Submitted by Lucelia Lucena (lucelia.lucena@ufpe.br) on 2015-03-10T18:50:54Z No. of bitstreams: 2 BEBIDA FERMENTADA SIMBIÓTICA - PROJETO - 18.05.pdf: 645540 bytes, checksum: 53e62dabca5cbf8980d46c3357ae788d (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-10T18:50:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 BEBIDA FERMENTADA SIMBIÓTICA - PROJETO - 18.05.pdf: 645540 bytes, checksum: 53e62dabca5cbf8980d46c3357ae788d (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-02-29 / A indústria de laticínios busca o desenvolvimento de novos produtos visando ao aproveitamento do soro de leite na produção de bebidas fermentadas funcionais por serem veículos em potencial de probióticos e prebióticos. O objetivo do trabalho foi avaliar as características físico-químicas, sensoriais e a viabilidade dos Lactobacillus acidophilus até 21 dias de estocagem refrigerada da bebida à base de soro de leite (50%),sacarose(10%),leite em pó integral reidratado(25%), adicionada de polpa de yacon (15%) e culturas de Streptococcus thermophilus e Lactobacillus acidophilus – La 5e Bifidobacterium bifidum BB12. Foi determinado coliformes,salmonella SP, cor, pH, acidez, proteína, extrato etéreo, cinzas, fibra alimentar total, frutanos totais e carboidratos por diferença. A contagem dos Lactobacillus acidophilus LA-5 e Bifidobacterium bifidum BB12 foi realizada em meio AGAR MRS modificado. A resistência dos Lactobacillus acidophilus foi avaliada in vitro simulando as condições gástricas e entéricas. Foram realizados testes de aceitação e intenção de compra aplicada nos tempos 0, 7, 14 e 21 dias de armazenamento. Os resultados demonstraram que não houve crescimento de salmonella spp. e coliformes . A bebida caracterizou-se como bebida láctea fermentada desnatada segundo a Legislação Nacional. A presença de frutoligossacarídeos do yacon e de L.acidophilus LA-5 e B.bifidum BB-12 na bebida resultou na contagem satisfatória dos probióticos até os 21 dias de estocagem, embora a resistência dos Lactobacillus acidophilus aos ácidos gástricos e sais biliares tenha atendido à alegação de propriedade funcional até a primeira semana de armazenamento. Conclui-se que a aceitabilidade e funcionalidade da bebida foram evidenciadas durante sete dias de armazenamento e a atitude dos consumidores foi positiva quanto à intenção de compra, possibilitando boas perspectivas para futura produção comercial.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:00:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3978_1.pdf: 1024968 bytes, checksum: e39ba474b8ca882300338da8f8d64cfd (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nos últimos anos pesquisadores têm se empenhado em desenvolver novos produtos com propriedades funcionais destacando-se a utilização do yacon (Smallanthus sonchifolius), conhecido pelo seu conteúdo de componentes prebióticos, inulina e frutooligossacarídeos (FOS). O objetivo deste trabalho foi formular pães com diferentes teores de farinha de yacon (6 e 11%) e caracterizá-los quanto aos atributos sensoriais, composição centesimal, índice glicêmico e potencial prebiótico in vitro. Foram desenvolvidos pães adicionados com farinha de yacon, denominadas amostra P (pão padrão, sem farinha de yacon), amostra A (pão com 6% de farinha de yacon e 3% de gordura) e amostra B (pão com 11% de farinha de yacon sem adição de gordura). A qualidade microbiológica da farinha de yacon foi avaliada pela determinação de Coliformes a 45°C, Bacillus cereus e Salmonella sp Para avaliação sensorial foi realizada a Análise Descritiva Quantitativa (ADQ), utilizando 11 provadores treinados, que definiram 10 atributos sensoriais (aroma, cor, porosidade e uniformidade do miolo, sabor, textura, umectância, untuosidade, adesividade e qualidade global). Também foi realizada análise física dos pães, através da caracterização cromática. O valor nutricional dos pães e a caracterização da farinha de yacon foram avaliados por determinação da umidade, proteínas, lipídeos, cinzas, fibra alimentar, total e frações, carboidratos por diferença. O índice glicêmico (IG) foi realizado pelo método enzimático-colorimétrico e o potencial prebiótico por fermentação in vitro, utilizando meio diferencial para bactérias probióticas. Os resultados foram analisados por análise de variância e testes de médias de Duncan, ao nível de 5% de significância e os dados da ADQ representados graficamente por análise multivariada de componentes principais (ACP). Os resultados microbiológicos e físico-químicos demonstraram inocuidade da farinha de yacon, e alto teor de minerais e fibras, respectivamente. Os dados sensoriais demonstraram que não houve diferença entre as amostra A e B em relação aos atributos porosidade, textura, sabor e qualidade global. A amostra A obteve média maior em atributos sensoriais indesejáveis, como aderência e a amostra C apresentou maior média para o atributo umectância, devido ao maior teor de yacon. Na ACP, a soma de componentes principais 1 e 2 foi de 97,59%, ou seja, a variabilidade entre as amostras é quase totalmente explicada por estes dois componentes. Os pães A e B apresentaram elevado teor de fibras, baixo teor de lipídeos e carboidratos. O pão com 11% de farinha de yacon apresentou baixo índice glicêmico e com 6%, índice glicêmico moderado. Quanto ao potencial prebiótico foi evidenciada no líquido metabólico analisado a presença de bactérias probióticas, sobretudo os lactobacilos. Os resultados permitiram concluir que a adição de farinha de yacon em pães propiciou produtos com características sensoriais satisfatórias, índice glicêmico de baixo a moderado, potencial prebiótico, light em gordura e alto teor de fibras segundo a legislação brasileira de alimentos

Yacon (Smallanthus sonchifolius) root products are susceptible to oxidation, reduced quality and functional properties. The optimum water blanching process for yacon root slices was determined through a central composite design with variable temperature (80-100 degrees Celsius), blanching time (2-6 min), and citric acid concentration (0.04-0.20%). Phenolics and fructooligosaccharides of yacon slices were also evaluated after blanching. Yacon slices (3-4 mm) blanched at 90 degrees Celsius, 3.9 to 4.1min, and 0.05% to 0.07% citric acid showed the lowest polyphenol oxidase activity, highest whiteness value, and the highest sensory appearance scores. A second experiment showed that blanching at 100 degrees Celsius with 0.07% citric acid can maintain higher chlorogenic acid (3.52 mg/g more), inulin (5.41% more), and total sugar (34.9%) in yacon slices than blanching without citric acid. Thus, addition of less than 0.1% citric acid to boiling water can minimize loss of functional components of yacon slices during blanching.

O yacon é uma planta perene originária da região andina, cujas raízes têm recebido atenção devido ao alto teor de frutooligossacarídeos (FOS) prebióticos. Além de proporcionar benefícios à saúde, os FOS apresentam características interessantes como ingredientes alimentícios, sendo utilizados como substitutos do açúcar. Sua extração das raízes de yacon pode ser uma alternativa aos FOS de alto custo atualmente disponíveis comercialmente. O presente trabalho avaliou a tecnologia de separação por membranas para concentração e purificação dos FOS a partir de um extrato obtido da raiz de yacon, mediante o emprego de ultrafiltração (UF) e nanofiltração (NF), com e sem utilização de diafiltração (DF) descontínua. A UF teve como objetivo clarificar o extrato de yacon, removendo partículas em suspensão de alta massa molar e recolhendo os açúcares no permeado. Depois da UF, 63,75 % dos açúcares totais presentes na solução de alimentação inicial foram recuperados no permeado. A NF do permeado, obtido previamente por UF, foi realizada para remover os sais e açúcares simples e concentrar os FOS no retido. O emprego da DF não influenciou a retenção de FOS na NF (que aumentou de 68,78 % sem DF para 70,48 % com DF), mas diminuiu a retenção de glicose de 40,63 para 31,61 % e de frutose de 25,64 para 18,69 %, permitindo uma maior purificação dos FOS no retido. Após o processo combinado de UF-NF, 51,85 % dos FOS da solução inicial foram recuperados no retido da nanofiltração, alcançando pureza de 19,75%. A seguir, o retido obtido na nanofiltração associada à diafiltração foi liofilizado. Nesse produto liofilizado foram analisadas cor, atividade de água (aw), microestrutura – por meio de microscopia eletrônica de varredura acoplada a espectroscopia por energia dispersiva de raios-X (MEV-EDS) – e cristalinidade – através de difração de raios-X. O teor de açúcares do produto liofilizado foi 19,75 % de FOS, 36,66 % de glicose e 43,59 % de frutose, em massa, com aw de 0,284. A sua aparência externa foi a de um pó granulado e esbranquiçado, cujos parâmetros de cor, no sistema CIELAB, foram de 76,25±1,19, -1,03±0,09 e 1,02±0,03 para L*, a* e b* respectivamente. A amostra se mostrou altamente higroscópica e com tendência à aglomeração, confirmada pela visualização da formação de pontes entre partículas adjacentes nas imagens do MEV. Não foram identificados picos nos difratogramas de raios-X, indicando características amorfas. Entretanto, a alta higroscopicidade da amostra, que levou à formação de uma massa rígida e contínua, pode ter dificultado a correta difração de raios-X. / Yacon is a perennial plant originated from the Andean region which roots have been receiving increased attention due to their high content in prebiotic fructooligosaccharides (FOS). Apart from promoting many health benefits, FOS present interesting characteristics as food ingredient, being used as sugar substitute, and its extraction from yacon roots may be an alternative to the high costs FOS actually commercially available. The present work evaluated membrane technology for concentrating and purifying FOS from an extract obtained from yacon roots, combining a first ultrafiltration (UF) clarifying step with nanofiltration (NF), with and without association with discontinuous diafiltration (DF). UF aimed to remove large molecules such as proteins and suspended solids, yielding a saccharide-rich permeate. After UF, 63.75 % of total saccharides from the initial feed were recovered in the permeate, that was then subjected to NF in order to reduce glucose, fructose and salts content and concentrate the oligosaccharides in the retentate. DF did not largely influenced FOS retention in NF (it increased from 68.78 % without DF to 70.48 % with DF), but decreased glucose and fructose retentions, from 40.63 to 31.61 % and 25.64 to 18.69 %, respectively, allowing a greater purification of FOS in the retentate. After the combined UF-NF process, 51.85 % of FOS from the initial feed were recovered in the NF final retentate, with 19.75 % purity. After this, the final retentate of nanofiltration associated with diafiltration was lyophilized and the powder was subjected to analyses of color, water activity (aw), microstructure – by Scanning Electron Microscopy coupled to Energy-dispersive X-ray Spectroscopy (SEM-EDS) – and crystallinity – by X-ray diffraction. The obtained freeze-dried FOS-enriched saccharides powder, containing 19.75 % of FOS, 36.66 % of glucose and 43.59 % of fructose, in weight, was a whitish granulated powder, with aw of 0.284 and CIELAB color coordinates L*, a* and b* of 76.25±1.19, -1.03±0.09 and 1.02±0.03, respectively. It was highly hygroscopic and with agglomeration tendency, confirmed by the formation of bridges between particles on the SEM images. No peaks were identified at X-ray diffractograms, indicating its amorphous characteristics. However, the sample high hygrospicity and the formation of a rigid mass may have hindered a trustable X-ray analysis.

O Yacon (Smallanthus sonchifolius) é uma planta que pertence à família Asteraceae, é originário das montanhas dos Andes e no Brasil seu cultivo iniciou-se em 1991. Possui carboidratos solúveis tais como frutose, glicose, sacarose e frutooligossacarídeos (FOS), sendo que os FOS não podem ser metabolizados pelo trato digestivo humano, tendo dessa forma atividade prebiótica. Este trabalho visou estudar o efeito do branqueamento no yacon e posterior secagem mediante ar quente. As raízes foram limpas e selecionadas considerando a ausência de injúrias visuais e infecções. A seguir foram descascadas e cortadas em forma de rodelas (espessuras de 1,75 ± 0,35 mm) e cubos (1,00 ± 0,01cm3). Foi verificada a ocorrência da solubilização dos açúcares durante o branqueamento, onde foram avaliadas as perdas de inulina, glicose e frutose em diferentes condições de tempo e temperatura. Foi observada a maior solubilização nas amostras em rodelas que em cubos na maioria dos tratamentos estudados. O teste de Tukey indicou que no branqueamento do yacon em forma de rodelas e cubos, o tempo, a temperatura e a interação entre eles foi significativa na solubilização dos açúcares, exceto na frutose (nas amostras em rodelas) e na inulina (nas amostras em cubos) onde somente foi significativo o tempo e a temperatura. Os resultados obtidos da superfície de resposta permitiram obter modelos estatísticos para estimar a perda de açúcares no branqueamento das amostras em rodelas, estimando as condições de maior solubilização. Devido a essas perdas, estudou-se o branqueamento a vapor em amostras em rodelas, que foram colocadas dentro de uma autoclave gerando vapor a 100oC nos tempos de 1, 2, 4, 6, 8 e 10 minutos, sendo a melhor condição a 4 minutos, onde foi possível reduzir a atividade enzimática da PER e PPO em 84,6% e 83,7%, correspondendo a perdas de inulina, glicose e frutose de 30,6, 39,4 e 15,8% respectivamente. A seguir foi realizada a secagem nas amostras de yacon, nas temperaturas de 50, 60 e 70°C por 5 horas e 30 minutos sem e com branqueamento, onde verificou-se o efeito do pré-tratamento e da temperatura sobre a redução da umidade e da atividade de água, revelando que o menor tempo de secagem foi obtido a 70°C em amostras com branqueamento. Também foi observado que após 5 horas de secagem a concentração de inulina diminuiu, enquanto que as concentrações de glicose e frutose aumentaram, sendo que os teores desses componentes no final da secagem não diferiram com a temperatura, tanto nas amostras que sofreram ou não branqueamento. No entanto, houve conversão dos FOS em açúcares redutores. O aumento na concentração dos açúcares redutores pode ser devido à presença de atividade enzimática da inulinase. / Yacon (Smallanthus sonchifolius) is a plant belonging to the Asteraceae family and originated in the Andes Mountains, having been cultivated in Brazil since 1991. It contains soluble carbohydrates such as fructose, glucose, sucrose and fructooligosaccharides (FOS), the latter not being metabolized in the human digestive tract and thus presenting prebiotic activity. This work aimed to study the effect of blanching and subsequent hot air drying on yacon. The roots were cleaned and selected considering the absence of visual injury and infections. They were then peeled and cut into slices (1.75 ± 0.35 mm thick) and cubes (1.00 ± 0.01cm2). The sugars were shown to dissolve during blanching, and the losses of inulin, glucose and fructose were determined under different conditions of time and temperature. For the majority of conditions studied, greater dissolution was observed with the slices than with the cubes. Tukey's test indicated that both the time and the temperature and the interaction between them were significant with respect to the dissolution of sugars in the blanching of yacon in the form of both slices and cubes, with the exception of fructose (for the sliced samples) and inulin (for the samples in cubes), where only the time and temperature were significant. The results obtained from the response surface allowed for the production of statistical models to estimate the loss of sugars during blanching for the samples in slices, estimating the conditions for greatest dissolution. Due to these losses, steam blanching of the slices was studied, placing the slices inside an autoclave generating steam at 100ºC for times of 1, 2, 4, 6, 8 and 10 minutes, the best condition being that of 4 minutes where it was possible to reduce the PER and PPO activities by 84.6% and 83.7%, respectively, with losses of inulin, glucose and fructose of 30.6, 39.4 and 15.8%, respectively. Drying of the yacon samples at temperatures of 50, 60 and 70ºC for 5 hours and 30 minutes, with and without blanching, was then carried out, verifying the effect of the pre-treatment and of the drying temperature on the reduction in moisture content and water activity. The shortest drying time was obtained at 70ºC with blanched samples. It was also observed that after 5 hours of drying the concentration of inulin decreased, whereas the concetrations of glucose and fructose increased, the contents of these components at the end of the drying period not varying according to the drying temperature, for either the blanched or non-blanched samples. Thus the FOS were converted into reducing sugars, and the increase in reducing sugars could have been due to the presence of inulinase activity.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-04-01T14:31:50Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 905172 bytes, checksum: 134124a734c21bac3054c8f4f481578c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-01T14:31:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 905172 bytes, checksum: 134124a734c21bac3054c8f4f481578c (MD5) Previous issue date: 2015-12-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho teve por objetivo caracterizar um produto a base de yacon (PBY) e avaliar seus aspectos físico-químicos e microbiológicos imediatamente após o processamento e ao longo de 30, 60, 120 e 180 dias de estocagem às temperaturas de 25 °C (ambiente), 10 °C (refrigeração) e – 18 °C (congelamento). Além disso, foi realizada análise de aceitabilidade do suco de laranja puro e acrescido de PBY em diferentes concentrações. O PBY recém processado consiste em um alimento com teor de sólidos solúveis concentrado (47 – 67,5 °Brix); de pH entre 3,34 e 3,69; e com atividade de água entre 0,9150 a 0,9521. A composição centesimal indicou a presença de carboidratos (29,67 % - 51,13 %), umidade (47,03 – 66,38 %), proteínas (2,175 – 2,81 %), cinzas (1,20 – 1,91 %) e lipídeos (0 – 0,7 %). Não foi constatado crescimento microbiano no PBY (tempo 0). Ao longo dos 180 dias, não houve alterações nas características de composição centesimal do produto. Para os aspectos físico químicos, constatou-se uma tendência ao aumento do pH e do teor de sólidos solúveis totais sobretudo nas amostras estocadas sob temperatura ambiente, que apresentaram valores entre 55 °Brix (30 dias de armazenamento) e 62 °Brix (180 dias de armazenamento) para sólidos solúveis totais e entre 3,67 (30 dias de estocagem) e 4,16 (180 dias de estocagem) para o pH. O estudo do perfil de carboidratos indicou uma tendência de degradação dos oligofrutanos prebióticos com consequente aumento dos carboidratos de menor polimerização, sendo este fenômeno observado de forma mais evidente nas amostras estocadas a 25 °C, cujos níveis de FOS e inulina decairam de 16,39 % (30 dias) para 9,38 % (180 dias). Observou-se influência da temperatura nos padrões microbiológicos, onde se constatou crescimento microbiano mais evidente com deterioração visível a partir de 60 dias de armazenamento para o PBY estocado a temperatura ambiente e 120 dias para temperatura de refrigeração. No teste de aceitação, não foram verificadas diferenças entre o suco de laranja puro e acrescido de PBY nas concentrações testadas. Com base nos resultados obtidos no presente estudo, verificou-se que o armazenamento do PBY sob temperatura de congelamento (- 18 °C) se mostrou mais eficiente na manutenção das suas características físico-químicas e microbiológicas. Também se constatou que o PBY pode ser acrescido ao suco de laranja a fim de conferir funcionalidade sem, contudo, prejudicar a aceitação. / The main purpose of this work is the physicochemical and microbiologic characterization of a yacon-based product (PBY). Analyses were carried out over results of laboratory tests obtained over material immediately after processing and stored during 30, 60, 120 and 180 days at temperatures of 25 °C (room temperature), 10 °C (refrigeration temperature) and – 18 °C (freezing temperature). In addition, were performed acceptability analysis of pure orange juice and PBY added in different concentrations. It was noticed that the recently processed PBY is a food with its content ranging of soluble solids between 47 – 67 °Brix, pH between 3,34 and 3,69, water activity between 0,9150 and 0,9521. The chemical composition indicated great variations of following contents, carbohydrates 29,67 to 51,13 %; moisture from 47,03 to 66,38 %; protein from 2,175 to 2,810 %, ash from 1,20 % to 1,91 % and lipids from 0 to 0,7 %. No microbial growth was observed on PBY for newly processed. There were no changes in the chemical composition characteristics along 180 days. It was noticed a tendency of pH increase and the total solid soluble content mainly on samples stored at room temperature. The variation obtained for the pH were 3,67 and 4,16 for 30 and 180 of storage days, respectively. For the soluble solid content it was than 55 °Brix to 62 °Brix for 30 and 180 of storage days, respectively. The outline analysis of carbohydrate showed a tendency of prebiotic degradation with increasing level of fructose. This condition was show clearly in samples stored as room temperature, with level of FOS and inulin decrease from 16,39 % to 8,38 % when stored during 30 and 180 days. Effect of temperature was also observed in the microbiological standards. This case was clearly show increasing spoilage caused by microbial growth in the PBY starting from 60 days stored at room temperature and 120 days to refrigeration temperature. In the acceptance test, no differences were observed between the pure orange juice and PBY addition at the concentrations tested. Based on the results obtained in this study, it was found that the PBY storage under freezing temperature (- 18 °C) was more efficient in maintaining their physicochemical and microbiological characteristics. It was also found that the PBY can be added to orange juice in order to impart functionality without spoiling the acceptance.

O yacon (Smallanthus sonchifolius) é uma raiz de origem andina, considerada como um alimento funcional por apresentar em sua composição frutoligossacarídeos (FOS) e compostos fenólicos. Os FOS são polímeros de frutose com grau de polimerização de 3-10 e têm sido designados como prebióticos e fibras alimentares por sua não digestibilidade pelas enzimas do trato digestivo humano e por estimulando seletivamente o crescimento e a atividade de bactérias intestinais promotoras de saúde. Além da ação prebiótica, as raízes de yacon são ricas em compostos fenólicos com propriedades antioxidantes, que protegem o corpo humano dos processos oxidativos. Entretanto, a presença desses compostos torna as raízes suscetíveis à reação de escurecimento enzimático causado pela peroxidase e polifenoloxidase. Diante disso, inicialmente, foi estudada a cinética da inativação térmica e parâmetros termodinâmicos durante o branqueamento dessas enzimas e da enzima inulinase no suco de yacon. O suco de yacon, previamente acidificado com 1% de ácido cítrico foi branqueado com diferentes combinações de tempo-temperatura na faixa de 0-10minutos e 80-100 ºC. O comportamento cinético das três enzimas indicou a presença de duas isoenzimas com diferentes estabilidades térmicas, seguindo o modelo bifásico. A análise cinética demonstrou ainda, a alta resistência térmica das enzimas avaliadas, sendo que a inulinase foi a mais resistente ao calor. A análise termodinâmica indicou que a adição do ácido cítrico ao suco de yacon, provavelmente, causou a desnaturação da maior parte das enzimas que posteriormente foram agregadas durante o branqueamento. Posteriormente, o suco de yacon foi microencapsulado por atomização a fim de avaliar o uso da polidextrose como material de parede através da comparação com a goma arábica que é um dos encapsulantes mais utilizados em alimentos. Os efeitos da concentração dos agentes encapsulantes e da temperatura de secagem no teor de compostos fenólicos totais, atividade antioxidante, frutoligossacarídeos, umidade, atividade de água, solubilidade, higroscopicidade, cor e morfologia foram investigados. Os resultados indicaram que a polidextrose apresentou bom desempenho no microencapsulamento de componentes bioativos do suco de yacon, apresentando alta retenção dos compostos fenólicos e da atividade antioxidante. Em todos os tratamentos avaliados teve comportamento muito similar à goma arábica apresentando boas características, tais como baixa umidade, atividade de água e higroscopicidade e elevada solubilidade. Posteriormente, a cinética e termodinâmica de degradação dos compostos fenólicos e a cinética da degradação da diferença total de cor dessas microcápsulas foram avaliadas sob condições de cinética acelerada de armazenamento, com umidade relativa de 75 e 90% e temperaturas de 35 e 45 ºC. As microcápsulas foram atomizadas na temperatura de 140 ºC com goma arábica e polidextrose na proporção de 10% e armazenadas nessas condições por 35 dias. A degradação dos compostos fenólicos e da diferença total de cor das microcápsulas exibiram cinética de primeira ordem. Em relação à degradação dos compostos fenólicos, para todas as condições de umidade e temperatura, as microcápsulas com goma arábica foram mais estáveis do que as encapsuladas com polidextrose, apresentando maiores tempos de meia vida. Entretanto, os valores dos parâmetros termodinâmicos tiveram valores similares, indicando que a degradação dos fenóis ocorreu de forma similar nas microcápsulas independente do material de parede utilizado. As constantes de velocidades da degradação da diferença total de cor das microcápsulas não apresentaram diferença significativa com o aumento da temperatura e/ou da umidade relativa. Paralelamente, foi avaliada a estabilidade do bagaço de yacon desidratado através das isotermas de sorção e análise termodinâmica. O bagaço é o subproduto do processo de extração do suco, tem baixa atividade de água e potencial para uso em formulações alimentícias devido ao teor de FOS que permanece mesmo após a secagem. Os dados de umidade de equilíbrio de bagaço de yacon desidratado em pó foram determinados nas temperaturas de 20, 30, 40 e 50 ºC e o modelo de Halsey ajustou adequadamente os dados de sorção. As isotermas obtidas foram do tipo III, características de produtos contendo açúcares. / Yacon (Smallanthus sonchifolius) is a root of Andean origin, considered to be a functional food as it presents fructooligosaccharides (FOS) and phenolic compounds in its composition. FOS are fructose polymers with a polymerization degree of 3–10 units and have been referred to as prebiotics and dietary fibers because they are not digestible by the enzymes of the human digestive tract and they selectively stimulate the growth and activity of of health promoting bacteria. Other than their prebiotic action, yacon roots are rich on phenolic compounds with antioxidant properties, which protect the human body from oxidative processes. However, the presence of such compounds makes the roots susceptible to enzymatic browning reaction caused by peroxidase and polyphenoloxidase. Thereby, initially, a study was conducted on the kinetics of thermal inactivation and thermodynamic parameters during blanching of these enzymes as well as inulinase enzyme on yacon juice. The yacon juice, previously acidified with 1% citric acid was blanched with different time-temperature combinations in the ranges of 0-10 minutes and 80-100 °C. The kinetic behavior of the three enzymes indicated the presence of two isoenzymes with different thermal stabilities, following the biphasic model. Furthermore, the kinetic analysis showed high thermal resistance for the evaluated enzymes, where in inulinase was the most heat resistant. Thermodynamic analysis indicated that the adding of citric acid to the yacon juice, probably, caused the denaturation of the most of the enzymes that were subsequently aggregated during blanching. Afterwards, yacon juice was microencapsulated by spray drying with the aim of evaluating the use of polydextrose as wall material through in comparison to gum arabic, which is one of the more often used encapsulants in food. The effects of the concentration of the encapsulating agents and drying temperature in the content of total phenolic compounds, antioxidant activity, fructooligosaccharides, moisture, water activity, solubility, hygroscopicity, color, and morphology were investigated. The results indicated that polydextrose presented a good performance in the encapsulation of yacon juice, presenting high retention of phenolic compounds and antioxidant activity. On all the evaluated treatments, a behavior similar to arabic gum was observed, presenting good characteristics, such as low moisture content, water activity and hygroscopicity and high solubility. Hereafter, the kinetics and thermodynamics of the degradation of phenolic compounds and the kinetics of the degradation of the total color difference of these microcapsules were evaluated under accelerated storage kinetics conditions, with relative humidity of 75 and 90% and temperatures between 35 and 45 °C. The spray drying process was performed under a temperature of 140°C with arabic gum and polydextrose in a 10% concentration and stored under such conditions for 35 days. Degradation of phenolic compounds and total color of microcapsules showed first order kinetics. As of phenolic compound degradation, for all the conditions of relative humidity and temperature the microcapsules with arabic gum were more stable than the ones encapsulated with polydextrose, presenting longer half-lives. Nevertheless, values for the thermodynamic parameters were similar, indicating that the degradation of the phenols occurred in a similar way in the microcapsules, regardless of the wall material used. The kinetic analysis for total color difference of the microcapsules showed that the increase in temperature and/or relative humidity caused no significant difference on the the rate constants. Meantime, the stability of dehydrated yacon bagasse was evaluated by use of sorption isotherms and thermodynamic analysis. The bagasse is a byproduct of the juice extraction process, with low water activity and potential for usage in food formulations due to residual FOS content, even after drying. Equilibrium moisture data for powdered dehydrated yacon bagasse was determined under temperatures of 20, 30, 40, and 50°C and the Halsey model suitably adjusted to the sorption data. The isotherms thus obtained were class III isotherms, typical of sugar rich products.

O yacon (Smallanthus sonchifolius) é uma planta de origem andina, cujas raízes tuberosas armazenam açúcares como frutose, glicose, sacarose e, principalmente, frutooligossacarídeos (FOS). Os FOS são designados como prebióticos, que por sua não digestibilidade pelas enzimas do trato digestivo humano, estimulam seletivamente a multiplicação e a atividade de bactérias intestinais promotoras de saúde. Este trabalho visou estudar a separação de FOS do extrato de yacon, mediante o emprego do processo de separação por membranas (PSM) por ultrafiltração (UF) e avaliar as características físico-químicas do pó obtido por spray drying, a partir do permeado da UF. As raízes foram descascadas e cortadas em rodelas e submetidas ao branqueamento mediante vapor a 100ºC. A partir das fatias branqueadas foi extraído o suco empregando um processador de alimentos; da polpa obtida após a separação do suco, foram extraídos os açúcares restantes mediante a adição de água a 80°C em uma proporção de 2:1 (massa água/massa polpa). O suco de yacon e a solução líquida obtida da polpa foram separadamente filtrados e a mistura dos filtrados constituiu o extrato de yacon. A separação dos FOS foi realizada pelo processo de UF, utilizando duas membranas poliméricas de 10 kDa (UF-10) e 30 kDa (UF-30) com pressões transmembrana de 1,2 bar e 0,75 bar, respectivamente. Encontrou-se que o fluxo de permeado aumentou com o aumento da pressão de 0,5 bar a 2 bar e com a temperatura de 15ºC a 35ºC. Para a UF- 10, a resistência da membrana (Rm) aumentou de 3,25×1013 m-1 para 3,41×1013 m-1 com o aumento da pressão de 0,5 bar para 2 bar; o mesmo ocorreu com a UF-30, aumentando de 1,69×1013 m-1 para 1,89×1013 m-1. As resistências total (Rt), do fouling (Rf) e da polarização por concentração (Rc) apresentaram um leve incremento com o aumento da pressão. Com o aumento da temperatura os valores de Rf e Rc diminuíram devido à redução da viscosidade da solução, enquanto que Rt e Rm não variaram. A porcentagem de formação do fouling diminuiu com o aumento do poro da membrana, de 61,24% na UF-10 para 57,33% na UF-30. O entupimento dos poros da membrana foi revertido empregando procedimentos de limpeza, obtendo-se altas recuperações de fluxo de permeado (76,46% para UF-10 e 83,56% para UF-30). A retenção dos FOS foi de 24,48%, da glicose de 12,95% e da frutose de 22,18% na membrana UF-10, sendo que o aumento do tamanho de poro proporcionou menor retenção dos açúcares, 6,49%, 9,11% e 11,31% para os FOS, glicose e frutose respectivamente para a UF-30.O balanço de massa mostrou que os FOS obtidos no permeado da UF alcançaram pureza de 24,08% para a UF-10 e 18,43% para a UF-30. Ao permeado da UF foi adicionado goma arábica como agente encapsulante nas concentrações de 10% e 15% sob constante agitação até completa homogeneização, seguido de imediata secagem no spray dryer empregando temperaturas de entrada de ar de 140°C e 160°C. O p roduto final apresentou valores de umidade menores que 4 gH2O/100 g m.s. e de atividade de água menores que 0,15. O aumento da concentração de goma e da temperatura de secagem resultou em aumento na solubilidade dos pós, obtendo-se valores superiores a 90%, enquanto que a higroscopicidade diminuiu. A microscopia eletrônica de varredura mostrou que as partículas obtidas por atomização apresentaram tamanhos em torno de 5 μm e morfologias distintas, além de uma forte tendência à aglomeração das partículas menores em torno das maiores, principalmente na temperatura de 140ºC. Com relação à cor, o parâmetro L* diminuiu significativamente com o aumento da temperatura de 140ºC para 160ºC, resultando em amostras mais escuras; os parâmetros a* e b* indicaram que as amostras observadas foram esverdeadas e amareladas, com índice de escurecimento significativamente maior a 160ºC na UF-30. Durante a secagem, o aumento da temperatura diminuiu as concentrações de inulina, enquanto que os teores de glicose e frutose aumentaram devido à reação de termólise que levou à degradação das cadeias de inulina. Os ensaios de atividade prebiótica mostraram que todas as amostras de permeado e retido sem encapsulação foram metabolizados de forma semelhante à glicose pelas três diferentes bactérias (Lactobacillus acidophilus LA-5®, Bifidobacterium lactis BB-12® e Escherichia coli ATCC 25922). Com relação às amostras atomizadas, os tratamentos provenientes da UF-30 e que foram metabolizadas pela cultura probiótica LA-5 apresentaram indicativo potencial de atividade prebiótica, por terem sido metabolizadas de forma similar à glicose. / The yacon (Smallanthus sonchifolius) is a plant originated from Andean regions, whose tuberous roots contain sugars such as fructose, glucose, sucrose, and especially fructooligosaccharides (FOS). FOS is referred to as prebiotics due to it is not digestible by enzymes in the human digestive tract, therefore it selectively stimulates the multiplication and activity of health-promoting bacteria. This study aimed to evaluate the separation of FOS from the extract of yacon by ultrafiltration (UF) membrane separation process (PSM), and study the physic-chemical characteristics of the powder obtained by spray drying from the permeate obtained by UF. The juice was extracted from the bleached slices using a food processor; after, the remaining sugars were extracted from the pulp by adding water at 80ºC in a ratio of 2:1 (water / pulp). The yacon juice and the liquid solution obtained from the pulp were filtered and the filtrate mixture was the yacon extract. The separation of FOS was carried out by two polymeric membranes of 10 kDa (UF-10) and 30 kDa (UF- 30), at pressures of 1.2 bar and 0.75 bar, respectively. The permeate flux increased with increasing pressure from 0.5 bar to 2 bar and temperature from 15ºC to 35ºC. For the UF- 10, the intrinsic membrane resistance (Rm) increased from 3.25×1013 m-1 to 3.41×1013 m-1 with increasing pressure from 0.5 bar to 2 bar. The same occurred with UF-30, in which Rm increased from 1.69×1013 m-1 to 1.89×1013 m-1. The total resistance (Rt), fouling resistance (Rf) and cake layer resistance (Rc) slight increased with increasing pressure. As the temperature increased, the values of Rf and Rc decreased due to the reduced viscosity of the solution, while Rt and Rm values did not change. The percentage of membrane fouling decreased from 61.24% in UF-10 to 57.33% in UF-30 with increasing the membrane pore size. The membrane pore clogging was reversed by cleaning procedures, resulting in high recoveries of the permeate flow (76.46% in UF-10 and 83.56% in UF-30). For UF-10, the FOS retention was 24.48%, while glucose and fructose retention were 12.95% and 22.18% respectively, and the increase in pore size resulted in less retention of sugars, once for the UF-30 the retention percentage was 6.49%, 9.11% and 11.31% for FOS, glucose and fructose, respectively. The mass balance showed that FOS from the UF permeate reached 24.08% purity in UF-10 and 18.43% in UF-30. Gum arabic at concentrations of 10% and 15% was added to the UF permeate as an encapsulating agent with constant stirring until complete homogenization, followed by immediate drying in a spray dryer at inlet temperatures of 140ºC and 160ºC. The final product presented moisture content less than 4 gH2O/100 g d.m. and water activity less than 0.15. Increasing both the arabic gum concentration and drying temperature have increased the powder solubility, with values higher than 90%, and decreased hygroscopicity. Scanning electron microscopy showed that the atomized particles had about 5 μm diameter and exhibited different morphologies, with a strong tendency to particle agglomeration, once smaller particles appeared to overlap large particles, mainly at 140ºC. Regarding the color parameters, the parameter L* significantly decreased with increasing temperature from 140ºC to 160ºC, resulting in darker samples. The parameters a* and b* indicated that the samples were greenish and yellowish with significantly increase in the browning index at 160ºC for UF-30. During the drying process, increasing the temperature decreased inulin concentrations, whereas the levels of glucose and fructose increased due to the thermolysis reaction that lead to degradation of inulin chains. The prebiotic activity assay showed that all permeate and retentate samples without encapsulation were metabolized similarly to glucose by the three different bacteria (Lactobacillus acidophilus LA-5®, Bifidobacterium lactis BB-12® and Escherichia coli ATCC 25922). With respect to the atomized samples, the treatments from the UF-30 that were metabolized by the probiotic culture LA-5 seemed to present potential prebiotic activity, since they were metabolized in a manner similar to glucose metabolism.

O Yacon (Smallanthus sonchifolius) é uma planta que pertence à família Asteraceae, é originário das montanhas dos Andes e no Brasil seu cultivo iniciou-se em 1991. Possui carboidratos solúveis tais como frutose, glicose, sacarose e frutooligossacarídeos (FOS), sendo que os FOS não podem ser metabolizados pelo trato digestivo humano, tendo dessa forma atividade prebiótica. Este trabalho visou estudar o efeito do branqueamento no yacon e posterior secagem mediante ar quente. As raízes foram limpas e selecionadas considerando a ausência de injúrias visuais e infecções. A seguir foram descascadas e cortadas em forma de rodelas (espessuras de 1,75 ± 0,35 mm) e cubos (1,00 ± 0,01cm3). Foi verificada a ocorrência da solubilização dos açúcares durante o branqueamento, onde foram avaliadas as perdas de inulina, glicose e frutose em diferentes condições de tempo e temperatura. Foi observada a maior solubilização nas amostras em rodelas que em cubos na maioria dos tratamentos estudados. O teste de Tukey indicou que no branqueamento do yacon em forma de rodelas e cubos, o tempo, a temperatura e a interação entre eles foi significativa na solubilização dos açúcares, exceto na frutose (nas amostras em rodelas) e na inulina (nas amostras em cubos) onde somente foi significativo o tempo e a temperatura. Os resultados obtidos da superfície de resposta permitiram obter modelos estatísticos para estimar a perda de açúcares no branqueamento das amostras em rodelas, estimando as condições de maior solubilização. Devido a essas perdas, estudou-se o branqueamento a vapor em amostras em rodelas, que foram colocadas dentro de uma autoclave gerando vapor a 100oC nos tempos de 1, 2, 4, 6, 8 e 10 minutos, sendo a melhor condição a 4 minutos, onde foi possível reduzir a atividade enzimática da PER e PPO em 84,6% e 83,7%, correspondendo a perdas de inulina, glicose e frutose de 30,6, 39,4 e 15,8% respectivamente. A seguir foi realizada a secagem nas amostras de yacon, nas temperaturas de 50, 60 e 70°C por 5 horas e 30 minutos sem e com branqueamento, onde verificou-se o efeito do pré-tratamento e da temperatura sobre a redução da umidade e da atividade de água, revelando que o menor tempo de secagem foi obtido a 70°C em amostras com branqueamento. Também foi observado que após 5 horas de secagem a concentração de inulina diminuiu, enquanto que as concentrações de glicose e frutose aumentaram, sendo que os teores desses componentes no final da secagem não diferiram com a temperatura, tanto nas amostras que sofreram ou não branqueamento. No entanto, houve conversão dos FOS em açúcares redutores. O aumento na concentração dos açúcares redutores pode ser devido à presença de atividade enzimática da inulinase. / Yacon (Smallanthus sonchifolius) is a plant belonging to the Asteraceae family and originated in the Andes Mountains, having been cultivated in Brazil since 1991. It contains soluble carbohydrates such as fructose, glucose, sucrose and fructooligosaccharides (FOS), the latter not being metabolized in the human digestive tract and thus presenting prebiotic activity. This work aimed to study the effect of blanching and subsequent hot air drying on yacon. The roots were cleaned and selected considering the absence of visual injury and infections. They were then peeled and cut into slices (1.75 ± 0.35 mm thick) and cubes (1.00 ± 0.01cm2). The sugars were shown to dissolve during blanching, and the losses of inulin, glucose and fructose were determined under different conditions of time and temperature. For the majority of conditions studied, greater dissolution was observed with the slices than with the cubes. Tukey's test indicated that both the time and the temperature and the interaction between them were significant with respect to the dissolution of sugars in the blanching of yacon in the form of both slices and cubes, with the exception of fructose (for the sliced samples) and inulin (for the samples in cubes), where only the time and temperature were significant. The results obtained from the response surface allowed for the production of statistical models to estimate the loss of sugars during blanching for the samples in slices, estimating the conditions for greatest dissolution. Due to these losses, steam blanching of the slices was studied, placing the slices inside an autoclave generating steam at 100ºC for times of 1, 2, 4, 6, 8 and 10 minutes, the best condition being that of 4 minutes where it was possible to reduce the PER and PPO activities by 84.6% and 83.7%, respectively, with losses of inulin, glucose and fructose of 30.6, 39.4 and 15.8%, respectively. Drying of the yacon samples at temperatures of 50, 60 and 70ºC for 5 hours and 30 minutes, with and without blanching, was then carried out, verifying the effect of the pre-treatment and of the drying temperature on the reduction in moisture content and water activity. The shortest drying time was obtained at 70ºC with blanched samples. It was also observed that after 5 hours of drying the concentration of inulin decreased, whereas the concetrations of glucose and fructose increased, the contents of these components at the end of the drying period not varying according to the drying temperature, for either the blanched or non-blanched samples. Thus the FOS were converted into reducing sugars, and the increase in reducing sugars could have been due to the presence of inulinase activity.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-06Bitstream added on 2014-06-13T20:50:17Z : No. of bitstreams: 1 silveira_ndp_me_arafcf.pdf: 632968 bytes, checksum: 566fea3e37e0a1dbca16d6a35e7a7aa1 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O desenvolvimento de alimentos funcionais tem aumentado mundialmente devido a seus compostos bioativos que diminuem o risco de doenças e promovem a saúde. Baseado nisso, a indústria e a comunidade científica estão, cada vez mais, buscando ingredientes que possam conferir tais características aos alimentos. A soja, além de ser importante fonte protéica, possui fibras, isoflavonas, oligossacarídeos com potencial prebiótico (rafinose e estaquinose), vitaminas e minerais. As raízes tuberosas de yacon (Smallanthus sonchifolius) possuem grande quantidade de frutooligossacarídeos do tipo inulina, um componente não digerível pelo nosso organismo, com função de auxiliar na seleção de determinadas bactérias da microbiota intestinal, principalmente as bifidobactérias, possuindo, portanto, efeito prebiótico. O objetivo do presente estudo foi o de verificar, através da metodologia da superfície de resposta, as melhores condições para a utilização simultânea de extratos aquosos de soja e de yacon no desenvolvimento de um novo produto fermentado por um cultivo probiótico constituído por Enterococcus faecium CRL 183 e Lactobacillus helveticus ssp jugurti 416. Para tanto, as variáveis independentes foram representadas pelo teor protéico fornecido pelo extrato hidrossolúvel de soja (g/L) e pelo extrato aquoso de yacon (%). As variáveis dependentes (respostas) foram obtidas através do teste de aceitação sensorial (“sabor” e “impressão global”). A otimização conjunta das variáveis apontou a formulação 7 (1,74 g/L de teor protéico fornecido pelo extrato de soja e 25,86% de extrato de yacon) do planejamento experimental como sendo a mais adequada. No entanto, as formulações 9 e 10 (ambas contendo 1,74 g/L de teor protéico fornecido pelo extrato de soja e 40% de extrato de yacon) apresentaram valores de aceitação que não diferiram significativamente... / World-wide the development of functional food has been increased, due to its bioactive components which decrease the risk of getting some illnesses and promote health. Based on that, the industry and the scientific population are more and more searching for ingredients that may confer such characteristics to food. The soy, besides being an important proteic source, has fibers and isoflavones, oligosaccharides with potential prebiotic (raffinose and stachyose), vitamins and minerals. The yacon tuber (Smallanthus sonchifolius) is a source of fructooligosaccharides, type inulin, undigestible components by our organism that helps in the selection and development of some bacteria of intestinal microbiota, mainly the bifidobacteria, which means that yacon has prebiotic effect. The aim of this study was to check, through Response Surface Methodology, the optimum conditions to use, simultaneously, the soy and yacon watery extracts in the development of a new fermented product with the probiotic cultive constituted by Enterococcus faecium CRL 183 and Lactobacillus helveticus ssp jugurti 416. Therefore, the independent variables were represented by the protein of soymilk (g/L) and the yacon extract (%). The dependent variables (responses) were obtained through the acceptance test (“taste” and “overall acceptability”). The joint optimization of the variables pointed out the 7th formulation (1.74 g/L of soymilk protein and 25.86% of yacon extract) of the factorial design as the most adequate. However, the 9th and 10th formulations (both containing 1.74 g/L of soymilk protein and 40% of yacon extract) presented acceptance scores significantly equal to the 7th treatment. The optimized product was submitted to the shelf-life determination, and it was presented in conditions of consuming in the course of 21 days at 5 ºC and with viability of the probiotic cultive among... (Complete abstract click electronic access below)