento de alta pressão isostática na faixa de pH mais baixa (2,66 ¿ 4,34) o valor de IAE foi máximo nos tratamentos sob baixa pressão. Na faixa de pH de 5,16 a 6,84 os valores mais altos de IAE foram obtidos na região de valores centrais de pressão e de baixo pH. Quando se adicionou pectina ou k-carragena à proteína de soja o IAE atingiu valores mais altos para os tratamentos sob pressão isostática nos pontos extremos (mais baixos ou nos mais altos). Quando se utilizou o equipamento sob alta pressão dinâmica os maiores valores de IAE estão próximos aos ponto isoelétrico da proteína de soja. Em todos os experimentos realizados no equipamento isostático o módulo de perda ou componente viscoso (G¿¿) foi o componente dominante, exibindo um comportamento predominantemente viscoso. A análise das amostras selecionadas em cada experimento com os maiores valores de solubilidade proteica, IAE e quando foi o caso G¿¿ utilizando apenas a proteína de soja ou misturas da proteína de soja com pectina ou k-carragena mostraram que o tratamento sob alta pressão isostática e dinâmica diminuíram em maior ou menor grau o teor de sulfidrila livre de todas as amostras analisadas, evidenciando uma mudança na molécula da proteína confirmada pelas alterações observadas através das análises de calorimetria diferencial de varredura, cromatografia líquida de fase reversa, eletroforese e microscopia eletrônica. Foi realizada também uma avaliação sobre os efeitos do tratamento sob alta pressão isostática (200-700 MPa) sobre os fatores antinutricionais teor de fitato e inibidor de tripsina, constatando-se que a alta pressão não alterou os teores do inibidor de tripsina; porém, não foram detectadas concentrações de fitato após este tratamento / Abstract: Soy protein isolate (SPI) contains at least 90% protein and its physics and chemical properties define some functional properties that influence its use and acceptance as an ingredient in meat products, baby foods, beverages and bread products. The polysaccharides pectin and k-carrageenan are used as a thickening, gelation and emulsion stabilising agent in some food products. The effects of isostatic and dynamic high pressure on functional properties (solubility and emulsifying activity index ¿ EAI) of SPI alone as well of SPI mixed with pectin and k-carrageenan (only for isostatic high pressure treatment) were evaluated in this work. For isostatic high pressure processing the rheological properties G¿ and G¿¿ were also evaluated. To analyse the effects of isostatic high-pressure treatment on SPI a complete factorial design 23 was applied with protein concentration, pH and pressure as independent variables. For dynamic high-pressure treatment the variables were the pH and the pressure. Initially, to analyse the effects of independent variables (protein concentration, polysaccharide concentration ¿pectin or k-carrageenan, pH and pressure level) in mixed protein-polysaccharide systems a fractional factorial design 24-1 was applied and the protein concentration was fixed at 1% for the next complete designs. The samples with the highest effect on protein solubility, EAI and in some cases also G¿¿ value were evaluated as well by electrophoresis (Native and SDS-Page), free sulphydryl determination, reversed phase high pressure liquid chromatography (RP-HPLC), differential scanning calorimetry (DSC) and having their microstructure documented. The pH was the main factor that affecting protein solubility in all studied pH ranges, for SPI alone and SPI mixed with polysaccharides and for both high-pressure equipments. The EAI was maximum in low high-pressure treatments (200-300 MPa) with isostatic equipment for pH 2.66-4.34 range, when the system was only SPI. In pH 5.16-6.84 range the highest EAI values was in middle high-pressure values (450 MPa) and low pH. When SPI was mixed with pectin and k-carrageenan the highest values of EAI was in the extreme points of isostatic high pressure (the highest or the lower). When dynamic high-pressure equipment was used the region of the highest values of EAI was near by the soy protein isoelectric point (pI). Loss modulus (G¿) was the dominant compound in all the isostatic experiments done and exhibited a predominantly viscous behaviour. The selected samples analysis with SPI alone as well SPI mixed with pectin or k-carrageenan samples showed that isostatic or dynamic high pressure treatment decreased in some degree the free sulphydryl content of all analysed samples showing that some change occurred in soy protein molecule as confirmed by DSC, RP¿HPLC, electrophoresis and scanning electronic microscopy. The evaluation of isostatic high pressure treatment (200-700 MPa) on antinutritional factors such as phytate content and trypsin inhibitor showed that high pressure did not change the trypsin inhibitor activity but was effective in eliminating the phytate content / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador : Yong Kun Park / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:01:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lui_MariaCristinaYoun_M.pdf: 779941 bytes, checksum: aa1237e20c91ff048441111b62275d6b (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos