CAPES / O leite é um alimento com poder nutricional considerável e, por ser rico em componentes nutritivos, apresenta-se como um ótimo meio de crescimento para microrganismos. Portanto, o leite “cru”, deve passar por um tratamento térmico para reduzir ou eliminar as bactérias nocivas. O consumo de leite que tenha passado por um tratamento inadequado pode levar a infecções devido a diversos agentes patogênicos como, por exemplo, a Salmonella spp.. Por ser altamente nociva, a presença desta bactéria em alimentos é intolerável, tornando obrigatórios os testes microbiológicos de amostras de alimentos para determinar a presença deste microrganismo. Os métodos convencionais para a detecção da Salmonella spp. são lentos e trabalhosos, exigem o uso de volumes consideráveis de meios líquidos e sólidos e reagentes. Desta forma, metodologias alternativas que apresentem vantagens, tais como um custo relativamente baixo, rapidez, não ser destrutiva, ser livre de uso de reagentes, e consequentemente, não gerar Q Residuals, são demandas urgentes no controle de qualidade deste tipo de alimento. Assim, esta pesquisa teve como objetivo oferecer uma metodologia alternativa baseada em Espectroscopia no Infravermelho Próximo (NIR) para discriminar entre presença e ausência de Salmonella spp. em leite integral e desnatado UHT (Ultra High Temperature). Para isso, foram adquiridas diferentes amostras de leite integral e desnatado, ambos tratados de forma UHT. O tratamento dos dados foi realizado em software Matlab®, utilizando-se ferramentas do PLS toolbox®. Os modelos PLS-DA obtidos foram centrados na média, utilizando-se validação cruzada com algoritmo “deixe um fora”. O modelo para a discriminação de amostras de leite desnatado foi construído utilizando-se 4 variáveis latentes e apresentou RMSEC = 0,1639; RMSECV = 0,2084 e RMSEP = 0,0971. Já para leite integral, o modelo foi construído utilizandose 6 variáveis latentes com valores de RMSEC = 0,1351; RMSECV = 0,2076 e RMSEP = 0,0928. Os resultados mostraram que a metodologia sugerida foi capaz de discriminar as amostras contaminadas das não contaminadas com êxito, apresentando potencial para implementação no setor de controle de qualidade deste tipo de alimento. / Milk is a food with significant nutritional value and for being rich in nutritional constituents is presented as a great growth medium for microorganisms. Therefore, the "raw" milk, must undergo a thermal treatment to reduce or eliminate the most harmful bacteria. The consumption of milk that has passed through improper treatment, can lead to infections due to various pathogens such as, Salmonella spp.. For being highly detrimental, the presence of these bacteria in food is intolerable, making the microbiological food testing’sto determine the presence of this microorganism, absolutely required. Conventional methods to detect Salmonella spp. are laborious, requiring the use of significant amounts of liquid and solid media and reagents, besides demanding time-consuming procedures. Therefore, alternative methods which provide advantages, such as, relatively low cost, fast, non-destructive, free of reagents and, consequently, which does not generate waste are urgent demand did to the quality control of this kind of food. Thus, this research aimed to offer an alternative methodology based on Near Infrared (NIR) spectroscopy to discriminate between the presence and absence of Salmonella spp. in whole and skimmed UHT milk. Different samples of whole and skimmed milk, both treated through UHT were submitted to data analysis conducted in Matlab ® software, using PLS toolbox® tools. The PLS-DA models were median centered and cross-validated using leave one out algorithm. The model to discriminate skimmed milk samples was constructed using four latent variables and presented RMSEC = 0.1639; RMSECV = 0.2084 and RMSEP = 0.0971. To the whole milk, the model was built using six latent variables with RMSEC = 0.1351 values; RMSECV = 0.2076 and RMSEP = 0.0928. The results showed that the suggested methodology was able to differentiate between contaminated and uncontaminated samples successfully, presenting potential to be implemented in the quality control sector of milk industry.

CNPQ / O leite é uma das principais fontes de nutrientes da dieta humana e é um alimento que acompanha o ser humano durante toda a vida, tanto como leite de consumo como através de seus derivados. O leite pode apresentar contaminação oriunda de diversas fontes, relacionados desde a ordenha até o processo de beneficiamento do mesmo. Dentre esses contaminantes, destacam-se as micotoxinas, que são metabólitos tóxicos produzidos por fungos em condições de estresse. Estudos correlacionam a ocorrência de micotoxinas em leite e derivados lácteos, com ênfase na aflatoxina M1 (AFM1) que é regulamentada pela legislação vigente. Apesar da maior parte da literatura afirmar que a aflatoxina B1 (AFB1) é completamente convertida em AFM1, resultados preliminares tem sugerido que isso não é verdadeiro, o que vem a justificar que a mesma passe, também, a ser analisada, uma vez que a toxicidade da AFB1 é maior que a da AFM1. Na área de leite e derivados lácteos, estudos têm sugerido que as aflatoxinas, em especial a AFM1, localizam-se predominantemente nas frações proteicas. Porém, a elucidação da interação entre AFM1 e fração proteica permanece sem conclusão definitiva, o que sugere um campo amplo de estudo nesta área. Ainda, tendo em vista que a concentração de aflatoxinas é predominante na fração proteica e que pode haver uma interação química entre esta fração e aflatoxinas, os tratamentos térmicos aos quais o leite é submetido podem causar alterações significativas nas estruturas dessas proteínas e, por conseguinte, nas interações entre proteínas e AFM1 e AFB1. Portanto, o entendimento da natureza das ligações entre as AFM1 e AFB1 às proteínas do leite é imprescindível para a compreensão da biodisponibilidade dessas micotoxinas em animais e seres humanos. Desta forma, o objetivo do trabalho foi verificar o efeito do tratamento térmico e da digestibilidade sobre a interação proteína-aflatoxina. Para isso, foram contaminados amostras de solução de caseína bovina e leite desnatado com AFB1 (200 µg.L-1) e AFM1 (20 µg.L-1), posteriormente submetidas a pasteurização e digestão in vitro. As determinações realizadas consistiram na quantificação das AFLB1 e M1 por Cromatografia à Líquido de Ultra Alta Eficiência, Espectroscopia na região do infra vermelho (FTIR), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Espectroscopia de fluorescência. Não houve redução da concentração de AFB1 e AFM1 após o tratamento térmico e a bioacessibilidade foi de 91,2% 70,5% e 90,9% e 69,7%, respetivamente, para caseína bovina e leite desnatado. Avaliando quantitativamente as estruturas secundárias da solução de caseína bovina e leite desnatado contaminados com AFB1 e AFM1 as principais mudanças ocorreram nas estruturas β-volta, β-anti e β-folha. Com a análise de DSC observou-se picos exotérmicos para ambos os ensaios, com variação de entalpia (∆H) após cada ensaio. Em relação aos espectros de fluorescência, foi possível verificar que as AFB1 e AFM1 promoveram redução da fluorescência original das proteínas lácteas. Pelos resultados obtidos, é possível concluir que a concentração das AFB1 e M1 não foram reduzidas pela temperaturaempregada, provavelmente pela interação proteínas do leite-aflatoxina, resultando numa bioacessibilidade relativamente elevada. / Milk and derivates are one of the main sources of nutrients of the human diet and is a food that follow's man during all of your life. The milk may be contaminated from several sources, related since milking until the beneficiation process. Among these contaminants, highlights are the mycotoxins, which are toxic metabolites produced by fungus in conditions of stress. Studies related to the occurrence of mycotoxins in milk and milk products, with the emphasis on aflatoxin M1 (AFM1) which is ruled by Brazilian law. While most of the literature stating that aflatoxin B1 (AFB1) is completely converted into AFM1, preliminary results have suggested that this is not true, justifying that it passes also to analyze because the toxicity of AFB1 is greater than the AFM1. In the milk and dairy products, studies have suggested that aflatoxins, in particular AFM1, are located predominantly in protein fractions. However, the elucidation of the interaction between AFM1 and protein fraction remains without definitive conclusion, suggesting a large broad field of study in this area. Also considering that the concentration of aflatoxins are prevalent in the protein fractions and can have a chemical interaction between these fractions and aflatoxins, the thermal treatments that the milk is subjected can cause significant changes in these proteins structures and consequently in interactions between proteins and AFM1 and AFB1. Therefore, the knowledge of nature of the links between AFM1 and AFB1 to milk proteins is indispensable for understanding the bioavailability of these mycotoxins in animals and humans. Thus, the aim of this study was to investigate the effect of thermal treatment and the digestibility of the interaction protein-aflatoxin. For this, samples of bovine casein solution and skimmed milk were contaminated with AFB1 (200 μg.L-1) and AFM1 (20 μg.L-1), and then submitted to pasteurization and in vitro digestion. The carried analyzes consisted in quantifying AFB1 and AFM1using high performance liquid chromatography, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and fluorescence spectroscopy. There was no reduction in the concentration of AFB1 and AFM1 and after the thermal treatment the bioaccessibility was 91.2% and 70.5%, 90.9% and 69.7%, respectively, for bovine casein and skim milk. In quantitative assessments of the secondary structures of bovine casein and skim milk contaminated with AFB1 and AFM1 the major changes occurred in the β-turn structures, β-anti and β-sheet. With the DSC analysis was observed exothermic peaks for both tests, the change of enthalpy (∆H) after each test. Regarding the fluorescence spectra, we found that AFB1 and AFM1 promoted reduction of the original fluorescence of milk proteins. From the results, it may be concluded that the concentration of AFB1 and M1 not been reduced by the temperature applied, probably by the interaction between milk protein and aflatoxin, resulting in a relatively high bioaccessibility.

A indústria de óleos e gorduras rotineiramente adquire uma grande quantidade de dados durante suas rotinas operacionais. Um dos principais parâmetros utilizados para o controle do processo de hidrogenação é o índice de iodo (IV) que quantifica o grau relativo de insaturação dos ácidos graxos. A metodologia tradicional para determinação do índice de iodo (AOCS Cd 1b-87) implica em várias etapas de preparo de amostra, acarretando em um tempo de execução em torno de 30 a 45 minutos. Como, geralmente, o processo de hidrogenação industrial ocorre em bateladas, o reator permanece parado com o óleo e reagentes até a análise do IV, que é determinante para liberar a gordura hidrogenada para as próximas etapas. Assim, a combinação de técnicas instrumentais rápidas com métodos de análise multivariada é importante para extrair as informações mais relevantes sobre a composição química das amostras permitindo um monitoramento online do processo. Nesse contexto, este trabalho teve dois objetivos principais. Primeiramente, foi realizado o monitoramento do processo de hidrogenação industrial do óleo de soja utilizando mapas auto organizáveis (SOM) em combinação com dados de composição de ácidos graxos obtidos por cromatografia gasosa com detector de ionização por chama (GC-FID). Posteriormente, por meio da espectroscopia no infravermelho médio com reflectância atenuada (FTIR-ATR), foi elaborado um modelo de regressão por mínimos quadrados parciais (PLS) para a determinação rápida do IV. Através do SOM foi possível acompanhar as reações de saturação e isomerização que ocorrem durante a hidrogenação. Foi constatado que os isômeros trans são mais estáveis e menos sensíveis à hidrogenação que os isômeros cis. De acordo com os mapas, a variação dos ácidos graxos monoinsaturados está relacionada principalmente com o aumento do C18:1, a variação dos poli-insaturados com a redução do C18:2(cis), dos saturados com o aumento do C18:0 e dos ácidos graxos trans com o aumento do C18:1(trans). O IV foi o principal parâmetro químico responsável pela segmentação das amostras em função do tempo de hidrogenação, com uma redução significativa, em média, de 125,75 para 60,04 g I2.100 g-1 de óleo. Assim, o SOM foi eficiente para o reconhecimento e a caracterização das diferentes etapas do processo de hidrogenação industrial. De acordo com desempenho mostrado pelas figuras de mérito, o modelo PLS proposto apresentou uma boa correlação entre os valores de referência e os valores previstos de IV. O modelo capturou adequadamente a natureza química do processo de hidrogenação do óleo de soja em reator industrial confirmando as bandas de absorção mais correlacionados ao IV. O conjunto de resultados obtidos indica que a análise multivariada combinada com métodos instrumentais pode ser utilizada como uma alternativa rápida e confiável para o monitoramento do processo de hidrogenação industrial do óleo de soja e determinação do IV, com mínimo preparo de amostra e sem a geração de resíduos químicos. Dessa maneira, coletar amostras do processo industrial em andamento e obter os resultados em tempo real pode corrigir desvios operacionais e evitar paradas de produção. / The oils and fats industry routinely get a large amount of data during its operational routines. One of the main parameters used to control the hydrogenation process is the iodine value (IV) which quantifies the relative unsaturation degree of fatty acids. The traditional method for determining the iodine value (AOCS Cd 1b-87) involves several stages of preparation, resulting in a running time of around 30 to 45 minutes. Generally, the industrial hydrogenation process takes place in batches, so the reactor remains stationary with the oil and reagents until complete the IV analysis, which is critical to release the hydrogenated fat for the next steps. Thus, the combination of fast instrumental techniques with multivariate analysis methods is impportant to extract the most relevant information about the chemical composition of samples, allowing an online process monitoring. In this context, this work had two main objectives. First, monitoring was performed in the industrial process of soybean oil hydrogenation using self-organizing maps (SOM) in combination with fatty acid composition data obtained by gas chromatography with flame ionization detector (GC-FID). Subsequently, through the mid-infrared spectroscopy with attenuated reflectance (FTIR-ATR), was developed a regression model by partial least squares (PLS) for the rapid determination of the IV. Through the SOM it was possible monitoring the saturation and isomerization reactions which occur during the hydrogenation. It was also observed that the trans isomers are more stable and less sensible to the hydrogenation that the cis isomers. According to the maps, the variation of monounsaturated fatty acids is mainly related with an increase in C18:1, the variation of polyunsaturated with reduction in C18: 2 (cis), saturated fatty acids with the increase in C18:0 and trans fatty acids an increase in C18:1 (trans). The IV was the main chemical parameter responsible for segmentation of the samples as a function of hydrogenation time, with a significant reduction in average of 125.75 to 60.04 g I2.100 g-1. Thus, the SOM was efficient for the recognition and characterization of the different stages of the industrial hydrogenation process. According to performance shown by figures of merit, the proposed PLS model showed a good correlation between the reference values and the predicted values of IV. The model adequately captured the chemical nature of soybean oil hydrogenation process on industrial reactor and confirming the absorption bands more correlated to IV. The set of results shows that the multivariate analysis in tandem with instrumental methods can be used as a fast and reliable alternative to monitoring the industrial soybean oil hydrogenation process and determination of IV with minimal sample preparation and without the generation of chemical residues. Thus, collecting samples of the industrial process in progress and get results in real time can correct operational deviations and prevent production downtime.

CAPES / Neste trabalho foi desenvolvida uma formulação otimizada de bolo de chocolate com substituição parcial da farinha de trigo por uma mistura de farinha de yacon e maca peruana. Os tubérculos escolhidos são alimentos com propriedades funcionais benéficas à saúde, como ação antioxidante e efeito prebiótico. A influência das proporções das farinhas e a quantidade de água acrescentada à massa foram avaliadas através de análise sensorial, colorimetria, perfil de textura e volume específico. Foi aplicado um planejamento experimental do tipo simplex-centroid, para as proporções das três farinhas, com a quantidade de água como uma variável de processo avaliada em três níveis distintos. De acordo com os resultados do atributo aceitabilidade geral dos bolos, os julgadores foram segmentados em dois grupos pela técnica do k-means. Após a segmentação foram construídos modelos de regressão para aceitabilidade geral média de cada grupo sendo obtido valores de R2ajustado de 92,5 % para o grupo 1 e 98,9 % para o grupo 2. Através da otimização pelo método simplex sequencial foi determinada uma formulação otimizada para o grupo 1 (49 % de trigo, 37 % de yacon, 14,0 % de maca e 140,0 mL de água) e outra para o grupo 2 (35 % de trigo, 65 % de yacon, 0,0 % de maca e 120,0 mL de água). Além dessas formulações, foi proposta uma terceira mistura com o maior teor de maca (32 %) que não alterasse significativamente a aceitação geral de ambos os grupos. De maneira geral, os resultados da avaliação sensorial indicaram que a presença do yacon aumenta o grau de aceitação do bolo, mesmo com a adição da maca que se mostrou sensorialmente menos aceita. Foi identificada uma correlação significativa entre a aceitação geral dos bolos e seu sabor. Assim também, a cor sensorial foi diretamente relacionada a bolos mais escuros e com maior saturação do marrom. As três formulações otimizadas em conjunto com duas formulações controle foram utilizadas em uma análise de perfil livre. Os resultados da análise de perfil livre foram submetidos à análise de componentes comuns com pesos específicos, cujos resultados, na forma de um gráfico de consenso e de saliências, tornaram observáveis os efeitos diretos da substituição do trigo pelo yacon e pela maca, sobre as propriedades sensoriais dos bolos produzidos. A correlação das componentes comuns com os atributos dos julgadores foi utilizada para a descrição sensorial das amostras. Assim, uma maior proporção de maca intensifica a cor marrom, o aroma e sabor de queimado. Já uma maior proporção de yacon produz uma melhor aparência, maciez, sabor doce e de chocolate. Isto corrobora a afirmação que a substituição do trigo pelo yacon nos bolos produzidos traz melhorias às suas características sensoriais, enquanto a adição de maca traz prejuízos sensíveis às mesmas. / This work describes the development of an optimized chocolate cake formulation with partial substitution of wheat flour by a mixture of yacon flour and maca flour. The chosen tubercles are functional foods with benefits to human health, as antioxidant activity and prebiotic effect. The influence of the proportions of the flours, as the amount of water added to the batter, were evaluated through the results of sensory analysis, colorimetry, texture profiling and specific volume. The simplex-centroid experimental design was proposed for the three mixture variables (flours proportions) and one process variable (amount of water added to the batter) in three distinct levels. The consumers were segmented through the k-means technique, grouped by their overall acceptability of the cakes. A regression model for the overall acceptability was constructed for both groups, with a R2adjusted of 92.5 % for group 1 and 98.9 % for group 2. The sequential simplex method was used to optimize the formulation for group 1 (49 % wheat, 37 % yacon, 14 % maca and 140 mL of water) and, group 2 (35 % wheat, 65 % yacon, 0 % maca and 120 mL of water). It was proposed a third formulation with greater maca content (32 %) and minimal effect on overall acceptability for both groups. In general, the sensory evaluation results indicated that the presence of yacon increases the acceptability of the cakes, even when maca was added, which alone showed less desirable. A significant correlation was observed between the overall acceptability of the cakes and their flavor. In addition, the sensory evaluation of color was found strongly correlated to darker cakes and saturated browns. The free-choice profiling was applied to the three optimized formulations along with two control formulations. The data acquired was evaluated with common components and specific weights analysis. The results, presented as similarity map and subject space, made directly observable the effects of wheat substitution by yacon and maca over the sensory characteristics of the produced cakes. The correlation of the common components with the consumers’ attributes was used for sensory description of samples. Thus, a greater proportion of maca enhances the brown color, but also the burnt aroma and taste of the cakes. Whereas, a higher proportion of yacon produces a better appearance, softness, sweetness and increased chocolate flavor. This corroborates the claim that the replacement of wheat by yacon in the produced cakes brings improvements to their sensory characteristics, while adding maca is clearly deleterious to them.

CAPES / O leite é um alimento com poder nutricional considerável e, por ser rico em componentes nutritivos, apresenta-se como um ótimo meio de crescimento para microrganismos. Portanto, o leite “cru”, deve passar por um tratamento térmico para reduzir ou eliminar as bactérias nocivas. O consumo de leite que tenha passado por um tratamento inadequado pode levar a infecções devido a diversos agentes patogênicos como, por exemplo, a Salmonella spp.. Por ser altamente nociva, a presença desta bactéria em alimentos é intolerável, tornando obrigatórios os testes microbiológicos de amostras de alimentos para determinar a presença deste microrganismo. Os métodos convencionais para a detecção da Salmonella spp. são lentos e trabalhosos, exigem o uso de volumes consideráveis de meios líquidos e sólidos e reagentes. Desta forma, metodologias alternativas que apresentem vantagens, tais como um custo relativamente baixo, rapidez, não ser destrutiva, ser livre de uso de reagentes, e consequentemente, não gerar Q Residuals, são demandas urgentes no controle de qualidade deste tipo de alimento. Assim, esta pesquisa teve como objetivo oferecer uma metodologia alternativa baseada em Espectroscopia no Infravermelho Próximo (NIR) para discriminar entre presença e ausência de Salmonella spp. em leite integral e desnatado UHT (Ultra High Temperature). Para isso, foram adquiridas diferentes amostras de leite integral e desnatado, ambos tratados de forma UHT. O tratamento dos dados foi realizado em software Matlab®, utilizando-se ferramentas do PLS toolbox®. Os modelos PLS-DA obtidos foram centrados na média, utilizando-se validação cruzada com algoritmo “deixe um fora”. O modelo para a discriminação de amostras de leite desnatado foi construído utilizando-se 4 variáveis latentes e apresentou RMSEC = 0,1639; RMSECV = 0,2084 e RMSEP = 0,0971. Já para leite integral, o modelo foi construído utilizandose 6 variáveis latentes com valores de RMSEC = 0,1351; RMSECV = 0,2076 e RMSEP = 0,0928. Os resultados mostraram que a metodologia sugerida foi capaz de discriminar as amostras contaminadas das não contaminadas com êxito, apresentando potencial para implementação no setor de controle de qualidade deste tipo de alimento. / Milk is a food with significant nutritional value and for being rich in nutritional constituents is presented as a great growth medium for microorganisms. Therefore, the "raw" milk, must undergo a thermal treatment to reduce or eliminate the most harmful bacteria. The consumption of milk that has passed through improper treatment, can lead to infections due to various pathogens such as, Salmonella spp.. For being highly detrimental, the presence of these bacteria in food is intolerable, making the microbiological food testing’sto determine the presence of this microorganism, absolutely required. Conventional methods to detect Salmonella spp. are laborious, requiring the use of significant amounts of liquid and solid media and reagents, besides demanding time-consuming procedures. Therefore, alternative methods which provide advantages, such as, relatively low cost, fast, non-destructive, free of reagents and, consequently, which does not generate waste are urgent demand did to the quality control of this kind of food. Thus, this research aimed to offer an alternative methodology based on Near Infrared (NIR) spectroscopy to discriminate between the presence and absence of Salmonella spp. in whole and skimmed UHT milk. Different samples of whole and skimmed milk, both treated through UHT were submitted to data analysis conducted in Matlab ® software, using PLS toolbox® tools. The PLS-DA models were median centered and cross-validated using leave one out algorithm. The model to discriminate skimmed milk samples was constructed using four latent variables and presented RMSEC = 0.1639; RMSECV = 0.2084 and RMSEP = 0.0971. To the whole milk, the model was built using six latent variables with RMSEC = 0.1351 values; RMSECV = 0.2076 and RMSEP = 0.0928. The results showed that the suggested methodology was able to differentiate between contaminated and uncontaminated samples successfully, presenting potential to be implemented in the quality control sector of milk industry.

CNPQ / O leite é uma das principais fontes de nutrientes da dieta humana e é um alimento que acompanha o ser humano durante toda a vida, tanto como leite de consumo como através de seus derivados. O leite pode apresentar contaminação oriunda de diversas fontes, relacionados desde a ordenha até o processo de beneficiamento do mesmo. Dentre esses contaminantes, destacam-se as micotoxinas, que são metabólitos tóxicos produzidos por fungos em condições de estresse. Estudos correlacionam a ocorrência de micotoxinas em leite e derivados lácteos, com ênfase na aflatoxina M1 (AFM1) que é regulamentada pela legislação vigente. Apesar da maior parte da literatura afirmar que a aflatoxina B1 (AFB1) é completamente convertida em AFM1, resultados preliminares tem sugerido que isso não é verdadeiro, o que vem a justificar que a mesma passe, também, a ser analisada, uma vez que a toxicidade da AFB1 é maior que a da AFM1. Na área de leite e derivados lácteos, estudos têm sugerido que as aflatoxinas, em especial a AFM1, localizam-se predominantemente nas frações proteicas. Porém, a elucidação da interação entre AFM1 e fração proteica permanece sem conclusão definitiva, o que sugere um campo amplo de estudo nesta área. Ainda, tendo em vista que a concentração de aflatoxinas é predominante na fração proteica e que pode haver uma interação química entre esta fração e aflatoxinas, os tratamentos térmicos aos quais o leite é submetido podem causar alterações significativas nas estruturas dessas proteínas e, por conseguinte, nas interações entre proteínas e AFM1 e AFB1. Portanto, o entendimento da natureza das ligações entre as AFM1 e AFB1 às proteínas do leite é imprescindível para a compreensão da biodisponibilidade dessas micotoxinas em animais e seres humanos. Desta forma, o objetivo do trabalho foi verificar o efeito do tratamento térmico e da digestibilidade sobre a interação proteína-aflatoxina. Para isso, foram contaminados amostras de solução de caseína bovina e leite desnatado com AFB1 (200 µg.L-1) e AFM1 (20 µg.L-1), posteriormente submetidas a pasteurização e digestão in vitro. As determinações realizadas consistiram na quantificação das AFLB1 e M1 por Cromatografia à Líquido de Ultra Alta Eficiência, Espectroscopia na região do infra vermelho (FTIR), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Espectroscopia de fluorescência. Não houve redução da concentração de AFB1 e AFM1 após o tratamento térmico e a bioacessibilidade foi de 91,2% 70,5% e 90,9% e 69,7%, respetivamente, para caseína bovina e leite desnatado. Avaliando quantitativamente as estruturas secundárias da solução de caseína bovina e leite desnatado contaminados com AFB1 e AFM1 as principais mudanças ocorreram nas estruturas β-volta, β-anti e β-folha. Com a análise de DSC observou-se picos exotérmicos para ambos os ensaios, com variação de entalpia (∆H) após cada ensaio. Em relação aos espectros de fluorescência, foi possível verificar que as AFB1 e AFM1 promoveram redução da fluorescência original das proteínas lácteas. Pelos resultados obtidos, é possível concluir que a concentração das AFB1 e M1 não foram reduzidas pela temperaturaempregada, provavelmente pela interação proteínas do leite-aflatoxina, resultando numa bioacessibilidade relativamente elevada. / Milk and derivates are one of the main sources of nutrients of the human diet and is a food that follow's man during all of your life. The milk may be contaminated from several sources, related since milking until the beneficiation process. Among these contaminants, highlights are the mycotoxins, which are toxic metabolites produced by fungus in conditions of stress. Studies related to the occurrence of mycotoxins in milk and milk products, with the emphasis on aflatoxin M1 (AFM1) which is ruled by Brazilian law. While most of the literature stating that aflatoxin B1 (AFB1) is completely converted into AFM1, preliminary results have suggested that this is not true, justifying that it passes also to analyze because the toxicity of AFB1 is greater than the AFM1. In the milk and dairy products, studies have suggested that aflatoxins, in particular AFM1, are located predominantly in protein fractions. However, the elucidation of the interaction between AFM1 and protein fraction remains without definitive conclusion, suggesting a large broad field of study in this area. Also considering that the concentration of aflatoxins are prevalent in the protein fractions and can have a chemical interaction between these fractions and aflatoxins, the thermal treatments that the milk is subjected can cause significant changes in these proteins structures and consequently in interactions between proteins and AFM1 and AFB1. Therefore, the knowledge of nature of the links between AFM1 and AFB1 to milk proteins is indispensable for understanding the bioavailability of these mycotoxins in animals and humans. Thus, the aim of this study was to investigate the effect of thermal treatment and the digestibility of the interaction protein-aflatoxin. For this, samples of bovine casein solution and skimmed milk were contaminated with AFB1 (200 μg.L-1) and AFM1 (20 μg.L-1), and then submitted to pasteurization and in vitro digestion. The carried analyzes consisted in quantifying AFB1 and AFM1using high performance liquid chromatography, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and fluorescence spectroscopy. There was no reduction in the concentration of AFB1 and AFM1 and after the thermal treatment the bioaccessibility was 91.2% and 70.5%, 90.9% and 69.7%, respectively, for bovine casein and skim milk. In quantitative assessments of the secondary structures of bovine casein and skim milk contaminated with AFB1 and AFM1 the major changes occurred in the β-turn structures, β-anti and β-sheet. With the DSC analysis was observed exothermic peaks for both tests, the change of enthalpy (∆H) after each test. Regarding the fluorescence spectra, we found that AFB1 and AFM1 promoted reduction of the original fluorescence of milk proteins. From the results, it may be concluded that the concentration of AFB1 and M1 not been reduced by the temperature applied, probably by the interaction between milk protein and aflatoxin, resulting in a relatively high bioaccessibility.

A indústria de óleos e gorduras rotineiramente adquire uma grande quantidade de dados durante suas rotinas operacionais. Um dos principais parâmetros utilizados para o controle do processo de hidrogenação é o índice de iodo (IV) que quantifica o grau relativo de insaturação dos ácidos graxos. A metodologia tradicional para determinação do índice de iodo (AOCS Cd 1b-87) implica em várias etapas de preparo de amostra, acarretando em um tempo de execução em torno de 30 a 45 minutos. Como, geralmente, o processo de hidrogenação industrial ocorre em bateladas, o reator permanece parado com o óleo e reagentes até a análise do IV, que é determinante para liberar a gordura hidrogenada para as próximas etapas. Assim, a combinação de técnicas instrumentais rápidas com métodos de análise multivariada é importante para extrair as informações mais relevantes sobre a composição química das amostras permitindo um monitoramento online do processo. Nesse contexto, este trabalho teve dois objetivos principais. Primeiramente, foi realizado o monitoramento do processo de hidrogenação industrial do óleo de soja utilizando mapas auto organizáveis (SOM) em combinação com dados de composição de ácidos graxos obtidos por cromatografia gasosa com detector de ionização por chama (GC-FID). Posteriormente, por meio da espectroscopia no infravermelho médio com reflectância atenuada (FTIR-ATR), foi elaborado um modelo de regressão por mínimos quadrados parciais (PLS) para a determinação rápida do IV. Através do SOM foi possível acompanhar as reações de saturação e isomerização que ocorrem durante a hidrogenação. Foi constatado que os isômeros trans são mais estáveis e menos sensíveis à hidrogenação que os isômeros cis. De acordo com os mapas, a variação dos ácidos graxos monoinsaturados está relacionada principalmente com o aumento do C18:1, a variação dos poli-insaturados com a redução do C18:2(cis), dos saturados com o aumento do C18:0 e dos ácidos graxos trans com o aumento do C18:1(trans). O IV foi o principal parâmetro químico responsável pela segmentação das amostras em função do tempo de hidrogenação, com uma redução significativa, em média, de 125,75 para 60,04 g I2.100 g-1 de óleo. Assim, o SOM foi eficiente para o reconhecimento e a caracterização das diferentes etapas do processo de hidrogenação industrial. De acordo com desempenho mostrado pelas figuras de mérito, o modelo PLS proposto apresentou uma boa correlação entre os valores de referência e os valores previstos de IV. O modelo capturou adequadamente a natureza química do processo de hidrogenação do óleo de soja em reator industrial confirmando as bandas de absorção mais correlacionados ao IV. O conjunto de resultados obtidos indica que a análise multivariada combinada com métodos instrumentais pode ser utilizada como uma alternativa rápida e confiável para o monitoramento do processo de hidrogenação industrial do óleo de soja e determinação do IV, com mínimo preparo de amostra e sem a geração de resíduos químicos. Dessa maneira, coletar amostras do processo industrial em andamento e obter os resultados em tempo real pode corrigir desvios operacionais e evitar paradas de produção. / The oils and fats industry routinely get a large amount of data during its operational routines. One of the main parameters used to control the hydrogenation process is the iodine value (IV) which quantifies the relative unsaturation degree of fatty acids. The traditional method for determining the iodine value (AOCS Cd 1b-87) involves several stages of preparation, resulting in a running time of around 30 to 45 minutes. Generally, the industrial hydrogenation process takes place in batches, so the reactor remains stationary with the oil and reagents until complete the IV analysis, which is critical to release the hydrogenated fat for the next steps. Thus, the combination of fast instrumental techniques with multivariate analysis methods is impportant to extract the most relevant information about the chemical composition of samples, allowing an online process monitoring. In this context, this work had two main objectives. First, monitoring was performed in the industrial process of soybean oil hydrogenation using self-organizing maps (SOM) in combination with fatty acid composition data obtained by gas chromatography with flame ionization detector (GC-FID). Subsequently, through the mid-infrared spectroscopy with attenuated reflectance (FTIR-ATR), was developed a regression model by partial least squares (PLS) for the rapid determination of the IV. Through the SOM it was possible monitoring the saturation and isomerization reactions which occur during the hydrogenation. It was also observed that the trans isomers are more stable and less sensible to the hydrogenation that the cis isomers. According to the maps, the variation of monounsaturated fatty acids is mainly related with an increase in C18:1, the variation of polyunsaturated with reduction in C18: 2 (cis), saturated fatty acids with the increase in C18:0 and trans fatty acids an increase in C18:1 (trans). The IV was the main chemical parameter responsible for segmentation of the samples as a function of hydrogenation time, with a significant reduction in average of 125.75 to 60.04 g I2.100 g-1. Thus, the SOM was efficient for the recognition and characterization of the different stages of the industrial hydrogenation process. According to performance shown by figures of merit, the proposed PLS model showed a good correlation between the reference values and the predicted values of IV. The model adequately captured the chemical nature of soybean oil hydrogenation process on industrial reactor and confirming the absorption bands more correlated to IV. The set of results shows that the multivariate analysis in tandem with instrumental methods can be used as a fast and reliable alternative to monitoring the industrial soybean oil hydrogenation process and determination of IV with minimal sample preparation and without the generation of chemical residues. Thus, collecting samples of the industrial process in progress and get results in real time can correct operational deviations and prevent production downtime.

CAPES / Neste trabalho foi desenvolvida uma formulação otimizada de bolo de chocolate com substituição parcial da farinha de trigo por uma mistura de farinha de yacon e maca peruana. Os tubérculos escolhidos são alimentos com propriedades funcionais benéficas à saúde, como ação antioxidante e efeito prebiótico. A influência das proporções das farinhas e a quantidade de água acrescentada à massa foram avaliadas através de análise sensorial, colorimetria, perfil de textura e volume específico. Foi aplicado um planejamento experimental do tipo simplex-centroid, para as proporções das três farinhas, com a quantidade de água como uma variável de processo avaliada em três níveis distintos. De acordo com os resultados do atributo aceitabilidade geral dos bolos, os julgadores foram segmentados em dois grupos pela técnica do k-means. Após a segmentação foram construídos modelos de regressão para aceitabilidade geral média de cada grupo sendo obtido valores de R2ajustado de 92,5 % para o grupo 1 e 98,9 % para o grupo 2. Através da otimização pelo método simplex sequencial foi determinada uma formulação otimizada para o grupo 1 (49 % de trigo, 37 % de yacon, 14,0 % de maca e 140,0 mL de água) e outra para o grupo 2 (35 % de trigo, 65 % de yacon, 0,0 % de maca e 120,0 mL de água). Além dessas formulações, foi proposta uma terceira mistura com o maior teor de maca (32 %) que não alterasse significativamente a aceitação geral de ambos os grupos. De maneira geral, os resultados da avaliação sensorial indicaram que a presença do yacon aumenta o grau de aceitação do bolo, mesmo com a adição da maca que se mostrou sensorialmente menos aceita. Foi identificada uma correlação significativa entre a aceitação geral dos bolos e seu sabor. Assim também, a cor sensorial foi diretamente relacionada a bolos mais escuros e com maior saturação do marrom. As três formulações otimizadas em conjunto com duas formulações controle foram utilizadas em uma análise de perfil livre. Os resultados da análise de perfil livre foram submetidos à análise de componentes comuns com pesos específicos, cujos resultados, na forma de um gráfico de consenso e de saliências, tornaram observáveis os efeitos diretos da substituição do trigo pelo yacon e pela maca, sobre as propriedades sensoriais dos bolos produzidos. A correlação das componentes comuns com os atributos dos julgadores foi utilizada para a descrição sensorial das amostras. Assim, uma maior proporção de maca intensifica a cor marrom, o aroma e sabor de queimado. Já uma maior proporção de yacon produz uma melhor aparência, maciez, sabor doce e de chocolate. Isto corrobora a afirmação que a substituição do trigo pelo yacon nos bolos produzidos traz melhorias às suas características sensoriais, enquanto a adição de maca traz prejuízos sensíveis às mesmas. / This work describes the development of an optimized chocolate cake formulation with partial substitution of wheat flour by a mixture of yacon flour and maca flour. The chosen tubercles are functional foods with benefits to human health, as antioxidant activity and prebiotic effect. The influence of the proportions of the flours, as the amount of water added to the batter, were evaluated through the results of sensory analysis, colorimetry, texture profiling and specific volume. The simplex-centroid experimental design was proposed for the three mixture variables (flours proportions) and one process variable (amount of water added to the batter) in three distinct levels. The consumers were segmented through the k-means technique, grouped by their overall acceptability of the cakes. A regression model for the overall acceptability was constructed for both groups, with a R2adjusted of 92.5 % for group 1 and 98.9 % for group 2. The sequential simplex method was used to optimize the formulation for group 1 (49 % wheat, 37 % yacon, 14 % maca and 140 mL of water) and, group 2 (35 % wheat, 65 % yacon, 0 % maca and 120 mL of water). It was proposed a third formulation with greater maca content (32 %) and minimal effect on overall acceptability for both groups. In general, the sensory evaluation results indicated that the presence of yacon increases the acceptability of the cakes, even when maca was added, which alone showed less desirable. A significant correlation was observed between the overall acceptability of the cakes and their flavor. In addition, the sensory evaluation of color was found strongly correlated to darker cakes and saturated browns. The free-choice profiling was applied to the three optimized formulations along with two control formulations. The data acquired was evaluated with common components and specific weights analysis. The results, presented as similarity map and subject space, made directly observable the effects of wheat substitution by yacon and maca over the sensory characteristics of the produced cakes. The correlation of the common components with the consumers’ attributes was used for sensory description of samples. Thus, a greater proportion of maca enhances the brown color, but also the burnt aroma and taste of the cakes. Whereas, a higher proportion of yacon produces a better appearance, softness, sweetness and increased chocolate flavor. This corroborates the claim that the replacement of wheat by yacon in the produced cakes brings improvements to their sensory characteristics, while adding maca is clearly deleterious to them.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / The development of cakes with a reduced sugar content is to attain the market for people with restriction sugar, or who choose to healthier products however, the sugar not only exerts the characteristic sweetness, but also controls the main phenomena responsible for the formation of structural cakes, thus reducing their losses because the structure of the cakes. The objective of the study was to investigate the possible causes of internal deformation (formation of holes) in sponge cakes with reduced calorie. Seven formulations were developed with increasing substitution of sugar for sweeteners solutions (sucralose / acesulfame K) and xanthan gum. Were produced without wheat flour, which flour has been replaced entirely of gluten powder to verify that only the starch contributes to the deformations presented. Later cakes were produced using wheat flour, with the objective of evaluating the effects of replacing sugar to sweeteners for solutions of xanthan gum on the thermal properties of starch gelatinization and apparent viscosity of the dough cakes. The results of cake wheat flour without demonstrated that replacement of the sugar and sweeteners solutions of xanthan gum, negatively interfering on the functions of the proteins, ruling out the possibility that the starch is the sole agent to contribute with the observed deformations. The results of cakes produced with wheat flour indicated that the use of sweeteners and xanthan gum as a sugar substitute exhibited a higher capacity than sugar and starch to bind water system, raising the temperature (To and Tp) and enthalpies gelatinization resulting in the decrease of the degree of gelatinization and the appearance of dark zones, which appears to have been caused by the the accumulation of compounds of Maillard reaction. The results of the viscosity demonstrate that the sweeteners does not interfere with the development of the viscous behavior of the mass being attributed to the use of xanthan gum was unable to maintain the function of the sugar cakes, contributing to a low volume and formation of holes in the internal structure of cakes. Further study on the stability of the air cells in solutions of gum and / or with other bulking agents such as emulsifiers is suggested. / O desenvolvimento de bolos com reduzido teor de aÃÃcar visa atingir o mercado de pessoas com restriÃÃo ao aÃÃcar, ou que optam por produtos mais saudÃveis no entanto, o aÃÃcar nÃo exerce apenas a doÃura caracterÃstica, mas tambÃm controla os principais fenÃmenos responsÃveis pela formaÃÃo estrutural dos bolos, portanto sua reduÃÃo causa prejuÃzos a estrutura dos bolos. Objetivou-se investigar as possÃveis causas da deformaÃÃo interna (formaÃÃo de buracos) em bolos tipo esponja com reduzido teor calÃrico. Para tanto desenvolveram-se sete formulaÃÃes com substituiÃÃes crescentes do aÃÃcar por soluÃÃes adoÃantes (sucralose/ acessulfame K) e goma xantana. Foram produzidos sem farinha de trigo farinha que foi substituÃda integralmente por glÃten em pà para verificar se apenas o amido contribui para as deformaÃÃes apresentadas. Depois foram produzidos bolos usando a farinha de trigo, objetivando avaliar os efeitos da substituiÃÃo do aÃÃcar pelas soluÃÃes dos adoÃantes com goma xantana sobre as propriedades tÃrmicas de gelatinizaÃÃo do amido e viscosidade aparente da massa dos bolos. Os resultados dos bolos sem farinha de trigo, demonstraram que a substituiÃÃo do aÃÃcar pelas soluÃÃes dos adoÃantes e da goma xantana, interferiram negativamente nas funÃÃes das proteÃnas, descartando a possibilidade do amido ser o Ãnico agente a contribuir com as deformaÃÃes observadas. Os resultados dos bolos produzidos com farinha de trigo revelaram que o uso dos adoÃantes e goma xantana como substituto do aÃÃcar apresentaram uma capacidade superior ao aÃÃcar e o amido de ligar-se a Ãgua do sistema, elevando as temperaturas (To e Tp) e entalpias de gelatinizaÃÃo resultando no decrÃscimo do grau de gelatinizaÃÃo e o surgimento de zonas escuras, que parece ter sido ocasionado pelo acumulo de compostos da reaÃÃo de maillard. Os resultados referentes a viscosidade demostram que os adoÃantes nÃo interferem no desenvolvimento do comportamento viscoso da massa, sendo atribuÃdo ao uso da goma xantana que nÃo conseguiu suprir a ausÃncia funcional do aÃÃcar nos bolos, contribuindo para o baixo volume e formaÃÃo dos buracos na estrutura interna dos bolos. Sugere-se um estudo mais aprofundado sobre a estabilidade das cÃlulas de ar em soluÃÃes de goma e/ ou associados a outros agentes de volume como os emulsificantes.

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