A jabuticaba é uma fruta originalmente brasileira e que começa a ser explorada comercialmente para produção de polpa congelada, geleia, licor, dentre outros produtos. O processamento da jabuticaba gera uma grande quantidade de resíduos, oriundos da casca e da semente, que normalmente são descartados em aterros, contribuindo para poluição ambiental. Todavia, esses resíduos são ótimas fontes de ingredientes funcionais, tais como antocianinas (pigmentos roxos) e elagitaninos, ambos potentes antioxidantes. Assim, o objetivo deste estudo foi extrair o pigmento do resíduo do despolpamento da jabuticaba e caracteriza-lo; estudar o processo de secagem por atomização do pigmento;caracterizar os pós obtidos, bem como sua propriedade antioxidante e estabilidade durante o armazenamento. Para tanto, a jabuticaba foidespolpada, e do resíduo (cascas e sementes) foi obtido um extrato aquoso, o qual foi caracterizado quanto ao teor de sólidos solúveis, pH, umidade, cinzas, proteínas, lipídeos, fibras, açúcares e acidez, e, em seguida, foi desidratado em spray-dryer com os agentes carreadores maltodextrina DE10 e goma arábica. Os pós obtidos foram caracterizados quanto à umidade, higroscopicidade, cor instrumental, morfologia e tamanho das partículas, teor de antocianinas, estabilidade e propriedade antioxidante pelos métodos ORAC e DPPH, estabilidade durante estocagem e isotermas de sorção. O extrato aquoso obtido apresentou 10% de sólidos solúveis totais, pH 3,54, acidez de 0,71 g ácido cítrico/100g amostra e teor de antocianinas de 79,3 mg de antocianinas/100g de amostra. Os pós obtidos com maltodextrina em condições otimizadas apresentaram retenção média de antocianinas de 77%, umidade média de 4,0%, higroscopicidade média de 34,9 g de água absorvida/100 g de pó, rendimento médio do processo de 32,1% e em média 11,5 mg/g pó de antocianinas totais. Os valores médios para a atividade antioxidante variaram de 826,9 a 266,0 µmoles equivalentes de Trolox/g pelos métodos ORAC e DPPH, respectivamente. Já para os pós obtidos com goma arábica em condições otimizadas a retenção média de antocianinas foi de 86%, umidade média de 3,9%, higroscopicidade média de 56,1 g água absorvida/100g pó, rendimento médio do processo de 35,7% e em média 14,8 mg/g pó de antocianinas totais. Os valores médios para a atividade antioxidante variaram de 227,2 a 1152,7 µmoles equivalentes de Trolox/g de pó pelos métodos DPPH e ORAC, respectivamente. Os pós obtidos apresentaram valores altos para antocianinas, fenólicos totais e atividade antioxidante, mostrando o grande potencial do resíduo do despolpamento da jabuticaba para produção de um pigmento funcional. A presença do carreador foi efetiva para manter a estabilidade do pigmento durante a estocagem e quanto maior a sua concentração, maior a estabilidade do pigmento. / The jabuticaba is originally a Brazilian fruit and begins to be exploited commercially for the production of frozen pulp, jelly, liquor, among oth er products. The processing of jabuticaba generates a lot of waste, from the peel and seeds, which are usually discarded in landfills, contributing to environmental pollution. However, these residues are good sources of functional ingredients, such as anthocyanins (purple pigments) and elagitannins, both potent antioxidants. The objective of this study was to extract the pigment from the pulping of jabuticaba\'s waste and characterized it, to study the process of spray drying the pigment; characterize the po wders, as well as its antioxidant properties and storage stability. To this aim, jabuticaba was pulped, and the residue (peel and seeds) was obtained from an aqueous extract, which was characterized as the soluble solids, pH, moisture, ash, protein, lipid, fiber, sugars and acidity, and then was dried in a spray-dryer with agents carriers of 10 maltodextrin and gum arabic. The powders were characterized for moisture, hygroscopicity, instrumental color, morphology and particle size, anthocyanins, stability and antioxidant properties by ORAC and DPPH methods and stability during storage. The aqueous extract obtained showed 10% of total soluble solids, pH 3.54, acidity 0.71 g citric acid/100g sample and anthocyanin content of 79.3 mg anthocyanin/100g sample. The powders obtained under optimized conditions with maltodextrin showed retention of 77% anthocyanins, 4.0% of humidity, hygroscopicity of 34.9 g water absorbed/100g powder, yield of the process 32.1% and on average 11.5 mg/g of anthocyanins. The mean values for the antioxidant activity ranged from 826.9 µM Trolox equivalents/g jabuticaba\'s powder to 266.0 µM Trolox equivalents/g jabuticaba\'s powder for ORAC and DPPH methods, respectively. The gum arabic powders obtained under optimized conditions showed average retention of 86% anthocyanins, 3.9% average humidity, hygroscopicity average of 56.1 g water absorbed/100g powder, average yield of 35.7% of the process and an average of 14.8 mg/g powder anthocyanins. The mean values for the antioxidant activity ranged from 1152.7 µM Trolox equivalents/g jabuticaba\'s powder to 227.2 µM Trolox equivalents/g jabuticaba\'s powder for ORAC and DPPH methods, respectively. The powders obtained showed high concentration of anthocyanins, phenolic compounds and antioxidant activity, showing the great potential of the residue of jabuticaba\'s waste for production of a functional pigment. The presence of the carrier was effective for maintaining stability of the pigment during storage and the higher the concentration, the greater the stability of the pigment

A cor dos alimentos é um dos principais fatores que influenciam na preferência dos consumidores. Os corantes naturais além da coloração podem oferecer benefícios à saúde humana. A norbixina é um carotenoide que pode ser produzido a partir da saponificação de bixina presente nas sementes de urucum. Tal composto apresenta propriedades funcionais que estão relacionadas a promoção de uma vida saudável, pois atua como protetor celular, é comumente usado como corante natural em produtos processados, entretanto, sua estrutura química torna-o susceptível à degradação por fatores ambientais como oxigênio, luz e alta temperatura. A microencapsulação é uma alternativa para melhorar a estabilidade e solubilidade deste carotenoide. Neste trabalho foram encapsulados cristais de norbixina com 100% de pureza (comprimento de onda de 453 nm) usando a técnica de secagem por atomização (spray drying). Foram utilizados goma arábica (GA) e maltodextrina (MD) em diferentes proporções como materiais de parede. As diferentes formulações (MD:GA 100:0; 85:15; 65:35; 50:50; 35:65; 15:85; 0:100) foram preparadas com a mesma quantidade de núcleo (norbixina) e percentual de sólidos solúveis totais. A formulação com 100% GA mostrou a maior eficiência de microencapsulamento (74,91% - 226,40 μg/g) e foi avaliada a sua atividade antioxidante da pelo método ABTS (77,77 ± 0,59 μmol TE/g microcápsula), verificou-se que a norbixina mantem a sua atividade antioxidante depois do processo de microencapsulamento O estudo de estabilidade das microcápsulas de norbixina (MCN) foi conduzido em sistema modelo aquoso a temperaturas de 60, 90 e 98°C por 300 min. A cinética de degradação seguiu uma reação de primeira-ordem. A energia de ativação (Ea) requerida para degradação foi de 15,08 kcal/mol, o dobro da Ea requerida para a norbixina livre. As MCN mostraram uma alta estabilidade térmica. Finalmente, as MCN foram aplicadas em bebidas isotônicas sabor tangerina. Utilizando os parâmetros de cor do sistema CIELab foi possível obter a coloração laranja com uma baixa concentração de norbixina (2,86 ± 0,02 μg norbixina/mL). A bebida isotônica (BIT) adicionada de MCN mostrou estabilidade sob condições aceleradas de armazenamento (luz e aquecimento), pois os resultados indicaram um maior tempo de vida média (29,71 dias) em comparação com a BIT adicionada de norbixina não encapsulada (6,56 horas). De acordo com essa pesquisa, os dados obtidos indicaram a potencialidade da utilização da microencapsulação para aumentar a estabilidade da norbixina e assim obter um corante natural com efetiva aplicação em matrizes modelo aquoso (bebidas). / Color is one of the main attributes in processed food that influences their preference and acceptance directly from consumers. Besides, of their ability of coloration, the natural dyes can offer benefits in human health. The norbixin is a carotenoid that can be produced from saponification of bixin present in annatto seeds. This compound shows functional properties that are related to the promotion of a healthy life, since it acts as cellular protectors, and is commonly used as a natural dye in processed food, however, its chemical structure makes it susceptible to degradation by environmental factors such as light, oxygen, and high temperature. Microencapsulation is used to improve the stability and solubility of the carotenoid. In this study, were encapsulated crystals of norbixin with 100% of purity (wavelength of 453 nm) by spray drying. Gum arabic and maltodextrin were used in different proportions as wall materials. The different formulations (MD:GA 100:0; 85:15; 65:35; 50:50; 35:65; 15:85; 0:100) were prepared with the same quantity of core (norbixin) and total solids soluble percentage. The formulation with 100% of arabic gum shows a high microencapsulation efficiency (74.91% - 226.40 μg/g of microcapsules) and was evaluated it antioxidant activity with ABTS assay (77.77 ± 0.59 μmol TE/g microcapsules), was verified that norbixin keep its antioxidant activity after microencapsulation process The stability study of norbixin microcapsules (MCN) was carried out in aqueous model system at temperatures of 60, 90 and 98°C for 300 min. Thermal degradation kinetics in aqueous model systems followed a first order kinetic reaction. The activation energy (Ea) required for degradation was Ea = 15.08 kcal/mol, double than required for free norbixin. MCN showed a high thermal stability with longer shelf life. Finally, the MCN were applied in isotonic tangerine soft drinks without exceeding the use of food additives regulations. Based on the parameter of CIELab system was possible to get an orange tonality by using a lower concentration of norbixin (2.86 ± 0.02 μg norbixin/mL). The isotonic beverage (BIT) added of MCN shows a stability during storage on accelerated conditions (heat and light) since the results indicated a high half-life time (29.71 days) when was compared with an BIT added of norbixin non-encapsulated (6.56 hours). According to this research, the results obtained showed the potential of the use of microencapsulation to increase the stability of norbixin, thus obtaining a natural dye with an effective application in aqueous matrix, mainly in beverages.

Orientador: Dirlei Antonio Berto / Banca: José Roberto Sartori / Banca: Vinicius de Souza Cantarelli / Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar os parâmetros de desempenho de leitões desmamados e a digestibilidade aparente das dietas pré-iniciais (PI) e iniciais (I), contendo combinação de ingredientes energéticos e protéicos em substituição ao soro de leite e lactose. Foram utilizados 108 leitões, desmamados com idade média de 21 dias e peso médio 6,02 ± 0,40 kg, distribuídos em um delineamento experimental de blocos ao acaso em quatro tratamentos: controle com soro de leite seco e lactose; concentrado protéico de soro de leite, maltodextrina e blend energético contendo maltodextrina e óleo de milho; farelo de glúten 60, maltodextrina e blend energético contendo maltodextrina e óleo de milho; blend energético protéico contendo maltodextrina, água de maceração do milho e óleo de milho. Durante os períodos experimentais de 0 a 17 e 18 a 29 dias, foram realizadas coletas parciais de fezes para se determinar a digestibilidade aparente utilizando-se o óxido de crômio III (Cr2O3) a 0,1% como marcador nas rações. Foram avaliados os parâmetros de desempenho: consumo diário de ração (CDR), ganho diário de peso (GDP) e conversão alimentar (CA) dos leitões nos períodos de 0 a 17 e de 0 a 29 dias após o desmame; os coeficientes de digestibilidade aparente da matéria seca (CDAMS), extrato etéreo (CDAEE), proteína bruta (CDAPB) e energia bruta (CDAEB); os valores digestíveis de matéria seca (MSD), proteína (PD), extrato etéreo (EED) e energia (ED) das dietas PI e I. Não foram verificadas diferenças entre os tratamentos em relação às variáveis CDR, GDP e CA (P>0,05). Não houve influência dos tratamentos nos valores de CDAMS, CDAPB, CDAEB, MSD e ED (P>0,05) das dietas PI e I. Foram encontradas diferenças para as variáveis: CDAEE (P=0,007), PD (P=0,002) e EED (P<0,001) para a ração I. Portanto, os blends estudados, associados... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of this work was to evaluate parameters for weanling pigs performance and digestibility of pre-initial (PI) and initial (I) diets containing a combination of energetic and protein ingredients to substitute the dried whey and lactose. One hundred and eight weanling pigs aging about 21 days old and with average weight of 6.02 ± 0.40 kg distributed in a randomized complete block design of four treatments: control with dried whey and lactose; whey protein concentrated, maltodextrin and an energetic blend containing maltodextrin and corn oil; gluten meal 60% CP, maltodextrin and energetic blend containing maltodextrin and corn oil; protein energetic blend containing maltodextrin, corn steep liquor and corn oil. Collection of feces was done during the experiment period (0-17 days old and 18-29 days old) in order to determine digestibility. Such assess was done using 0.1% Chromium (III) oxide as a marker in the feed. The assessed performance parameters were: daily feed intake (DFI), daily weight gain (DWG) and feed conversion (FC) of piglets from 0 to 17 and from 0 to 29 days after weaning; digestibility coefficient of dry matter (DCDM), ether extract (DCEE), crude protein (DCCP), and gross energy (DCGE); digestible values for dry matter (DMD), protein (PD), ether extract (EED), and energy (ED) on PI and I diets. There was no significant difference among treatments considering DFI, DWG, FC (P>0.05). Treatments had no influence upon DCDM, DCCP, DCGE, DMDV, EDV values (P>0.05) for PI and I diets. Differences were found for I diet in DCEE (P=0.007), PD (P=0.002), and EED (P<0.001). The studied blends whether associated or not with protein sources (either vegetal or animal) were feasible substitutes for dried whey and lactose in PI and I diets. They did not interfere in the performance of weanling pigs aged from 21 to 50 days old or in the digestibility... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

A jabuticaba é uma fruta originalmente brasileira e que começa a ser explorada comercialmente para produção de polpa congelada, geleia, licor, dentre outros produtos. O processamento da jabuticaba gera uma grande quantidade de resíduos, oriundos da casca e da semente, que normalmente são descartados em aterros, contribuindo para poluição ambiental. Todavia, esses resíduos são ótimas fontes de ingredientes funcionais, tais como antocianinas (pigmentos roxos) e elagitaninos, ambos potentes antioxidantes. Assim, o objetivo deste estudo foi extrair o pigmento do resíduo do despolpamento da jabuticaba e caracteriza-lo; estudar o processo de secagem por atomização do pigmento;caracterizar os pós obtidos, bem como sua propriedade antioxidante e estabilidade durante o armazenamento. Para tanto, a jabuticaba foidespolpada, e do resíduo (cascas e sementes) foi obtido um extrato aquoso, o qual foi caracterizado quanto ao teor de sólidos solúveis, pH, umidade, cinzas, proteínas, lipídeos, fibras, açúcares e acidez, e, em seguida, foi desidratado em spray-dryer com os agentes carreadores maltodextrina DE10 e goma arábica. Os pós obtidos foram caracterizados quanto à umidade, higroscopicidade, cor instrumental, morfologia e tamanho das partículas, teor de antocianinas, estabilidade e propriedade antioxidante pelos métodos ORAC e DPPH, estabilidade durante estocagem e isotermas de sorção. O extrato aquoso obtido apresentou 10% de sólidos solúveis totais, pH 3,54, acidez de 0,71 g ácido cítrico/100g amostra e teor de antocianinas de 79,3 mg de antocianinas/100g de amostra. Os pós obtidos com maltodextrina em condições otimizadas apresentaram retenção média de antocianinas de 77%, umidade média de 4,0%, higroscopicidade média de 34,9 g de água absorvida/100 g de pó, rendimento médio do processo de 32,1% e em média 11,5 mg/g pó de antocianinas totais. Os valores médios para a atividade antioxidante variaram de 826,9 a 266,0 &micro;moles equivalentes de Trolox/g pelos métodos ORAC e DPPH, respectivamente. Já para os pós obtidos com goma arábica em condições otimizadas a retenção média de antocianinas foi de 86%, umidade média de 3,9%, higroscopicidade média de 56,1 g água absorvida/100g pó, rendimento médio do processo de 35,7% e em média 14,8 mg/g pó de antocianinas totais. Os valores médios para a atividade antioxidante variaram de 227,2 a 1152,7 &micro;moles equivalentes de Trolox/g de pó pelos métodos DPPH e ORAC, respectivamente. Os pós obtidos apresentaram valores altos para antocianinas, fenólicos totais e atividade antioxidante, mostrando o grande potencial do resíduo do despolpamento da jabuticaba para produção de um pigmento funcional. A presença do carreador foi efetiva para manter a estabilidade do pigmento durante a estocagem e quanto maior a sua concentração, maior a estabilidade do pigmento. / The jabuticaba is originally a Brazilian fruit and begins to be exploited commercially for the production of frozen pulp, jelly, liquor, among oth er products. The processing of jabuticaba generates a lot of waste, from the peel and seeds, which are usually discarded in landfills, contributing to environmental pollution. However, these residues are good sources of functional ingredients, such as anthocyanins (purple pigments) and elagitannins, both potent antioxidants. The objective of this study was to extract the pigment from the pulping of jabuticaba\'s waste and characterized it, to study the process of spray drying the pigment; characterize the po wders, as well as its antioxidant properties and storage stability. To this aim, jabuticaba was pulped, and the residue (peel and seeds) was obtained from an aqueous extract, which was characterized as the soluble solids, pH, moisture, ash, protein, lipid, fiber, sugars and acidity, and then was dried in a spray-dryer with agents carriers of 10 maltodextrin and gum arabic. The powders were characterized for moisture, hygroscopicity, instrumental color, morphology and particle size, anthocyanins, stability and antioxidant properties by ORAC and DPPH methods and stability during storage. The aqueous extract obtained showed 10% of total soluble solids, pH 3.54, acidity 0.71 g citric acid/100g sample and anthocyanin content of 79.3 mg anthocyanin/100g sample. The powders obtained under optimized conditions with maltodextrin showed retention of 77% anthocyanins, 4.0% of humidity, hygroscopicity of 34.9 g water absorbed/100g powder, yield of the process 32.1% and on average 11.5 mg/g of anthocyanins. The mean values for the antioxidant activity ranged from 826.9 &micro;M Trolox equivalents/g jabuticaba\'s powder to 266.0 &micro;M Trolox equivalents/g jabuticaba\'s powder for ORAC and DPPH methods, respectively. The gum arabic powders obtained under optimized conditions showed average retention of 86% anthocyanins, 3.9% average humidity, hygroscopicity average of 56.1 g water absorbed/100g powder, average yield of 35.7% of the process and an average of 14.8 mg/g powder anthocyanins. The mean values for the antioxidant activity ranged from 1152.7 &micro;M Trolox equivalents/g jabuticaba\'s powder to 227.2 &micro;M Trolox equivalents/g jabuticaba\'s powder for ORAC and DPPH methods, respectively. The powders obtained showed high concentration of anthocyanins, phenolic compounds and antioxidant activity, showing the great potential of the residue of jabuticaba\'s waste for production of a functional pigment. The presence of the carrier was effective for maintaining stability of the pigment during storage and the higher the concentration, the greater the stability of the pigment

Os objetivos do estudo foram elaborar iogurtes com a cultura tradicional e a cultura probiótica de Bifidobacterium animalis subsp. lactis, desidratar os produtos em spray dryer utilizando maltodextrina como carreador e caracterizar os pós obtidos, bem como determinar a resistência dos probióticos ao processo de atomização. O presente estudo avaliou três temperaturas de entrada do ar de secagem (130, 150 e 170°C) em iogurtes com duas diferentes concentrações de maltodextrina (10 e 20%), totalizando 6 tratamentos: T1 (10%malto/130°C), T2 (20%malto/130°C), T3 (10%malto/150°C), T4 (20%malto/150°C), T5 (10%malto/170°C) e T6 (20%malto/170°C). A secagem do iogurte foi realizada em spray dryer piloto e a enumeração das células viáveis de Bifidobacterium animalis subsp. lactis foi realizada através de plaqueamento em profundidade. Os pós apresentaram baixos valores de umidade e elevada higroscopicidade. A atividade de água (Aw) dos pós variou de 0,09 a 0,19 e aumentou após 30 dias de armazenamento, comprovando o caráter higroscópico dos pós obtidos. Verificou-se que após a desidratação dos iogurtes, apesar deles apresentarem contagens inferiores que os produtos integrais, ainda apresentaram contagens acima de 106 UFC/g, ou seja, ainda estavam dentro do limite estabelecido pela legislação para um produto ser considerado probiótico. Os tratamentos que passaram por maiores temperaturas durante o processamento de secagem (T5 e T6) foram os que tiveram maiores perdas de micro-organismos probióticos, sugerindo que as altas temperaturas exerceram forte influência na viabilidade dos probióticos. O T1 obteve maiores contagens do micro-organismo analisado, com contagens acima de 106 UFC/g, com até 60 dias de armazenamento, indicando ser o melhor tratamento entre os estudados, em relação à obtenção de um iogurte caprino probiótico em pó com maior período de vida de prateleira. De maneira geral, conclui-se que o processo de atomização possibilitou a obtenção de iogurte de leite de cabra em pó estável do ponto de vista microbiológico. Além disso, obteve-se um produto que pode ser uma alternativa para incrementar o consumo de leite de cabra, bem como o de probióticos. / The aim of this study was to develop yogurts with the traditional culture and Bifidobacterium animalis subsp. lactis probiotic culture, dehydrate products in spray drying using maltodextrin as a carrier and characterize the powders, as well as determining the resistance of probiotics to atomization process. The present study evaluated three different inlet air temperatures of spray dryer (130, 150 and 170°C) in yoghurts with two different maltodextrin concentrations (10 and 20%), totaling six treatments: T1 (10%malto/130°C), T2 (20%malto/130°C), T3 (10%malto/150°C), T4 (20%malto/150°C), T5 (10%malto/170°C) e T6 (20%malto/170°C). The yogurt drying was performed in a pilot spray dryer and the viable cells of Bifidobacterium animalis subsp. lactis enumeration was performed by pour plate. The powders showed low levels of humidity and high hygroscopicity. The water activity (Aw) of the powders ranged from 0.09 to 0.19 and increased after 30 days of storage, showing the hygroscopic powders character. It was found that after yogurt dehydration, despite their counts were less than integral products, still had counts above 106 CFU/g, therefore were still within regulation limits for a product to be considered as probiotic. The treatments that have undergone higher temperatures during the drying process (T5 and T6) were those who had higher losses of probiotic microorganisms, suggesting that high temperatures had a strong influence on the viability of probiotics. The T1 (130°C/10%) obtained higher counts of the microorganism analyzed, with counts above 106 CFU/g, during 60 days of storage, indicating that is the best treatment among those studied in relation to obtaining a goat probiotic yoghurt powder with longer shelf life. In general, it is concluded that the atomization process allows the obtention of stable goat milk yogurt powder, in a microbiological point of view. Furthermore, it was obtained a product that can be an alternative for increasing the consumption of goat milk as well as probiotics.

<p>Stabilizatori na bazi biopolimera postaju posebno povoljna prirodna re&scaron;enja za primenu u kompleksnim sistemima, kao &scaron;to su emulzije tipa ulja u vodi. U ovoj disertaciji je ispitan individualni i kombinovani uticaj tri stabilizatora na bazi polisaharida (vlakna &scaron;ećerne repe, pektin &scaron;ećerne repe i OSA maltodekstrin) na formiranje i stabilnost emulzija kukuruznog ulja u vodi. Ispitan je uticaj četiri različite tehnike emulgovanja (ultrazvučna homogenizacija, visokopritisna homogenizacija, membransko emulgovanje i rotor-stator homogenizacija). Sveobuhvatna karakterizacija koja je obuhvatala ispitivanje fizičko-hemijskih, strukturnih, tenziometrijskih, konduktometrijskih, viskozimetrijskih osobina ispitivanih polisaharida je prikazana u ovoj disertaciji. Dobijeni rezultati veličine kapi emulzija i njihove fizičke stabilnosti ukazuju na dobra stabilizaciona svojstva ispitivanih polisaharida. Interakcije između primenjenih stabilizatora na bazi polisaharida rezultovale su značajnim promenama veličine kapi, zeta potencijala, kriming indeksa i strukture emulzije.</p> / <p>Biopolymer based stabilizers become particularly favorable natural solutions for use in complex systems, such as oil-in-water emulsions. In following dissertation, the individual and combined effects of three polysaccharide based stabilizers (sugar beet fibers, sugar beet pectin and OSA maltodextrin) on the formation and stability of corn oil emulsions in water were tested. The influence of four different emulsion techniques (ultrasonic homogenization, high-pressure homogenization, membrane emulsification and rotor-stator homogenization) were examined. A comprehensive characterization that included the examination of physico-chemical, structural, tensiometric, conductometric, viscometric characteristics of the polysaccharides examined is presented in this dissertation. The obtained results of the emulsion droplet size and their physical stability indicate good stabilization properties of the polysaccharides examined. The interactions between the applied polysaccharide-based stabilizers resulted in significant changes in the droplet size, zeta potential, creaming index and the structure of the emulsion.</p>

The overarching goal of this research was to formulate an encapsulated powder using a modified lentil protein isolate-maltodextrin mixture to encapsulate flaxseed oil by freeze drying. The primary objectives were: a) to examine the physicochemical and emulsifying properties of lentil protein isolates with different degrees of hydrolysis; b) to design and test the physicochemical properties of encapsulated flaxseed oil using a wall material with native, heat treated and partially hydrolyzed lentil proteins in combination with maltodextrin; and c) test the oxidative stability of encapsulated flaxseed oil with the capsule design with the lowest surface oil and highest encapsulation efficiency versus free oil. During the first study, the physicochemical and emulsifying properties of lentil protein isolates (LPI) were investigated as a function of their degree of hydrolysis (DH of 4, 9 and 20%) following exposure to trypsin/heat. Interfacial tension, surface characteristics (charge and hydrophobicity) and intrinsic fluorescence were determined and related to changes in the emulsification activity (EAI) and stability indices (ESI) of unhydrolyzed (u-LPI) and hydrolyzed LPI (h-LPI) in a flaxseed oil-water emulsion. Most importantly surface hydrophobicity declined from ~30 to ~24 for the u-LPI and h-LPI (DH 4-20%), respectively. The changes in physicochemical properties induced by hydrolysis had a detrimental effect on EAI and ESI values, which declined from ~51 to ~47 m2 g-1 and ~12 to ~ 11 min for u-LPI and h-LPI (DH 4-20%), respectively. In the second study, the physicochemical properties of encapsulated flaxseed oil within lentil protein-based maltodextrin microcapsules were investigated using native (n-LPI), pre-treated (heated, un-hydrolyzed (u-LPI); and heated, hydrolyzed (h-LPI)) lentil protein isolates and as a function of oil load (10.0, 20.0 and 30.0% of total solids). The moisture, water activity, surface oil and encapsulation efficiency (EE) were assessed, along with droplet size and emulsion morphology. Light microscopy imaging of the emulsions, showed that the h-LPI had slightly larger oil droplets than the n-LPI and u-LPI, which both appeared similar. Microcapsules prepared from h-LPI showed significantly higher surface oil and lower EE than both the n-LPI and u-LPI materials. The microcapsules prepared using n-LPI with 10.0% oil loading were found to have the lowest surface oil content (~3.7%) and highest EE (~62.8%) for all formulations, and were subjected to an oxidative storage stability test over a 30 d period vs. free oil. The encapsulation process however induced autooxidation leading the production of a greater amount of primary oxidative products than free oil. Findings indicate that future studies are necessary to enhance the stability of the flaxseed oil through the encapsulation process.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-06-13Bitstream added on 2014-06-13T18:09:50Z : No. of bitstreams: 1 ribeiro_ag_me_arafcf.pdf: 302009 bytes, checksum: c60147e9d132b7e3caf3c8f764b580c0 (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / As leguminosas são consideradas uma das melhores fontes de proteína vegetal. O tremoço (Lupinus sp.), cultivado por cerca de 4000 anos, é uma leguminosa como a soja, feijão ou lentilha, que tem diversas espécies, sendo que as três mais plantadas são originárias da região do Mediterrâneo. Certas espécies de tremoço (Lupinus albus) apresentam cerca de 10% de energia dada pelo conteúdo de óleo e cerca de 40% de proteína, próximo aos valores encontrados na soja. A qualidade de vários alimentos pode ser aprimorada pela suplementação com leguminosas, onde o tremoço é um bom candidato para esta função incluindo melhor digestibilidade, maior conteúdo de fibras e bom rendimento em diferentes climas e solos. A realização de um trabalho utilizando tremoço doce (Lupinus albus) em forma de farinha para o desenvolvimento de um alimento tipo shake, que possui uma diversidade de trabalhos e pesquisas interessados no desenvolvimento de produtos nutritivos, versáteis e saborosos, estabelecendo as condições adequadas para sua formulação, torna-se interessante para ampliar as perspectivas de aproveitamento industrial do tremoço como suplemento alimentar (uma fonte protéica alternativa e de baixo custo) e promover uma inovação no mercado de alimentos. A formulação ainda contou com os ingredientes leite em pó integral e maltodextrina, cujas interações foram estudadas utilizando um delineamento experimental do tipo centroid simplex para modelagem de misturas. Os resultados da análise sensorial obtidos pela análise estatística da variância mostraram preferência (ordem crescente) pelas formulações que seguem: leite em pó integral e maltodextrina; leite em pó integral; maltodextrina; farinha decorticada e desengordurada de tremoço doce, leite em pó integral e maltodextrina... / Grain legumes are considered one of the best vegetable protein sources. Being cultivated for about 4000 years, lupin is a plant like soya, bean or lentil. There are several species of lupin; three of them most cultivated come from Mediterraneum. Some species of lupin (Lupinus albus) have about 10% of energy given by its oil content and about 40% of protein, similar to the values found in soya. The quality of several food products may be refined by vegetable supplementation being lupin a good candidate for this function. It includes a better digestibility, greater fiber content and good yield in both different climates and soils. An experiment using sweet lupin in form of flour in order to develop a kind of food called shake, which has a great variety of studies and researches interested in nutritional, versatile and tasteful products, establishing suitable conditions for their formulation, becomes interesting not only to enlarge the lupin industrial perspective use as food supplement (a low cost alternative protein source) but also to promote innovation in food market. Its formulation is still composed of whole milk powder and maltodextrin whose interactions were studied by utilizing experimental centroid simplex outlining for mixture modelling. Sensorial analysis results obtained by statistical analysis of variance showed preference (crescent order) to the following formulations: whole milk powder and maltodextrin; whole milk powder; maltodextrin; husky unfattened sweet lupin flour, whole milk powder and maltodextrin; husky unfattened sweet lupin flour and whole milk powder; husky unfattened sweet lupin flour and maltodextrin; husky unfattened sweet lupin flour.

O consumo abusivo de embalagens plásticas tem causado diversos problemas ambientais, visto que as mesmas são produzidas a partir de fontes não renováveis de energia e são resistentes à degradação. Neste contexto, o desenvolvimento de filmes biodegradáveis ativos para aplicação em alimentos é de grande importância pois, além de serem produzidos a partir fontes renováveis e mais sustentáveis, os mesmos podem interagir com o produto embalado e proporcionar benefícios extras em relação aos filmes convencionais. Este trabalho utilizou o bagaço de uva proveniente do processo de vinificação como fonte de antocianinas para o desenvolvimento de filmes biodegradáveis com propriedades antioxidantes. A microencapsulação das antocianinas, realizada com a finalidade de aumentar sua estabilidade, utilizou maltodextrina e goma arábica como agentes encapsulantes. Diferentes formulações de filmes biodegradáveis foram desenvolvidas com as microcápsulas produzidas. Goma arábica, maltodextrina e a combinação das mesmas foram eficientes no processo de microencapsulação (>90% de retenção de antocianinas). Apesar de apresentarem o mesmo teor de antocianinas - quantificadas via cromatografia líquida de alta eficiência - a atividade antioxidante das microcápsulas de goma arábica foi maior. A diferença entre a atividade antioxidante das cápsulas foi atribuída às diferentes solubilidades destas em água, onde maiores solubilidades poderiam liberar mais facilmente as antocianinas encapsuladas. O filme desenvolvido a partir de antocianinas encapsuladas com maltodextrina apresentou melhores propriedades mecânicas e ofereceu maior proteção ao óleo de girassol frente às reações de oxidação, e portanto foi utilizado na produção de sachês de azeite de oliva extra-virgem. O filme desenvolvido apresentou biodegradabilidade comprovada e propiciou maior estabilidade oxidativa ao azeite de oliva nele embalado quando comparado a um azeite embalado em polipropileno comercial. Os resultados obtidos neste trabalho comprovam a potencialidade da utilização de maltodextrina como encapsulante de antocianinas e como ingrediente na produção de filmes biodegradáveis, aplicados principalmente em produtos gordurosos. / The abuse of plastic packaging has caused various environmental problems, since they are produced from non-renewable sources of energy and are resistant to degradation. In this context, the development of active biodegradable films for application in foods is of great importance, since they are produced from renewable and sustainable sources, besides they may interact with the packaged product and provide additional benefits over conventional films. This study used the wine grape pomace as a source of anthocyanins for the development of biodegradable films with antioxidant properties. Microencapsulation of anthocyanins, which was carried out with the purpose of increasing its stability, used maltodextrin and gum arabic as wall materials. Different formulations of biodegradable films were developed with the obtained microcapsules. Gum arabic, maltodextrin and their combination were effective in the microencapsulation process (> 90% retention of anthocyanins). Despite being provided with the same anthocyanins content - quantified by highperformance liquid chromatography - the antioxidant activity of gum arabic microcapsules was greater. The difference between the antioxidant activity of the capsules was attributed to their different solubility in water, so that capsules with higher solubility could release more easily the encapsulated anthocyanins. The film containing anthocyanins encapsulated with maltodextrin showed better mechanical properties and offered greater protection to sunflower oil against oxidation reactions, and so was used in the production of extra-virgin olive oil pouches. The developed film, which was proven to be biodegradable, increased the oxidative stability of the olive oil when compared to olive oil packaged in a commercial polypropylene. The results of this study demonstrate the potential usage of maltodextrin as wall material on encapsulation of anthocyanins and as an ingredient in the production of biodegradable films, mainly applied in fatty products.

L'optimisation des procédés utilisant un substrat bon marché et abondant est considéré comme un facteur affectant le prix de production du 2,3-BD. Les valeurs optimales du pH, du taux d'aération, de la vitesse d'agitation, et de la concentration en substrat (maltodextrine) pour la production de 2,3-BD à partir de maltodextrines par la souche génétiquement modifiée Klebsiella oxytoca KMS005 ont été déterminées par une méthode conventionnellefacteur par facteur ainsi que par l’utilisation de la méthode des surfaces de réponse avec un plan d’expériences de Box-Behnken. Les résultats ont montré que les valeurs optimales de pH, taux d'aération, vitesse d'agitation, et concentration en substrat (maltodextrine) ont été respectivement de 6,0, 0,8 wm, 400tr/min et 150 g/L. Les surfaces de réponses ont permis de montrer que la vitesse d'agitation était le paramètre le plus influent pour la production de 2,3-BD. La mise en oeuvre d’un procédé fed-batch a permis d’obtenir en 78 h une concentration en 2,3-BD de 88,1±0,2 g/L avec un rendement de 0,412±0,001 g/g et une productivité de 1,13±0,01 g/L/h. L’influence des conditions de micro-aération sur la croissance des microorganismes et sur la production de 2,3-BD a été étudiée. En bioréacteurs batch, le transfert d’oxygène a été caractérisé via la mesure kLa en faisant varier le débit d'air et la vitesse d'agitation. La quantité optimale d'oxygène fournie aété évaluée à 9,5 g correspondant à un kLa de 25,2 h-1. Ensuite, un Ensuite, un procédé fed-batch a été étudié avec différentes stratégies de débit d'alimentation en glucose. Les meilleurs résultats ont été obtenus pour un débit d'alimentation constant en glucose de 2 g/h après une phase batch de croissance de 48 heures, et suivie d'une phase batch finale de 40 heures. Il en est résulté une concentration finale de 2,3-BD de 74,7 g/L avec une productivité de 0,64 g/L/h et peu de sous-produits formés (environ 3 g/L d’acide succinique, acétate et éthanol). D’autre part, les résultats issus des expérimentations en bioréacteur de 2 L ont été mis en oeuvre à l’échelle pilote. La production de 2,3-BD de maltodextrine a été réalisée dans des bioréacteurs de 10, 90 et 300 L pour différentes vitessesd’agitation et un taux d'aération fixé à 0,8 vvm.). Une concentration de 2,3- BD de 53,8 g/L et un rendement de 0,40 g/g de sucre consommé en 48 hont été obtenus avec une vitesse d’agitation constante de 295 tr/min en réacteur de 10 L. Pour le réacteur de 90 L, une concentration en 2,3-BD de52,53 g/L et un rendement de 0,43 g/g de sucre consommé ont été atteints en 72 h pour une vitesse d’agitation constante à 130 tr/min. Les meilleuresconditions d’inoculation ont été obtenues pour les précultures en phase exponentielle de croissance (12 h d’incubation) et une DO550 égale à 4 avant transfert dans le bioréacteur de 90 L. Pour le réacteur de 300 L, la concentration en 2,3-BD était de 45,02 g/L pour un rendement de 0,43 g/g de sucre consommé, obtenusaprès 72 h. / An optimization process with a cheap and abundant substrate is considered one of the factors affecting the price of commercial 2,3-Butanediol (2,3-BD) production. The optimized levels of pH, aeration rate, agitation speed, and substrate concentration (maltodextrin)were optimized by a conventional method and Response Surface Methodology (RSM) with Box-Behnken design in which metabolically engineered Klebsiell oxytoca KMS005 utilized maltodextrin to produce 2,3-BD. Results revealed that pH, aeration rate, agitation speed,and maltodextrin concentration at levels of 6.0, 0.8 vvm, 400 rpm, and 150 g/L, respectively, were the optimal conditions. RSM indicated that the agitation speed was the most influential parameter when either agitation and aeration interaction or agitation and substrate concentrationinteraction played important roles for 2,3-BD production. Under interim fedbatch fermentation, 2,3-BD concentration, yield, and productivitywere obtained at 88.1±0.2 g/L, 0.412±0.001 g/g sugar supplied, and 1.13±0.01 g/L/h, respectively, within 78 h. The influence of micro-aerobicconditions on microbial growth and 2,3-BD production was also studied. In batch bioreactors, air flow rate and agitation rate characterized through kLa measurement were tested. The optimal amount of oxygen supply was evaluated at 9.5 g corresponding to a kLa of 25.2 h-1 for cell growth and 2,3-BD production. Then, a fed-batch process was investigated by different glucose feeding rate strategies. Fedbatch with a glucose feeding rate of 2 g/h starting at the end of the growth phase during 48 h, followed by a final batch phase of 40 h was found satisfactory. It resulted in a final 2,3- BD concentration of 74.7 g/L with a productivity of 0.64 g/L/h but few byproducts formed (about 3 g/L including succinate, acetate and ethanol). Validated information in the 2 L bioreactor was further applied in a larger scale production of 2,3-BD with series of bioreactors from 10, 90 and 300 L vessels. Batch experiments were conducted based on various agitation speeds with the fixedaeration rate at 0.8 vvm. As a result, 2,3-BD concentration, and yield were achieved at 53.8 g/L, and 0.40 g/g sugar supplied within 48 h, respectively, under the constant tip speed at 295 rpm using a 10 L vessel. Its concentration of 52.53 g/L and yield of 0.43 g/g sugar consumedwithin 72 h were attained under the condition of the constant tip speed at 130 rpm using a 90 L fermenter. An appropriate seed inoculum condition was found with an optical cell density (OD550) around 4 at the log phase (12 h incubation) prior to transferring of the inoculum into the 90 L fermenter. Under the constant tip speed at 70 rpm, 2,3-BD concentration and yield were obtained at 45.02 g/L and 0.43 g/g sugar consumed in the pilot scale of 300 L bioreactor after 72 h incubation.