A deglutição é um processo coordenado e extremamente complexo, envolvendo contração e inibição de músculos localizados entre a boca e o estômago. Alterações neste sistema podem gerar disfagia, sinal comum de diversas doenças orgânicas, alterações neurológicas ou doenças neuromusculares, produzindo no paciente dificuldade na mastigação e deglutição de alimentos. Prover deglutição segura para indivíduos disfágicos é um desafio, contudo, esta pode ser facilitada se os alimentos tiverem a textura modificada e os líquidos forem espessados. Dessa maneira, este trabalho teve por objetivo desenvolver uma formulação de espessante alimentar, com valor nutricional agregado, para espessar diferentes líquidos, tornando-os com consistência adequada para pacientes disfásicos e avaliar sua ação em diferentes líquidos, testando a influência do tempo de espessamento e temperatura, sobre a estabilidade das viscosidades obtidas com as amostras. O ingrediente base usado para formulação e fonte de proteína foi o concentrado protéico de soro de leite (WPC), obtido experimentalmente, através da utilização das tecnologias de membranas, ultrafiltração (UF) e diafiltração (DF), através de três experimentos distintos. Inicialmente, 30 litros de soro em pó reconstituído, foram concentrados através da ultrafiltração, com redução do volume para cinco litros, a partir deste volume realizaram-se as diafiltrações. No primeiro experimento executaram-se quatro DF, duas de cinco litros e duas de 2,5 litros, obtendo-se WPC-1 com 56% de proteína. No segundo experimento também com quatro DF, executaram-se dois deles com 10 litros e dois com cinco litros, obtendo-se o WPC-2, com 71% de proteína. Para o terceiro experimento, os ciclos das diafiltrações foram aumentados para seis DF de cinco litros cada, obtendo-se o WPC-3, com 80% de proteína. Os concentrados obtidos foram liofilizados e caracterizados em relação a suas propriedades funcionais, sendo a solubilidade a mais importante por estar diretamente ligada à utilização em formulações alimentares de bebidas. Obteve-se solubilidade média de 70, 77 e 85% para WPC-1, 2 e 3 respectivamente. Pelas características obtidas de concentração de proteínas e percentual de solubilidade, o concentrado protéico obtido no terceiro experimento foi o selecionado para ser utilizado na formulação. Esta ficou constituída de 68% de concentrado protéico de soro de leite, 2% de mix de vitaminas e minerais e 30% do agente espessante (goma guar). Através de testes preliminares realizados com o agente espessante, determinou-se a porção do produto formulado necessária de ser adicionada aos líquidos para que os mesmos atingissem os níveis de consistência desejados, ou seja, 4,2 g para consistência de néctar (50 – 351 cP), 6,7 g para consistência de mel (351-1750 cP) e 9,2 g para consistência de pudim (> 1750 cP), tradicionalmente recomendadas para indivíduos disfásicos, segundo o National Dysphagia Diet Guidelines (NDD). Diferentes amostras (leite, sucos de abacaxi, de uva e de laranja) foram espessadas e realizadas medidas da viscosidade aparente, expressas em centipoise (cP), nos tempos pós-preparo: 10 minutos, 2 horas com taxa de cisalhamento (“shear rate”) de 50s-1 a 25ºC. As amostras foram armazenadas sob refrigeração e após 24 horas, novas medidas foram realizadas com taxa de cisalhamento de 50s-1 a 10ºC. Houve diferença estatística significativa entre as médias de viscosidade nos tempos de preparo de todos os níveis de consistência, demonstrando que o agente espessante utilizado continuou agindo, hidratando-se e aumentando a viscosidade com o passar do tempo. Também foi encontrada diferença significativa entre algumas amostras, com diferentes líquidos de diluição, quando comparadas entre si no mesmo nível de consistência. No entanto, as amostras apresentaram viscosidade dentro dos níveis sugeridos pela National Disfagic Diet, com exceção da consistência de pudim que, no tempo 10 minutos, permaneceu abaixo dos limites, adequando-se com o tempo, para o consumo de indivíduos disfágicos. / The swallowing is a coordinated and extremely complex process, involving contractions and inhibitions of muscles located between the mouth and the stomach. Alterations on this system can generate dysphagia, common sign of several organic diseases, neurological alterations or neuromuscular diseases, producing in the patient difficulty in the mastication and Swallowing of food .To provide safe swallowing for dysphagic individuals is a challenge, however, this can be facilitated, if the food has modified texture and if the liquids are thickened. In this way, the purpose of this work was to develop a formulation of food thickener, with aggregated nutritional value, to thicken different liquid foods, giving them an appropriate consistence for dysphagic individuals and to evaluate its action in different liquid foods, testing the influence of the time of thickening and temperature, over the stability of the viscosities obtained by the samples. As ingredient base for formulation and protein source was used whey protein concentrate (WPC), obtained experimentally, through the use of the technologies of membranes, the ultrafiltration (UF) and diafiltration (DF), through three different experiments. Initially, 30 liters of reconstituted powder serum, were concentrate through ultrafiltration, with reduction of the volume for cinco liters, starting from this volume the diafiltration took place. In the first experiment quatro DF were executed, two of cinco liters and two of 2.5 liters, obtained WPC-1 with 56% of protein. In the second experiment quatro DF were executed, two of them with 10 liters and two with cinco liters, obtaining WPC-2 with 71% of protein. For the third experiment, the cycles of the diafiltration were increased for 6 DF of 5 liters each, obtaining WPC-3 with 80% of protein.The obtained concentrates were liofilized and characterized in relation to its functional properties, being the solubility the most important for being directly linked to the use in alimentary formulations and drink. Average solubility of 70, 77 and 85% were obtained for WPC, 1, 2 and 3 respectively. Due to the obtained characteristics of protein concentrate and its solubility, the WPC obtained in the third experiment was selected for if used in the formulation. This was constituted of 68% of whey protein concentrate, 2% of mix of Vitamins and Minerals and 30% of the thickning agent (gum guar). Through preliminary tests accomplished with the thickening agent the amount of formulated product necessary to reach the desired consistence levels was determined, being 4.2 g for nectar consistence (50 – 351 cP), 6.7 g for honey consistence (351-1750 cP) and 9.2 g for pudding (> 1750 cP), traditionally recommended for dysphagic individuals according to National Dysphagia Diet Guidelines (NDD). Different samples (milk, pineapple juices, and grape and orange) were thickened and measurements of apparent viscosity were carried out, expressed in centipoise (cP), in the times after preparation: 10 minutes, 2 hour with shear rate of 50s-1 to 25±2ºC. The samples were stored under refrigeration and after 24 hours, new measurements were accomplished with shear rate of 50 s-1 to 10±2ºC. There were significant statistic difference among the average viscosity in the times of preparation of all the consistence levels, demonstrating that the thickening agent used continued acting, increasing the viscosity in the course of time. As well as significant differences among some samples when compared to each other in the same consistence level, caused by the different constituents of the drinks taken as sample. However, all samples presented viscosity inside the levels suggested by National Dysphagic Diet, except for the pudding consistence that, in the time of 10 minutes, was below these limits, fitting with time, being for this inside the levels suggested, appropriated for consumption by dysphagic individuals.

Orientador: Carlos Raimundo Ferreira Grosso / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-22T17:05:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_GislaineFerreira_M.pdf: 14331604 bytes, checksum: 0299d24569a9a146c6085746fe878fed (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi produzir micropartículas com multicamadas contendo alto teor de proteínas, capazes de serem estáveis a condições adversas do meio e resistentes ao ambiente gástrico. Na primeira parte deste estudo, interações eletrostáticas entre o alginato e proteínas do concentrado proteico do soro do leite (WPC) foram avaliadas em relação às condições de pH (3,5 e 3,75) e proporções de polissacarídeo e proteína. A formação de coacervados com os biopolímeros alginato e WPC foi caracterizada quanto à aparência, tamanho médio e carga superficial. Esta análise permitiu definir as condições em que a interação entre proteínas e partículas de alginato pudesse ocorrer. Assim, micropartículas de alginato produzidas por gelificação iônica foram posteriormente recobertas por interação eletrostática com proteínas, utilizando soluções de diferentes concentrações de concentrado proteico do soro do leite, em dois pHs. Foram testadas três concentrações de proteína em solução para cada pH de recobrimento, sendo 0,6, 3 e 4% para o pH 3,5 e 1,7, 3 e 4% para o pH 3,75. As partículas obtidas foram caracterizadas com relação ao teor total de proteína, conteúdo de umidade, tamanho e morfologia. As maiores adsorções proteicas foram obtidas com a maior concentração de proteína em solução (4%) em ambos pHs. A partir deste estudo preliminar, selecionou-se a amostra de micropartículas com o maior teor de proteína adsorvida para se construir multicamadas em sua superfície através da interação eletrostática. Na segunda parte do estudo, foram produzidas multicamadas de alginato e proteínas do concentrado proteico do soro do leite sobre a superfície da partícula de alginato. Essas partículas foram caracterizadas igualmente as anteriores. A proteína total adsorvida na partícula foi alta, variou de 51,20% a 64,91%, sendo 33,24% dessa proteína encontrada na primeira camada (AlgPart1). Na terceira camada (AlgPart3), também foram encontradas elevados teores proteicos, variando de 17,96% a 31,67%. Uma relação proporcional entre a concentração de alginato e WPC com o aumento da adsorção proteica nesta camada foi observada. A formação das multicamadas (AlgPart1 e AlgPart3) sobre a superfície das partículas provocou uma diminuição significativa no teor de umidade das partículas (AlgPart), ao contrário do que foi observado com o tamanho. Observações realizadas por MEV revelaram que as camadas produzidas com alginato tendem a ter superfícies mais lisas, e com WPC, tendem a ser rugosas. A amostra de micropartículas com multicamadas que apresentou a maior adsorção proteica foi avaliada quanto à estabilidade em temperatura de esterilização (121 ºC, por 15 minutos),pH (2, 4, 6 e 8), concentração de sal (0, 50, 100, 150 e 200 mM) e em condições gastrointestinais (in vitro). Além disso, foram caracterizadas em relação ao tamanho médio, solubilidade proteica e morfologia. Partículas multicamadas úmidas permaneceram íntegras à temperatura de esterilização, apresentaram uma diminuição significativa de tamanho e um acréscimo significativo na solubilidade da camada proteica para o meio em pH 2, e permaneceram estáveis em pHs 4, 6 e 8. A perda de proteína das multicamadas da partícula aumentou significativamente com o aumento da força iônica do meio. As partículas com multicamadas se mostraram parcialmente resistentes às condições gástricas, com uma liberação de 30,5% da proteína presente na partícula e, foram sensíveis à atividade proteolítica em ambiente intestinal simulado promovendo a desintegração das multicamadas e a liberação de praticamente toda proteína da partícula. Considerando os resultados obtidos, conclui-se que é possível a formação de multicamadas de alginato e WPC sobre a superfície de partículas de gelificação iônica com alta adsorção proteica, capazes de serem estáveis em condições adversas do meio e parcialmente resistente às condições gástricas / Abstract: The objective of this work was to produce microparticles with multilayer containing high protein content, capable of being stable to harsh conditions of the environment and resistant to the gastric environment. In the first part of this study, the electrostatic interaction between the alginate and protein of concentrate whey protein (WPC) was evaluated in relation to pH conditions (3.5 and 3.75) and ratio of polysaccharide: protein. The formation of coacervates between the alginate and WPC was characterized as the visual appearance, medium size and surface charge. This analysis allowed us to define the conditions in which the interaction between proteins and alginate particles could occur. Thus alginate microparticles produced by ionic gelation were subsequently coated by electrostatic interaction with proteins, using solutions with different concentrations of whey protein at two pHs. Three concentrations were tested with respect to the protein concentration, being 0.6, 3 and 4% for pH 3.5 and 1.7, 3 and 4% for pH 3.75. The particles were characterized with respect to the total protein content, moisture content, size and morphology. The highest protein adsorption were obtained with the higher concentration of protein solution (4%) by both pH. From this preliminary study, we selected the particle with the highest level of protein adsorbed to construct multilayer using electrostatic interaction on its surface. In the second part of the study, were produced multilayers of alginate and WPC were produced on the surface of the particle of alginate. These particles were characterized in relation to protein adsorption, moisture content, medium size and morphology. The total protein adsorbed on the particle was high, varied from 51.20% to 64.91%, being 33.24% of this protein found in the first layer (AlgPart1). In the third layer (AlgPart3), were also found elevated protein levels, varying from 17.96% to 31.67%. A proportional relationship between the concentration of alginate and WPC with increased protein adsorption was observed in this layer. The formation of multilayers (AlgPart1 and AlgPart3) on the particle surface caused a significant decrease in moisture content of the particles (AlgPart), contrary to what was observed with the size. Observations made by SEM revealed that layers produced with alginate tend to have most smooth surfaces, and WPC tend to be rough. The particle multilayers that presented the highest protein adsorption was evaluated as to the stability at sterilization temperature (121 º C for 15 minutes), pH (2, 4, 6 and 8), salt concentration (0, 50, 100, 150 and 200 mM) and in gastrointestinal conditions. Furthermore were characterized with respect to medium size, protein solubility and morphology. Moist Multilayer particles have remained stable against the temperature of sterilization, showing a significant decrease in size and a significant increase in the solubility of the protein layer into the medium at pH 2, and remain stable at pH 4, 6 and 8. The loss of protein from multilayer particle increased as ionic strength increased. The particles with multilayer were partially resistant to gastric conditions, with a release of 30.49% of the protein in the particle, and were susceptible to proteolytic activity in simulated intestinal environment promoting the particle disintegration and the release of all protein recovering the particles. Considering the results obtained, it is concluded that it is possible the formation of multilayer alginate and WPC on the surface of particles obtained ionic gelation using high protein adsorption, capable of being stable in adverse conditions of the environment (temperature, pH, ionic strength) and resistant to gastric conditions / Mestrado / Consumo e Qualidade de Alimentos / Mestra em Alimentos e Nutrição

Orientador: Carlos Raimundo Ferreira Grosso / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T20:01:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_FlaviaNoelide_M.pdf: 960857 bytes, checksum: 86bfea219b44c6fdc64e31d18b5491df (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi produzir micropartículas capazes de resistir ao ambiente gástrico e liberar o material encapsulado em ambiente intestinal. As partículas foram produzidas pela gelificação iônica da pectina de baixo teor de esterificação amidada com íons cálcio e posteriormente recobertas com proteínas utilizando soluções de diferentes concentrações de concentrado proteíco do soro do leite (WPC), submetidas ou não a tratamento térmico. A condição de adsorção das proteínas sobre a superfície das partículas de pectina foi definida a partir da análise da carga livre total das soluções de proteína e polissacarídeos e assim a definição de pH e a relação entre eles foi usada para produção das micropartículas. As micropartículas obtidas foram caracterizadas com relação a sua carga elétrica de forma a se obter as condições de pH e a relação de concentração de polissacarídeo : proteína em solução em que a interação eletrostática entre os biopolímeros fosse possível. Foram testados 5 níveis de proteína em soluções ( 2, 4, 6, 8 e 12%) associados a proteína sem tratamento térmico (STT) e tratada termicamente (TT), desnaturação a 80ºC por 15 minutos, sendo que as partículas obtidas foram caracterizadas com relação a morfologia, teor de proteína e conteúdo de umidade. A partir deste estudo preliminar foram selecionados dois tipos de partículas, uma partícula recoberta com proteína STT e outra partícula recoberta com proteína TT, utilizando como critério de seleção as soluções proteícas onde foram obtidas partículas com o maior teor de proteína adsorvida. As partículas selecionadas foram avaliadas com relação à resistência ao ambiente gástrico e capacidade de liberação do material encapsulado em ambiente intestinal, sendo que, para isso, as micropartículas foram submetidas a uma simulação das condições gastrointestinais in vitro, avaliando sua integridade nestas condições e quantificando-se o teor de proteína solubilizada em ambiente gástrico simulado. Também foi avaliada a estabilidade das partículas em diferentes pHs, tamanho médio, morfologia interna e externa e capacidade de reidratação pós liofilização. As concentrações de proteína em solução em que foram obtidos os mais altos valores de proteína adsorvida foram de 4 a 6%, com adsorção de 49,2 ± 1,0 % para partículas com WPC - STT e 27,6 ± 1,8% para solução de WPC - TT. Variações de tamanho das micropartículas após sua inserção em diferentes pHs assim como em suco gástrico artificial, foram de 224,8 µm a 342,9 µm. As partículas liofilizadas e reidratadas readquiriram forma e tamanho original após uma hora de inserção em água além de apresentarem estabilidade às variações de pH. As partículas permaneceram íntegras em ambiente gástrico e desintegraram-se em meio intestinal, entretanto durante a simulação das condições gástricas houve uma alta solubilização da proteína em suco gástrico quando o pH foi ajustado a 1,2 com a presença de pepsina, enquanto menor solubilização foi observada quando o pH do suco gástrico foi ajustado para 3, também em presença de pepsina / Abstract: The aim of this study was to produce microparticles able to resist the gastric environment and after releasing the encapsulated material in the gut environment. Particles were produced by ionic gellling using low methoxyl amidated pectin with calcium ions and coated with protein using solutions of different concentrations of whey protein concentrated (WPC), submitted or not submitted to thermal treatment. The condition of the protein adsorption on the surface of pectin particles was defined as the analysis of free charge total protein and polysaccharide solutions and thus defining the relationship between pH and ratio used for the production of particles. The particles obtained were characterized with to their electrical change so as to obtain conditions of pH and the concentration of polysaccharide to protein in solution in which the electrostatic interaction between the biopolymer possible. Five levels of protein in solution (2, 4, 6, 8 e 12%) associated with non-denatured (STT) and denatured (TT) protein in a water bath at 80°C for 15 minutes were tested, and the resulting particles were characterized with respect to their morphology, protein and moisture content. From this preliminary study were selected two types of particles, one particle with STT protein and another with TT protein, using as a standard the conditions of protein in solution which produced the highest level of protein adsorbed. The particles selected were evaluated with respect to resistance to the environment of the stomach and ability to release encapsulated material in intestinal environment, and for that, the microparticles were subjected to a simulated gastrointestinal conditions in vitro evaluating its integrity in these conditions and the protein solubilized in the simulated gastric environment quantified. The stability of the particles at different pHs, average size, internal and external morphology and capacity to rehydration after freeze drying were also evaluated. The concentration of protein in solution where the highest values of protein adsorbed was obtained was 4 ¿ 6%, with adsorption of 49.2 ± 1.0% for particles with WPC - STT and 27.6 ± 1.8 % for the solution contained WPC - TT. The size of the microparticles after their insertion at different pHs as well as in artificial gastric juice, ranging from 224,8 µm to 342,9. The microparticles freeze dried and rehydrated regained the shape and original size after one hour of insertion in water and were stable against changes in pH. The particles remained intact in the environment of the stomach and disintegrated at the intestinal environment, however during the simulation of gastric conditions the was a high concentration of protein in gastric juice while the pH was adjusted to 1.2 with the presence of pepsin while smaller solubilization was observed then the pH of gastric juice was adjusted to 3, also in the presence pepsin / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição

Processed turkey rolls were prepared with 1 or 3% whey protein concentrates WPC-50 (pH=5.80), WPC-60 (pH=4.53) and WPC-75 (pH=6.85} containing 50, 60 and 75% protein along with controls (phosphate and no phosphate). Control rolls made with 0.5% phosphate had the highest bind strength, and sensory evaluation scores. Only WPC-75 (1%) was acceptable as a binding agent and flavor enhancer. WPC-60 reduced pink discoloration of rolls, but flavor, bind and cohesiveness scores were unacceptably low. WPC-50 was not an effective binding agent. In general, rolls made with 3% WPC had lower scores for intensity of turkey flavor. Bind strength and sensory characteristics were compared for restructured beef rolls formulated with 1% salt, 0.375% sodium tripolyphosphate (STPP) or O. 07 % sodium hydroxide (NaOH), and 5, 10 or 20% added water. Controls also had 1% salt, but no STPP or NaOH. Relative bind strength of rolls was STPP > NaOH > controls. Addition of 20% water reduced bind strength. Cooked yield, moisture content, beef flavor and texture of NaOH rolls were similar to STPP rolls. Bind strength and cohesiveness of NaOH rolls were lower than STPP rolls, but still acceptable. For measuring bind strength of turkey and beef rolls, a sensitive and inexpensive penetrometer was developed. It was equipped with a top-loading balance, accessories, IBM-compatible personal computer and Quick-Basic program that allowed continuously collected penetration force data . at specific time intervals. Penetrometer bind strength and taste panel cohesiveness of turkey and beef rolls were highly correlated (r=0.89 and r=0.93, respectively).

O presente trabalho objetivou avaliar o efeito da adição de inulina (I) e a substituição parcial da gordura do leite (G) pelo concentrado de proteína de soro de leite (WPC) sobre a sobrevivência dos probióticos Lactobacillus acidophilus NCFM e Bifidobacterium animalis subsp. lactis HN019 em sorvete de graviola com teor reduzido de gordura, ao longo do período de armazenamento e frente às condições encontradas no trato gastrointestinal (TGI) simuladas in vitro. Adicionalmente, avaliou-se a influência desses ingredientes (6% I; 1,5% WPC; 3% e 1,5% G) sobre as características tecnológicas e a aceitabilidade do sorvete funcional. Empregou-se um planejamento fatorial 22, para 4 formulações produzidas, em triplicata, totalizando 12 ensaios: F1- controle (- I, - WPC); F2 (+ I, - WPC); F3 (- I, + WPC) e F4 (+ I, + WPC). Todas as formulações foram armazenadas a -18±3ºC e avaliadas após 2, 28, 56, 84 e 112 dias de armazenamento. A determinação das características tecnológicas foi realizada com as análises de dureza instrumental (em analisador de textura TA-XT2), fração de derretimento, overrun (durante a elaboração do produto) e perfil lipídico. Para o teste de aceitabilidade do produto, utilizou-se uma escala hedônica estruturada de 9 pontos. Elevada viabilidade probiótica foi observada para todas as formulações, com médias de populações acima de 8,0 log UFC/g, não diferindo significativamente durante o armazenamento de 112 dias (p>0,05). B. animalis subsp. lactis HN019 apresentou uma maior resistência em relação a L. acidophilus NCFM quando submetido aos sucos gastrointestinais artificiais, uma vez que a população de NCFM e de HN019 diminuíram, respectivamente, cerca de 5,2 log UFC/g e de 1,2 log UFC/g, durante o armazenamento. O efeito protetor do WPC e/ou I sobre a resistência de L. acidophilus aos sucos gastrointestinais artificiais foi observada no 56º dia e, para B. animalis subsp. lactis no 2º dia de armazenamento (p<0,05). Os sorvetes com WPC apresentaram menores valores de dureza, aos 7º e 112º dias de estocagem (p<0,05). A adição de inulina influenciou no aumento da dureza para F2 após 56 dias e para F4 durante todo período de armazenamento (p<0,05). Os resultados mostraram, também, que a presença do WPC e/ou inulina reduziu a velocidade de derretimento dos sorvetes durante todo o armazenamento (p<0,05). Elevados escores médios (entre 6,8 e 8,0) foram obtidos no teste de aceitabilidade sensorial dos sorvetes probióticos, indicando excelente aceitação pelos consumidores e não diferiram significativamente durante o armazenamento de até 84 dias. Já para F4, a adição do WPC + I aumentou a aceitação do produto após 56 dias (p<0,05). Os resultados obtidos sugerem que a utilização do WPC como substituto parcial da gordura láctea separadamente ou combinada com a inulina pode ser vantajosa no desenvolvimento de sorvete probiótico com baixo teor de gordura, uma vez que a presença desses ingredientes desempenhou um papel importante na proteção dos probióticos contra o efeito dos fluidos gastrointestinais nos testes in vitro. Além deste efeito protetor, a utilização da inulina e WPC também melhorou as características tecnológicas e sensoriais do sorvete funcional reduzido de gordura. / This study aimed to assess the effect of the addition of inulin (I) and the partial substitution of the milk fat (MF) by whey protein concentrate (WPC) on Lactobacillus acidophilus NCFM and Bifidobacterium animalis subsp. lactis HN019 viability incorporated in low fat graviola (Annona muricata L.) ice-cream and on probiotic survival under in vitro simulated gastrointestinal conditions throughout 112 days of storage. Moreover, the influence of these ingredients (6% I; 1,5% WPC; 3% and 1,5% MF) on the functional ice-cream technological and sensorial features was also evaluated. Employing a 22 factorial design, four formulations were produced, in triplicates: F1- control (- I, - WPC); F2 (+ I, - WPC); F3 (- I, + WPC) and F4 (+ I, + WPC). The product were stored at -18±3ºC and analyzed after 2, 28, 56, 84, and 112 days of storage. Ice-creams from each trial were used for determination of L. acidophilus and B. animalis subsp. lactis viability in the products and survival in ice-creams submitted to gastrointestinal simulated conditions during storage at -18±3ºC for up to 112 days. For the determination of technological features, instrumental hardness (in TA-XT2 Texture Analyser), melting rate, overrun (during production), and lipid profile were determined. For sensory acceptability evaluation, a 9 point hedonic scale was used. High probiotic viability was observed for all formulations, with mean populations above 8.0 cfu/g and which did not differ significantly throughout 112 days of storage (p>0.05). B. animalis subsp. lactis HN019 resistance to the artificial gastrointestinal juices was higher than for L. acidophilus NCFM, since the NCFM and the HN019 populations decreased approximately 5.2 log cfu/g and 1.2 log cfu/g, respectively, throughout storage. The protective effect of WPC and/or WPC + I on the L. acidophilus resistance to artificial gastrointestinal juices was observed on the 56th day and for B. animalis subsp. lactis on the 2nd day of storage (p<0.05). The ice-creams with WPC presented lower hardness in the 7th and 112nd days of frozen storage (p<0.05). The addition of inulin led to an incresed hardnes for F2 after 56 days and for F4 during the whole storage (p<0.05). The results also showed that the presence of the WPC and/or inulin reduced the ice-creams melting rates during the whole storage (p<0.05). The high mean scores obtained (between 6.8 and 8.0) in the acceptability test indicated that the functional ice-creams evaluated were very well accepted, and did not differ significantly throughout storage of up to 84 days. Except for F4, the addition of the WPC + I improved the acceptability after 56th days of frozen storage (p<0.05). The results suggest that the use of WPC for the partial substitution of the milk fat separately or combined with inulin may be advantageous in the development of low-fat synbiotic ice-cream, since the presence of these ingredients played an important role in the probiotic protection against gastrointestinal juices in the in vitro simulated assays. Besides these protective effects, inulin and WPC also improved the technological and sensory features of the low-fat functional ice-cream.

O presente trabalho objetivou avaliar o efeito da adição de inulina (I) e a substituição parcial da gordura do leite (G) pelo concentrado de proteína de soro de leite (WPC) sobre a sobrevivência dos probióticos Lactobacillus acidophilus NCFM e Bifidobacterium animalis subsp. lactis HN019 em sorvete de graviola com teor reduzido de gordura, ao longo do período de armazenamento e frente às condições encontradas no trato gastrointestinal (TGI) simuladas in vitro. Adicionalmente, avaliou-se a influência desses ingredientes (6% I; 1,5% WPC; 3% e 1,5% G) sobre as características tecnológicas e a aceitabilidade do sorvete funcional. Empregou-se um planejamento fatorial 22, para 4 formulações produzidas, em triplicata, totalizando 12 ensaios: F1- controle (- I, - WPC); F2 (+ I, - WPC); F3 (- I, + WPC) e F4 (+ I, + WPC). Todas as formulações foram armazenadas a -18±3ºC e avaliadas após 2, 28, 56, 84 e 112 dias de armazenamento. A determinação das características tecnológicas foi realizada com as análises de dureza instrumental (em analisador de textura TA-XT2), fração de derretimento, overrun (durante a elaboração do produto) e perfil lipídico. Para o teste de aceitabilidade do produto, utilizou-se uma escala hedônica estruturada de 9 pontos. Elevada viabilidade probiótica foi observada para todas as formulações, com médias de populações acima de 8,0 log UFC/g, não diferindo significativamente durante o armazenamento de 112 dias (p>0,05). B. animalis subsp. lactis HN019 apresentou uma maior resistência em relação a L. acidophilus NCFM quando submetido aos sucos gastrointestinais artificiais, uma vez que a população de NCFM e de HN019 diminuíram, respectivamente, cerca de 5,2 log UFC/g e de 1,2 log UFC/g, durante o armazenamento. O efeito protetor do WPC e/ou I sobre a resistência de L. acidophilus aos sucos gastrointestinais artificiais foi observada no 56º dia e, para B. animalis subsp. lactis no 2º dia de armazenamento (p<0,05). Os sorvetes com WPC apresentaram menores valores de dureza, aos 7º e 112º dias de estocagem (p<0,05). A adição de inulina influenciou no aumento da dureza para F2 após 56 dias e para F4 durante todo período de armazenamento (p<0,05). Os resultados mostraram, também, que a presença do WPC e/ou inulina reduziu a velocidade de derretimento dos sorvetes durante todo o armazenamento (p<0,05). Elevados escores médios (entre 6,8 e 8,0) foram obtidos no teste de aceitabilidade sensorial dos sorvetes probióticos, indicando excelente aceitação pelos consumidores e não diferiram significativamente durante o armazenamento de até 84 dias. Já para F4, a adição do WPC + I aumentou a aceitação do produto após 56 dias (p<0,05). Os resultados obtidos sugerem que a utilização do WPC como substituto parcial da gordura láctea separadamente ou combinada com a inulina pode ser vantajosa no desenvolvimento de sorvete probiótico com baixo teor de gordura, uma vez que a presença desses ingredientes desempenhou um papel importante na proteção dos probióticos contra o efeito dos fluidos gastrointestinais nos testes in vitro. Além deste efeito protetor, a utilização da inulina e WPC também melhorou as características tecnológicas e sensoriais do sorvete funcional reduzido de gordura. / This study aimed to assess the effect of the addition of inulin (I) and the partial substitution of the milk fat (MF) by whey protein concentrate (WPC) on Lactobacillus acidophilus NCFM and Bifidobacterium animalis subsp. lactis HN019 viability incorporated in low fat graviola (Annona muricata L.) ice-cream and on probiotic survival under in vitro simulated gastrointestinal conditions throughout 112 days of storage. Moreover, the influence of these ingredients (6% I; 1,5% WPC; 3% and 1,5% MF) on the functional ice-cream technological and sensorial features was also evaluated. Employing a 22 factorial design, four formulations were produced, in triplicates: F1- control (- I, - WPC); F2 (+ I, - WPC); F3 (- I, + WPC) and F4 (+ I, + WPC). The product were stored at -18±3ºC and analyzed after 2, 28, 56, 84, and 112 days of storage. Ice-creams from each trial were used for determination of L. acidophilus and B. animalis subsp. lactis viability in the products and survival in ice-creams submitted to gastrointestinal simulated conditions during storage at -18±3ºC for up to 112 days. For the determination of technological features, instrumental hardness (in TA-XT2 Texture Analyser), melting rate, overrun (during production), and lipid profile were determined. For sensory acceptability evaluation, a 9 point hedonic scale was used. High probiotic viability was observed for all formulations, with mean populations above 8.0 cfu/g and which did not differ significantly throughout 112 days of storage (p>0.05). B. animalis subsp. lactis HN019 resistance to the artificial gastrointestinal juices was higher than for L. acidophilus NCFM, since the NCFM and the HN019 populations decreased approximately 5.2 log cfu/g and 1.2 log cfu/g, respectively, throughout storage. The protective effect of WPC and/or WPC + I on the L. acidophilus resistance to artificial gastrointestinal juices was observed on the 56th day and for B. animalis subsp. lactis on the 2nd day of storage (p<0.05). The ice-creams with WPC presented lower hardness in the 7th and 112nd days of frozen storage (p<0.05). The addition of inulin led to an incresed hardnes for F2 after 56 days and for F4 during the whole storage (p<0.05). The results also showed that the presence of the WPC and/or inulin reduced the ice-creams melting rates during the whole storage (p<0.05). The high mean scores obtained (between 6.8 and 8.0) in the acceptability test indicated that the functional ice-creams evaluated were very well accepted, and did not differ significantly throughout storage of up to 84 days. Except for F4, the addition of the WPC + I improved the acceptability after 56th days of frozen storage (p<0.05). The results suggest that the use of WPC for the partial substitution of the milk fat separately or combined with inulin may be advantageous in the development of low-fat synbiotic ice-cream, since the presence of these ingredients played an important role in the probiotic protection against gastrointestinal juices in the in vitro simulated assays. Besides these protective effects, inulin and WPC also improved the technological and sensory features of the low-fat functional ice-cream.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:25:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 henry.pdf: 2217836 bytes, checksum: f01d367fdd6ecd64b7d0ccf6ae52d669 (MD5) Previous issue date: 2012-07-02 / In Brazil, the grain harvest in 2007/08 was about 145 million tons, a record for the domestic agriculture. In 2008 soybeans led to participation in the value of production of temporary and permanent crops with 39.18% which were superseded by the 2009/2010, in which the Paraná state reached the first place in soybean production in Brazil. As possible benefits of diets containing soy we could mention the anticarcinogenic effects, reduction of cholesterol levels, protective effects against obesity and symptoms such as hot flashes during menopause, treatment of coronary heart disease and osteoporosis. According to this economic and health context, this work aimed the development of a hydrosoluble soybean extract fermented with probiotic microorganisms, plus inulin (prebiotic substance) and whey protein concentrate, in order to meet the consumers expectations on health, nutrition and functionality due to their symbiotic nature. Physical and chemical, microbiological, sensory analyzes and probiotic bacteria counting were carried out, considering different types of sugars such as sucrose and glucose. Twelve formulations were prepared from hydrosoluble soybean extract with whey protein concentrate and inulin, by varying the inoculated cultures (Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei and SAB) and sugar (100% glucose treatment, 100% sucrose treatment, 50% glucose and 50% sucrose treatment, and 0% sugar treatment). The sensory evaluation experiment was completely randomized, applying analysis of variance-ANOVA and Means Test (Tuckey). In the fermentation process the formulation A5 (EHS 10%, 2.5% WPC, 2% inulin, sugar and inoculum SAB) presented the shortest time register, with 5 hours and 53 minutes to achieve the optimum pH. For an optimal therapeutic effect, it is estimated that the probiotic food must contain a number above than 107 CFU / mL, and all formulations reached this viable cell count during 28 days of storage, especially the Treatment A9 with an initial count of 1,20 x1014 CFU / mL. The increased acidity values reached 85 ºD, maintaining the pH value close to 4.31, which means a suitable pH. The results of the microbiological analyzes of fermented beverages were in accordance to the standards established by the Brazilian legislation, ensuring the safety of the samples. The rate of acceptance achieved by sensory evaluation of the beverages was above 70% considering the formulations A2 (EHS 10%, 2.5% WPC, 2% of inulin, 100% sucrose and L. casei inoculum) and A10 (EHS 10% 2.5% WPC, 2% of inulin, and 100% sucrose and L. acidophilus inoculum), which means that these formulations would be well accepted in the consumers market. / A safra brasileira de grãos 2007/08 foi de cerca de 145 milhões de toneladas, um recorde para a agricultura interna. No ano de 2008 a soja liderou a participação no valor da produção de lavouras temporárias e permanentes com 39,18%, participação que foi superada pela safra 2009/2010, na qual o Paraná garantiu o primeiro lugar na produção de soja no Brasil. Como possíveis benefícios de dietas contendo soja podem ser mencionados os efeitos anticarcinogênicos, redução dos níveis de colesterol, efeitos protetores contra a obesidade e sintomas como ondas de calor na menopausa, tratamento de doenças coronarianas e osteoporose. Diante deste contexto econômico e de saúde, almejou-se desenvolver uma bebida à base de extrato hidrossolúvel de soja fermentada com micro-organismos probióticos, acrescida de inulina (substância prebiótica) e proteína concentrada do soro do leite, visando atender às expectativas de consumidores quanto à saúde, nutrição e funcionalidade, devido ao seu caráter simbiótico. Foram realizadas análises físico-químicas, microbiológicas, sensoriais e contagem de bactérias probióticas, considerando-se diferentes tipos de açúcares, como sacarose e glicose. Foram elaboradas doze formulações a partir de extrato hidrossolúvel de soja, adicionado de proteína concentrada de soro de leite e inulina, variando as culturas inoculadas (fermentos lácteos Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei e SAB) e o açúcar (Tratamento com 100% de glicose, tratamento com 100% de sacarose, tratamento com 50% de glicose e 50% de sacarose e tratamento com 0% de açúcar). O delineamento experimental na avaliação sensorial foi inteiramente casualizado, aplicando-se a análise de variância (ANOVA) e teste de médias (Tuckey). No processo de fermentação a formulação contendo 10% EHS, 2,5% WPC, 2% de inulina, sem açúcar e o inóculo SAB sobressaiu-se com o menor tempo, totalizando 5 horas e 53 minutos para alcançar o pH ótimo. Para obter um efeito terapêutico ótimo, estima-se que o alimento probiótico deva conter um número maior que 107 UFC/mL, sendo que todas as formulações elaboradas alcançaram este propósito durante os 28 dias de armazenamento, tendo como destaque a formulação A9 com uma contagem inicial de 1,20 x1014 UFC/mL. Os valores de acidez aumentaram até aproximadamente 85º D, mantendo o valor de pH próximo a 4,31, o que significa um pH adequado. Os resultados das análises microbiológicas das bebidas fermentadas apresentaram-se em conformidade com os padrões estabelecidos pela legislação brasileira, assegurando a inocuidade das amostras. O índice de aceitabilidade obtido pela avaliação sensorial das bebidas foi superior a 70% para as formulações A2 (10% EHS, 2,5% WPC, 2% de inulina, 100% sacarose e o inóculo L. casei ) e A10 (10% EHS, 2,5%WPC,2% de inulina, 100%sacarose e o inóculo L. acidófilos), o que significa que estas formulações seriam bem aceitas no mercado consumidor.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 henry.pdf: 2217836 bytes, checksum: f01d367fdd6ecd64b7d0ccf6ae52d669 (MD5) Previous issue date: 2012-07-02 / In Brazil, the grain harvest in 2007/08 was about 145 million tons, a record for the domestic agriculture. In 2008 soybeans led to participation in the value of production of temporary and permanent crops with 39.18% which were superseded by the 2009/2010, in which the Paraná state reached the first place in soybean production in Brazil. As possible benefits of diets containing soy we could mention the anticarcinogenic effects, reduction of cholesterol levels, protective effects against obesity and symptoms such as hot flashes during menopause, treatment of coronary heart disease and osteoporosis. According to this economic and health context, this work aimed the development of a hydrosoluble soybean extract fermented with probiotic microorganisms, plus inulin (prebiotic substance) and whey protein concentrate, in order to meet the consumers expectations on health, nutrition and functionality due to their symbiotic nature. Physical and chemical, microbiological, sensory analyzes and probiotic bacteria counting were carried out, considering different types of sugars such as sucrose and glucose. Twelve formulations were prepared from hydrosoluble soybean extract with whey protein concentrate and inulin, by varying the inoculated cultures (Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei and SAB) and sugar (100% glucose treatment, 100% sucrose treatment, 50% glucose and 50% sucrose treatment, and 0% sugar treatment). The sensory evaluation experiment was completely randomized, applying analysis of variance-ANOVA and Means Test (Tuckey). In the fermentation process the formulation A5 (EHS 10%, 2.5% WPC, 2% inulin, sugar and inoculum SAB) presented the shortest time register, with 5 hours and 53 minutes to achieve the optimum pH. For an optimal therapeutic effect, it is estimated that the probiotic food must contain a number above than 107 CFU / mL, and all formulations reached this viable cell count during 28 days of storage, especially the Treatment A9 with an initial count of 1,20 x1014 CFU / mL. The increased acidity values reached 85 ºD, maintaining the pH value close to 4.31, which means a suitable pH. The results of the microbiological analyzes of fermented beverages were in accordance to the standards established by the Brazilian legislation, ensuring the safety of the samples. The rate of acceptance achieved by sensory evaluation of the beverages was above 70% considering the formulations A2 (EHS 10%, 2.5% WPC, 2% of inulin, 100% sucrose and L. casei inoculum) and A10 (EHS 10% 2.5% WPC, 2% of inulin, and 100% sucrose and L. acidophilus inoculum), which means that these formulations would be well accepted in the consumers market. / A safra brasileira de grãos 2007/08 foi de cerca de 145 milhões de toneladas, um recorde para a agricultura interna. No ano de 2008 a soja liderou a participação no valor da produção de lavouras temporárias e permanentes com 39,18%, participação que foi superada pela safra 2009/2010, na qual o Paraná garantiu o primeiro lugar na produção de soja no Brasil. Como possíveis benefícios de dietas contendo soja podem ser mencionados os efeitos anticarcinogênicos, redução dos níveis de colesterol, efeitos protetores contra a obesidade e sintomas como ondas de calor na menopausa, tratamento de doenças coronarianas e osteoporose. Diante deste contexto econômico e de saúde, almejou-se desenvolver uma bebida à base de extrato hidrossolúvel de soja fermentada com micro-organismos probióticos, acrescida de inulina (substância prebiótica) e proteína concentrada do soro do leite, visando atender às expectativas de consumidores quanto à saúde, nutrição e funcionalidade, devido ao seu caráter simbiótico. Foram realizadas análises físico-químicas, microbiológicas, sensoriais e contagem de bactérias probióticas, considerando-se diferentes tipos de açúcares, como sacarose e glicose. Foram elaboradas doze formulações a partir de extrato hidrossolúvel de soja, adicionado de proteína concentrada de soro de leite e inulina, variando as culturas inoculadas (fermentos lácteos Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei e SAB) e o açúcar (Tratamento com 100% de glicose, tratamento com 100% de sacarose, tratamento com 50% de glicose e 50% de sacarose e tratamento com 0% de açúcar). O delineamento experimental na avaliação sensorial foi inteiramente casualizado, aplicando-se a análise de variância (ANOVA) e teste de médias (Tuckey). No processo de fermentação a formulação contendo 10% EHS, 2,5% WPC, 2% de inulina, sem açúcar e o inóculo SAB sobressaiu-se com o menor tempo, totalizando 5 horas e 53 minutos para alcançar o pH ótimo. Para obter um efeito terapêutico ótimo, estima-se que o alimento probiótico deva conter um número maior que 107 UFC/mL, sendo que todas as formulações elaboradas alcançaram este propósito durante os 28 dias de armazenamento, tendo como destaque a formulação A9 com uma contagem inicial de 1,20 x1014 UFC/mL. Os valores de acidez aumentaram até aproximadamente 85º D, mantendo o valor de pH próximo a 4,31, o que significa um pH adequado. Os resultados das análises microbiológicas das bebidas fermentadas apresentaram-se em conformidade com os padrões estabelecidos pela legislação brasileira, assegurando a inocuidade das amostras. O índice de aceitabilidade obtido pela avaliação sensorial das bebidas foi superior a 70% para as formulações A2 (10% EHS, 2,5% WPC, 2% de inulina, 100% sacarose e o inóculo L. casei ) e A10 (10% EHS, 2,5%WPC,2% de inulina, 100%sacarose e o inóculo L. acidófilos), o que significa que estas formulações seriam bem aceitas no mercado consumidor.

Milk is provided to new borns as their first food source and it contains essential nutrients, vitamins and other beneficial components, such as enzymes and antibodies that are required for rapid growth and development of the new born and for sustained growth over time. Milk contains two main types of proteins; casein proteins and whey proteins. Although casein proteins account for up to 80% of the proteins found in bovine milk, it is the whey protein that has become of high interest because of its bioactive content. Whey, a very watery mixture of lactose, proteins, minerals and trace amounts of fat, is formed from milk when the milk is coagulated and/or the casein proteins are removed from the milk. Bovine whey protein, including both the acidic and basic fractions (low and high isoelectric point, respectively), has previously been studied in vitro (cell based) and in vivo (using rats) for its impact on bone to determine if it can help improve bone mineral density and help reduce the risk of developing bone diseases, such as osteoporosis. Bone is constantly undergoing a remodelling process of being dissolved and reformed and the two main cell types responsible for this bone remodelling process are mature osteoclasts, which dissolve (resorb) bone, and osteoblasts, which reform the bone. Prior work has shown that acidic protein fractions derived from different sources of whey protein concentrate (WPC) have both in vivo and in vitro activity on bone, particularly anti-resorptive properties. However, the component(s) which confer activity have not yet been identified. In this thesis, work was undertaken to better understand the analytical composition of three types of WPC (cheese, mineral acid and lactic acid) and their associated acidic protein fractions and relate this to bone activity in the hope of identifying where the activity lies. Bone activity was assessed using in vitro screening with osteoblast cells (MC3T3-E1) and osteoclast cells (RAW 264.7). Comparison of the cell-based bone activity of the parent WPCs and corresponding acidic fractions indicated that the acidic fractions derived from both mineral acid and lactic WPC were superior in their ability to inhibit osteoclast development. Although compositional data was complex and definitive correlations with both bone bioactivities could not be made, it appeared that elements common to both the acidic fractions were a higher proportion of GLYCAM-1 and bone sialoprotein-1 (osteopontin). Further studies to more closely investigate the bone bioactivity of the acidic fractions are warranted.

Milk is provided to new borns as their first food source and it contains essential nutrients, vitamins and other beneficial components, such as enzymes and antibodies that are required for rapid growth and development of the new born and for sustained growth over time. Milk contains two main types of proteins; casein proteins and whey proteins. Although casein proteins account for up to 80% of the proteins found in bovine milk, it is the whey protein that has become of high interest because of its bioactive content. Whey, a very watery mixture of lactose, proteins, minerals and trace amounts of fat, is formed from milk when the milk is coagulated and/or the casein proteins are removed from the milk. Bovine whey protein, including both the acidic and basic fractions (low and high isoelectric point, respectively), has previously been studied in vitro (cell based) and in vivo (using rats) for its impact on bone to determine if it can help improve bone mineral density and help reduce the risk of developing bone diseases, such as osteoporosis. Bone is constantly undergoing a remodelling process of being dissolved and reformed and the two main cell types responsible for this bone remodelling process are mature osteoclasts, which dissolve (resorb) bone, and osteoblasts, which reform the bone. Prior work has shown that acidic protein fractions derived from different sources of whey protein concentrate (WPC) have both in vivo and in vitro activity on bone, particularly anti-resorptive properties. However, the component(s) which confer activity have not yet been identified. In this thesis, work was undertaken to better understand the analytical composition of three types of WPC (cheese, mineral acid and lactic acid) and their associated acidic protein fractions and relate this to bone activity in the hope of identifying where the activity lies. Bone activity was assessed using in vitro screening with osteoblast cells (MC3T3-E1) and osteoclast cells (RAW 264.7). Comparison of the cell-based bone activity of the parent WPCs and corresponding acidic fractions indicated that the acidic fractions derived from both mineral acid and lactic WPC were superior in their ability to inhibit osteoclast development. Although compositional data was complex and definitive correlations with both bone bioactivities could not be made, it appeared that elements common to both the acidic fractions were a higher proportion of GLYCAM-1 and bone sialoprotein-1 (osteopontin). Further studies to more closely investigate the bone bioactivity of the acidic fractions are warranted.