Thesis (M.Sc. (Horticulture)) -- University of Limpopo, 2022 / Cold storage is commonly used to prolong papaya fruit storability. Furthermore, the optimal recommended storage temperature is below 10℃ for export and distant market. However, chilling injury (CI) occurs at 10℃ or lower during prolonged cold storage. This condition hampered consumer acceptance, resulting in economic losses for producers and exporters. Therefore, the study aimed to investigate the potential of postharvest polyamine dips and storage conditions to improve the quality and shelf life of ‘Solo’ papaya fruit. The experiment was conducted as 4 x 2 factorial arranged in a completely randomised design (CRD) with eight replications. The fruits were treated with putrescine (PUT) (0 (control), 1, 2 and 3 mM) before storage for 21 days at 7.5 and 13℃ plus 5 days storage at ambient temperature. Additionally, the PUT effect on quality attributes and shelf-life were studied. The results showed that physiological and pathological disorders increased with progressive storage, irrespective of storage temperature. However, PUT treatment reduced the incidence of chilling injury and anthracnose at both 7.5 and 13℃. Additionally, the interaction of treatment and cold storage temperature significantly affected ‘Solo’ papaya fruit physical and biochemical quality attributes. Furthermore, treatment with 2 and 3 mM PUT concentration reduced changes in colour, mass, firmness, TA, and TSS compared to control. In conclusion, postharvest PUT improved ‘Solo’ papaya fruit quality and prolonged shelf-life. / AgriSETA (Agricultural Sector Training Authority)

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Tesis por compendio / [EN] In the present Doctoral Thesis, antimicrobial active packaging materials, at lab and at semi-industrial scale, have been developed with the aim to reduce the natural flora of peeled and cut fruit and extend its shelf life. Packaging prototypes have been developed for their further application. Prior to developing the active materials, the most suitable active agents were selected. To that end, the antimicrobial properties of the volatile active agents citral, hexanal and linalool and mixtures thereof were evaluated against typical microorganisms related to fruit spoilage, molds and yeast, concluding that the effectiveness of the mixture is higher than the sum of the effectiveness of the individual agents. Likewise, non-volatile antimicrobial agents such as potassium sorbate and sodium benzoate were selected, which are widely used in the food industry due to their antifungal properties. With the selected active agents, monolayer polypropylene (PP) films with different concentration of the active mixture citral, hexanal and linalool, at lab scale by means of extrusion, and bilayer films at semi-industrial scale with different active layer thickness by means of coextrusion were prepared. Besides, active packaging trays were developed at semi-industrial scale by thermoforming active sheets obtained by coextrusion of PP and ethyl vinyl acetate (EVA) compounds containing potassium sorbate and sodium benzoate as active agents. Mechanical, barrier and thermal properties of the developed active packaging materials, as well as their sealability and transparency were evaluated. In general, the materials' properties were not affected in a significant manner. However, active trays decreased in transparency due to the incorporation of non-volatile active agents. The release kinetics of the volatile and non-volatile active agents were studied at different temperatures, defining their diffusion coefficients by the adjustment to mathematic models based on Second's Law Fick. Among the volatile active agents, hexanal showed a higher diffusion coefficient, followed by citral and linalool. On the other hand, very small differences were observed between potassium sorbate and sodium benzoate diffusion coefficients, being of the same order of magnitude. In vitro tests were also performed at different temperatures to evaluate the antimicrobial properties of the developed materials. In general, the active packaging materials showed high antimicrobial properties which were enhanced with the increment of temperature. Once the properties of the developed materials were evaluated, in vivo tests with peeled and cut orange and pineapple were performed by packing these fruits with the active film, active tray and their combination (active packaging system). In general, the active packaging system improved the microbiological preservation of the fruit for longer times, between 2 and 7 days for orange and pineapple, respectively, and maintained quality parameters of the fruit at stable levels for longer times. Lastly, the safety of the active packaging materials was evaluated according to the European food contact materials and food legislation, and it was concluded that these materials were not of any safety concern for the consumers. / [ES] En la presente Tesis Doctoral se han desarrollado materiales de envase activo antimicrobiano, a escala laboratorio y a escala semi-industrial, con el objetivo de reducir la proliferación de la flora natural de la fruta pelada y cortada y extender su vida útil. Se han desarrollo distintos prototipos para su posterior aplicación industrial Previo al desarrollo de los materiales de envase, se ha realizado una selección de agentes activos más idóneos. Para ello se han estudiado mediante ensayos in vitro las propiedades antimicrobianas de agentes activos volátiles, citral, hexanal y linalool y diferentes mezclas de los mismos, frente a distintos microorganismos típicos del deterioro de las frutas, mohos y levaduras, concluyendo que la efectividad de la mezcla de los tres es superior a la suma de la efectividad de los activos de forma individual. Así mismo, también se han seleccionado antimicrobianos no volátiles como el sorbato potásico y benzoato sódico, los cuáles son ampliamente empleados en la industria alimentaria debido principalmente a sus propiedades antifúngicas. Con los agentes activos seleccionados, se han desarrollado películas monocapa de polipropileno (PP) con distintas concentraciones de la mezcla activa, citral, hexanal y linalool, a escala laboratorio, mediante técnicas de extrusión, y películas bicapa a escala semi-industrial con distintos espesores de capa activa mediante coextrusión. Por otra parte, se desarrollaron bandejas activas a escala semi-industrial mediante termoconformado de láminas obtenidas por coextrusión de compuestos de PP y etilvinilaceteto (EVA) con sorbato potásico o benzoato sódico como agentes antimicrobianos. Se han evaluado las propiedades mecánicas, barrera y térmicas de los materiales activos desarrollados, así como su sellabilidad y transparencia. En general, las propiedades de los polímeros no se vieron afectadas de manera relevante. Sin embargo, las bandejas activas perdieron su carácter transparente debido a la incorporación de los agentes activos no volátiles. Se ha estudiado la cinética de liberación de los compuestos activos volátiles y no volátiles a distintas temperaturas, determinando los coeficientes de difusión de los agentes activos mediante el ajuste a modelos matemáticos de difusión basados en la Segunda Ley de Fick. Entre los agentes volátiles, el hexanal mostró un mayor coeficiente de difusión seguido de citral y linalool. Por otra parte, no hubo apenas diferencia en los coeficientes de difusión del sorbato potásico y benzoato sódico, siendo éstos del mismo orden de magnitud. Igualmente, se han realizado diferentes experimentos in vitro a distintas temperaturas para determinar las propiedades antimicrobianas de los materiales desarrollados. En general, los materiales activos presentan una elevada capacidad antimicrobiana que se ve potenciada al aumentar la temperatura de exposición. Una vez evaluadas las características de los materiales desarrollados, se han efectuado ensayos de envasado de naranja y piña pelada y cortada con las películas y las bandejas activas y con la combinación del sistema de envase bandeja activa termosellada con la película activa. En general, el sistema de envase activo mejoró la conservación de la fruta por un mayor tiempo, entre 2 y 7 días para la naranja y piña, respectivamente, presentando una gran capacidad antimicrobiana y manteniendo los parámetros de calidad de la fruta en niveles estables por un mayor tiempo. Por último, se ha estudiado la seguridad de estos materiales de acuerdo a la legislación de materiales en contacto con alimentos y la legislación alimentaria europea, concluyendo que los materiales activos desarrollados no presentan preocupación para la seguridad de los consumidores. / [CA] En la present Tesi Doctoral s'han desenvolupat materials d'envasament actiu antimicrobià, a escala de laboratori i a escala semi-industrial amb l'objectiu de reduir la proliferació de la flora natural de la fruita pelada i tallada i estendre la seua vida útil. S'han desenvolupament diferents prototips per a la seua posterior aplicació industrial. Previ al desenvolupament dels materials actius, s'han seleccionat els agents actius mes idonis estudiant mitjançant assajos in vitro les propietats antimicrobianes d'agents actius volàtils, citral, hexanal i linalool i diferents mescles dels mateixos, enfront de diferents microorganismes típics de la deterioració de les fruites -floridures i llevats- concloent que l'efectivitat de la mescla dels tres és superior a la suma de l'efectivitat dels actius de forma individual. Així mateix, s'han seleccionat antimicrobians no volàtils, sorbat potàssic i benzoat sòdic, els quals son àmpliament empleats a l'industria alimentaria per les seues propietats antifúngiques. Amb els agents actius seleccionats, s'han desenvolupat pel·lícules monocapa de polipropilè (PP) amb diferents concentracions de la mescla activa, citral, hexanal i linalool, a escala laboratori, mitjançant tècniques d'extrusió, i pel·lícules bicapa a escala semi-industrial amb diferents espessors de capa activa mitjançant coextrusió. D'altra banda, s'han desenvolupat safates actives a escala semi-industrial mitjançant termoconformació de làmines obtingudes per coextrusió de compostos de PP i etil vinil acetat (EVA) amb sorbat potàssic o benzoat sòdic com a agents antimicrobians. S'han avaluat les propietats mecàniques, barrera i tèrmiques dels materials actius desenvolupats, així com la seua sellabilidad i transparència. En general, les propietats dels polímers no es van veure afectades de manera rellevant. No obstant això, les safates actives van perdre el seu caràcter transparent a causa de la incorporació dels agents actius no volàtils. S'ha estudiat la cinètica d'alliberament dels compostos actius volàtils i no volàtils a diferents temperatures, determinant els coeficients de difusió dels agents actius mitjançant l'ajust a models matemàtics de difusió basats en la Segona Llei de Fick. Entre els agents volàtils, l' hexanal va mostrar un major coeficient de difusió seguit de citral i linalool. D'altra banda, no va haver-hi a penes diferències en els coeficients de difusió del sorbat potàssic i benzoat sòdic, sent aquests del mateix ordre de magnitud. Igualment, s'han realitzat diferents experiments in vitro a diferents temperatures per determinar les propietats antimicrobianes dels materials desenvolupats. En general, els materials actius presenten una elevada capacitat antimicrobiana que es veu potenciada en augmentar la temperatura d'exposició. Una vegada avaluades les característiques dels materials desenvolupats s'han efectuat assajos d'envasament de taronja i pinya pelada i tallada amb la safata, la pel·lícula activa i la seva combinació (sistema d'envàs actiu). En general, el sistema d'envàs actiu va millorar la conservació de la fruita per un major temps, entre 2 i 7 dies per a la taronja i pinya respectivament, presentant una gran capacitat antimicrobiana i mantenint els paràmetres de qualitat de la fruita en nivells estables per un major temps. Finalment, s'ha estudiat la seguretat d'aquests materials d'acord a la legislació de materials en contacte amb aliments i la legislació alimentària europea, concloent que els materials actius desenvolupats no presenten preocupació per a la seguretat dels consumidors. / Lara Lledó, MI. (2016). Antimicrobial packaging system for minimally processed fruit [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61388 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales / Compendio

Thesis. (M. Tech (Biotechnology, Faculty of Applied and Computer Science))--Vaal University of Technology, 2011. / Bottled water like any drinking water used for human consumption should be safe and wholesome to ensure adequate public health protection. This is due to potential health effects of concern such as endocrine disruption, toxicity teratogenicity, mutagenicity and carcinogenicity. Despite the number of regulatory bodies, publications on bottled water and speculations on its public health significance, many questions remain to be answered. One of the questions is whether the shelf life of bottled water is a cause for concern. The aim of the study was to determine the shelf-life of various commercial bottled waters by monitoring the variation in microbiological, chemical and aesthetic qualities of bottled water. A total of five commercial bottled water brands (A, B, C, D, E) each containing bottles from the same batch consisting of spring water, mineral water and bottled tap water were purchased directly after being bottled from different distributors around Gauteng in South Africa. All samples were stored at room temperature with artificial lighting and controlled temperature for a year thus mimicking typical conditions in retail outlets, supermarkets and in homes. Analyses were conducted over a period of 12 months, at monthly intervals. Within days of being purchased, high Heterotrophic plate counts (HPC) bacteria exceeding drinking water alert level >5 000 cfu/ml was common in four bottled water brands. Growth succession occurred during the period of study as various algal species were growing and accumulating on all bottled water tested. Total coliforms (TC), faecal coliforms (FC) and E.coli were not detected in all the bottled water tested. Yeasts and moulds were also not detected in all the bottled water. There were insignificant variations during the period of study for turbidity, pH, TDS, conductivity, and colour. These did not indicate any potential impact on aesthetic quality of bottled water. Two bottled water brands had hardness measures as low as 11mg/ℓ as CaCO3 making the water too soft which has an effect on taste. Radioactive substances, trihalomethanes, heavy metals, pesticides and other chemical contaminants were not found at levels that can be detrimental to human health.

Este trabalho avaliou os efeitos de diferentes períodos de armazenamento do leite de cabra in natura sobre a qualidade do produto em pó. Foram avaliadas as alterações microbiológicas, físico-químicas e bioquímicas do leite cru e a influência nas características microbiológicas, físicas, bioquímicas e sensoriais do leite em pó durante o armazenamento por 0, 60, 120 e 180 dias. Foram realizados 3 ensaios idênticos nos quais cerca de 105 L de leite de cabra recém-ordenhado foram igualmente divididos em 3 partes e armazenados a temperatura controlada de 4 ºC por até 5 dias. Nos dias 1, 3 e 5 após a coleta do leite in natura, uma alíquota de 500 mL foi coletada para a realização das análises. O restante da fração (aproximadamente 35L) foi submetido à pasteurização (65 ºC por 30 min), concentração sob vácuo (40% de sólidos totais) e secagem por atomização. Os lotes de leite de cabra em pó obtidos foram avaliados através de análises de composição (umidade, teores de proteína, gordura, lactose e cinzas), dispersibilidade, cor, atividade de água, índice de peróxidos, atividades proteolítica e lipolítica e análise sensorial por uma equipe de provadores treinados. Foram observados efeitos (P < 0,05) do período de armazenamento do leite in natura e/ou do leite em pó, ou mesmo interação destes efeitos sobre determinadas características durante o armazenamento do leite em pó, como: aumento linear das populações de micro-organismos mesófilos, psicrotróficos lipolíticos e psicrotróficos proteolíticos do leite in natura, aumento da intensidade da cor branca (L*) do leite em pó, da atividade lipolítica e da oxidação do leite em pó. Também foram observados efeitos (P < 0,05) em características sensoriais como: redução da coloração amarela do pó de do leite reconstituído, aumento do odor cáprico e dos sabores rançoso e amargo do leite reconstituído. Considerando-se a avaliação global das variáveis estudadas, recomenda-se que o período de armazenamento a 4 oC do leite de cabra in natura não ultrapasse 3 dias, para que ocorra a preservação da qualidade do leite de cabra em pó por até 180 dias. / This study evaluated the effects of different storage periods of raw goat milk on the quality of the powder product. Alterations in microbiological and physical-chemical properties of raw milk and their influence on the microbiological, physical, biochemical and sensory characteristics of milk powder during storage for 0, 60, 120 and 180 days were evaluated. There were 3 identical tests in which about 105 L of recently milked goat milk were divided into 3 parts and stored at controlled temperature of 4 ºC for up 5 days. On days 1, 3 and 5 after storage, an aliquot (500 mL) of raw milk was collected to perform microbiological, physico-chemical and biochemical analysis. The remaining fraction (about 35 L) was subjected to pasteurization (65 ºC for 30 min), vacuum concentration (40% of total solids) and spray drying. The powders produced were evaluated through analysis of composition (moisture, protein, fat, lactose and ash), dispersibility, color, water activity, granulometry, peroxide value, proteolytic and lipolytic activities and sensory analysis by a selected team of panelists. Effects of storage of raw milk or/and powdered milk or their interaction were observed (P <0.05) on certain characteristics during storage of milk powder, as the increasing of mesophilic, lipolytic psychrotrophic and proteolytic psychrotrophic microorganisms populations in raw milk, increasing of the white color (L*), the lipolytic activity and the peroxide value of milk powder. There were also observed effects (P < 0.05) on sensory characteristics such as decreasing of yellow color of milk powder and reconstituted milk, increasing of capric smell, rancid and bitter flavour of reconstituted milk. Considering the overall evaluation of studied variables, it\'s recommended that the raw goat milk storage at 4 oC does not exceed 3 days to preserve the quality of goat milk powder until 180 days.

Os efeitos combinados do CO2 como agente bacteriostático e dos absorvedores de oxigênio, para obtenção de uma atmosfera virtualmente livre de oxigênio, foram explorados neste experimento. Bifes de alcatra e contra filé, acondicionados em bandejas de poliestireno expandido, foram envoltos por filme de alta permeabilidade ao oxigênio (PVC). Dois conjuntos de quatro bandejas foram sobrepostos no interior de embalagens de transporte com alta barreira a gases (masterpack) sob atmosfera com CO2 puro, armazenadas a 1±1 o C por períodos de 14, 28, 35 e 42 dias. Para minimizar a descoloração durante o armazenamento foram adicionados sachês absorvedores de oxigênio no interior das embalagens masterpack, com capacidade nominal de seqüestrar 1000cm 3 de O2. Embalagens sem absorvedores (controle) foram preparadas da mesma maneira. Após cada período de armazenamento, as bandejas foram retiradas das embalagens masterpack e expostas ao ar atmosférico em balcão refrigerado com temperatura de 4±2°C. A qualidade microbiológica, o desenvolvimento da cor vermelha do músculo, porcentagem de manchas, aparência e cor rosa da gordura foram avaliadas periodicamente para determinação do potencial de reavivamento da cor (reblooming). Ao longo do tempo de armazenamento, observou-se um aumento da fase lag de crescimento de bactérias psicrotróficas aeróbias nos bifes de contra filé e alcatra acondicionados com absorvedores de oxigênio. O crescimento de bactérias psicrotróficas anaeróbias e de bactérias láticas foi mais influenciado pelo armazenamento sob CO2 do que pelo uso de absorvedores de oxigênio. Os bifes acondicionados com absorvedores readquiriram coloração vermelha após exposição aeróbica, apresentaram menor proporção de manchas, foram os mais atrativos e exibiram valores de vermelho (a*) e de R630-R580 superiores ao das amostras do tratamento controle, que geralmente não apresentaram potencial de reblooming após exposição aeróbica. Após 42 dias de armazenamento, os bifes de contra filé e alcatra foram considerados aceitáveis por 77 e 49% dos consumidores, respectivamente. / Masterpack system with modified atmosphere (100% CO2) and oxygen scavengers to achieve a virtually oxygen-free atmosphere were used to prevent metmioglobin formation (brown) under surface of beef and to extend shelf-life of striploin and rump steaks packaged in polystyrene trays and over-wrapped with plastic film having a high permeability (PVC). The masterpacks were stored at 1±1 o C for 14, 28, 35 and 42 days. For each storage time, microbiological, red colour of muscles, % discoloration, appearance and pink colour of fat characteristics were measured for assessment of reblooming in product stored with and without oxygen scavengers (controls). The increase in lag phase of psychrotrophic aerobic with increasing storage was mainly dependent on the use of scavengers oxygen. The psychrotrophic anaerobic and latic bacteria were more influenced by CO2 than that use of scavenger oxygen. The steaks stored with scavengers oxygen reblooming after aerobic exposure, showed less spot fractions, were the most attractive and red and R630-R580 values were higher than controls products, that failed to bloom. After 42 days of storage, the acceptability of striploin and rump steaks were 77 e 49%, respectively.

Brazil nuts (Bertholletia excelsa, H.B.K.) are seeds of high nutritional value collected from South American rainforests and its productive chain is one of the most important non-timber economic activities in Brazilian amazon. The main objectives of this research were: 1) characterize the occurrence of chemical changes in Brazil nut kernels (BNK), cold-pressed Brazil nut oil (BNO) and Brazil nut flour obtained by water extraction (BNF); and 2) investigate strategies of control and monitoring these changes during storage. For this, consolidated techniques, such as spectrophotometry and chromatography, and a relatively new analytical technique, the electron spin resonance (ESR) spectroscopy, were employed. As major results, it was found that different combinations of storage temperatures and atmosphere packages have differently affected the tendency of radical formation and off-flavor volatile aroma compounds generation in BNK, and that the combination of refrigeration with vacuum packing was able to keep BNK at their best. It was demonstrated that a spin-trapping ESR spectroscopy method would be suitable to monitor oxidative changes in BNO with known history stored either in clear or in brown glass bottles under retail conditions. For BNF, it was demonstrated that minor variations on water activity (aw) might significantly affect the rates of both lipid oxidation and nonenzymatic browning reactions during storage. There was indication that for BNF with initial aw of 0.196, but not for BNF with initial aw of 0.101, under the studied conditions, secondary products from lipid oxidation might be substrates for nonenzymatic browning products formation. As a conclusion, these results may help to better understand chemical deteriorative processes in BNK and its co-products, according to the storage conditions, and that the use of less sample-demanding, fast and solvent-free analytical method to monitor these changes in BNO is feasible. / A castanha do Brasil (Bertholletia excelsa, H.B.K.) é uma semente de boa qualidade nutricional coletada em florestas tropicais da América do Sul, cuja cadeia produtiva é uma das mais importantes atividades econômicas não madeireiras da Amazônia brasileira. Os principais objetivos desta pesquisa foram: 1) caracterizar a ocorrência de alterações químicas em castanhas do Brasil (CB), óleo de castanha do Brasil obtido por prensagem a frio (OCB) e farinha de castanha do Brasil obtida por extração aquosa (FCB); e 2) investigar estratégias para controlar e monitorar essas alterações ao longo do armazenamento. Para isso, técnicas consolidadas como a espectrofotometria e a cromatografia, e uma técnica relativamente recente, a espectroscopia de ressonância de spin eletrônico (RSE), foram empregadas. Dentre os principais resultados obtidos, foi possível constatar o efeito de diferentes combinações de temperaturas e atmosferas de embalagem sobre a tendência de formação de radicais e sobre a geração de compostos voláteis de aroma relacionados a odor indesejável em CB, e que a temperatura de refrigeração combinada com a embalagem a vácuo foi a mais eficiente na preservação da qualidade da CB. Demonstrou-se que o uso de um método de aprisionamento de spins de RSE pode ser eficiente para monitorar alterações químicas em OCB com histórico conhecido embalado em frascos de vidro transparente ou marrons sob condições de armazenamento comercial. Para FCB, foi demonstrado que pequenas variações na atividade de água (aw) podem afetar significativamente as taxas de oxidação lipídica e de reações de escurecimento não enzimático durante armazenamento. Obteve-se indicação de que para FCB com aw inicial de 0,196, mas não para FCB com aw inicial de 0,101, produtos secundários da oxidação lipídica podem ser substratos para a formação de produtos do escurecimento não enzimático. Como conclusão geral, os resultados obtidos podem ajudar a explicar melhor os processos de deterioração química em CB e seus coprodutos, conforme as condições de armazenamento, e que o uso de um método que requer menor quantidade de amostras, é rápido e não usa solventes é viável para o monitoramento da qualidade de OCB.

Um problema importante na produção de filmes ativos utilizando agentes ativos lipofílicos é a dificuldade de dispersão desses agentes na solução formadora de filme (SFF). As nanoemulsões podem ser uma alternativa para dispersar esses compostos na matriz biopolimérica. Os objetivos gerais desta pesquisa foram: 1) Desenvolver nanoemulsões óleo-em-água (O/A), com três agentes ativos na fase óleo, sendo dois antimicrobianos - cinamaldeído e óleo essencial de alho - e um antioxidante - alfa-tocoferol, e caracterizar essas nanoemulsões, inclusive sua estabilidade; e 2) Desenvolver, caracterizar e aplicar filmes ativos à base de gelatina-quitosana (G-Q), ativados com nanoemulsões O/A preparadas nas condições ótimas de processo: N1: &alpha;-tocoferol/cinamaldeído; N2: &alpha;-tocoferol/óleo essencial de alho; N3: &alpha;-tocoferol/cinamaldeído e óleo essencial de alho; e N4: óleo de canola. As nanoemulsões O/A foram preparadas usando um microfluidizador e Tween 20 e Span 60 como emulsificantes, caracterizadas e incorporadas na SFF. Os filmes foram produzidos pela técnica de Casting incorporando 0 ou 5 g agente ativo nanoemulsificado/100 g biopolímero e usando glicerol como plastificante. Os filmes foram caracterizados em termos de propriedades físicas, mecânicas, de permeabilidade ao vapor de água e isotermas de sorção, ópticas, microestruturais, e atividades antimicrobiana e antioxidante. Além disso, um estudo de migração dos agentes ativos em simuladores de alimentos foi realizado. A mortadela fatiada foi embalada em bandejas de poliestireno usando filmes como separador de fatias. Posteriormente, foi avaliada a aceitação sensorial da mortadela e sua vida útil com base em análises físico-químicas e microbiológicas. Os resultados mostraram emulsões O/A com tamanho de gota nanométrico, distribuição monomodal, potencial &zeta; &gt;-30 mV, alta estabilidade física e eficiência de encapsulação e propriedades ativas. Por outro lado, os filmes ativos não apresentaram diferenças significativas (p&gt;0,05) quanto à espessura, umidade, permeabilidade ao vapor de água e propriedades térmicas. A solubilidade em água, ângulo de contato, transmissão de luz, rigidez e resistência à tração e o brilho dos filmes foram reduzidos (p&lt;0,05), enquanto a deformação na ruptura, opacidade, grau de inchamento, cor e rugosidade da superfície aumentaram consideravelmente (p&lt;0,05) em razão da incorporação das nanoemulsões. Os modelos matemáticos de BET, GAB, Peleg e Oswin descreveram o comportamento de absorção de vapor de água dos filmes. As análises de DSC, FTIR e de difração de raios-X sugeriram compatibilidade entre a gelatina e a quitosana. Uma boa distribuição das nanogotas de óleo que encapsulavam os agentes ativos na matriz biopolimérica foi confirmada pelas análises de MEV e MFA. As nanoemulsões e os filmes ativos foram efetivos contra a Pseudomonas aeruginosa e Listeria monocytogenes e apresentaram atividade antioxidante frente aos radicais DPPH&bull;, ABTS&bull;+ e o reagente FRAP. As cinéticas de migração dos agentes ativos apresentaram comportamento Fickiano, com valores de coeficientes de difusão efetiva (D) entre 10-14 e 10-15 m2/s. Por outro lado, as fatias de mortadela embaladas sem filme foram as mais aceitas sensorialmente. Porém, o filme ativo utilizado ofereceu a maior ação antimicrobiana contra a L. monocytogenes e P. aeruginosa, inicialmente inoculadas na mortadela, além do maior efeito protetor contra bactérias deteriorantes, assim como inibiu a oxidação lipídica por mais tempo (5 dias) durante o estudo de vida útil. Em geral, este estudo evidenciou que os filmes à base de G-Q carregados com agentes ativos nanoemulsificados pode ter potencial como material de embalagem para melhorar a vida útil de alimentos. / A major problem in the production of active films using lipophilic active agents is their poor dispersion in the film-forming solution (FFS). Nanoemulsions may be an alternative to disperse these compounds within the biopolymeric matrix. The main aims of this research were: 1) to develop oil-in-water (O/W) nanoemulsions incorporated with three active agents in the oil phase, two antimicrobials - cinnamaldehyde and garlic essential oil - and one antioxidant - &alpha;-tocopherol and characterize those nanoemulsions, even their stability, and 2) Develop, characterize and applicate gelatin-chitosan (G-Ch) based films activated with O/W nanoemulsions prepared under optimal conditions: N1: &alpha;-tocopherol/cinnamaldehyde; N2: &alpha;-tocopherol/garlic essential oil; N3: &alpha;-tocopherol/cinnamaldehyde and garlic essential oil; and N4: canola oil. The O/W nanoemulsions were prepared using a microfluidizer and Tween 20 and Span 60 as emulsifiers, characterized, and then loaded into the FFS. The films were produced by the casting method incorporating 0 or 5 g of nanoemulsified active agent/100 g biopolymer, using glycerol as a plasticizer, and subsequently characterized in terms of their physical, mechanical, water vapor permeability, water sorption, optical, microstructural, antimicrobial and antioxidant properties. In addition, a study of active agent migration into food simulants was performed. The sliced mortadella was packed in polystyrene trays using films as a slice separator. After, a sensorial acceptance evaluation and shelf life study, based on physicochemical and microbiological analyses, were performed for the mortadella sausage. The results showed O/A emulsions with nanometric droplet size, monomodal distribution, &zeta; potential greater than -30 mV, high physical stability, high encapsulation efficiency, and active properties. On the other hand, the active films presented no significant differences (p&gt;0.05) in terms of thickness, moisture content, water vapor permeability, and thermal properties. The solubility in water, contact angle, light transmission, tensile strength, and brightness of films were reduced (p&lt;0.05), whilst the deformation at break, opacity, degree of swelling, color, and surface roughness considerably increased (p&lt;0.05), due to the incorporation of nanoemulsions. The mathematical models of BET, GAB, Peleg and Oswin described the water vapor absorption behavior of the films. The DSC, FTIR, and x-ray analyses suggested compatibility between the gelatin and chitosan. A good distribution of the oil nanodroplets encapsulating the active agents within the matrix was confirmed by AFM and SEM analyses. The active nanoemulsions and films were effective against Pseudomonas aeruginosa and Listeria monocytogenes, and showed antioxidant activity against the DPPH&bull; and ABTS&bull;+ free radicals, as well as the FRAP reagent. The kinetic migration of the active agents presented a Fickian behavior with values of effective diffusion coefficients (D) between 10-14 and 10-15 m2/s. On the other hand, the mortadella slices packed without films were the most sensorially accepted. However, the active films used offered the greatest effectiveness against L. monocytogenes and P. aeruginosa initially inoculated in the mortadella sausage, and highest protective effect against spoilage bacteria, as well as inhibiting lipid oxidation for longer time (5 days) during the shelf life study. Overall, this study offered clear evidence that G-Ch based films, loaded with nanoemulsified active agents, can have potential as packaging material for enhancing the shelf life of food.

A tecnologia de fabricação de bebidas lácteas envolve a mistura de leite e soro, podendo ser fermentada por bactérias do iogurte ou probióticas e adicionada de polpa de fruta e outros aditivos permitidos. O produto final deve conter bactérias lácticas viáveis em número adequado. Os objetivos deste trabalho foram desenvolver bebidas lácteas probióticas a partir das misturas leite-soro e estudar sua vida-de-prateleira. O efeito da composição da cultura probiótica (Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, L. acidophilus, L. rhamnosus e Bifidobacterium animalis subsp. lactis em co-cultura com Streptococcus salivarius subsp. thermophilus) e o efeito do pH final da fermentação na cinética de acidificação, pós-acidificação e contagem de bactérias probióticas foram estudados em soro de queijo Minas frescal e em diferentes misturas leite-soro. Bebidas lácteas probióticas foram desenvolvidas a partir das diferentes misturas leite-soro e a vida-de-prateleira foi determinada ao longo de 28 dias de armazenamento do produto a 4°C. As características dos produtos foram seguidas pelas determinações físico-químicas, microbiológicas e sensoriais. O soro apresentou efeito positivo sobre a velocidade máxima das co-culturas estudadas, bem como as diferentes composições das co-culturas influenciaram o parâmetro estudado. Todas as culturas apresentaram contagens maiores em pH final de fermentação 4,5, quando comparadas às obtidas em pH 5,5. A co-cultura StLb foi a mais rápida a fermentar os diferentes meios estudados e, a StLr, a mais lenta. Com a adição de açúcar e de estabilizante, os parâmetros cinéticos mostraram comportamento diferenciado daqueles obtidos em misturas leite-soro. Nas bebidas lácteas, as contagens de B. lactis mantiveram-se acima do limite exigido pela legislação até 28 dias de armazenamento do produto refrigerado. A pós-acidificação, cor e reologia variaram durante o período de armazenamento, influenciando a análise sensorial, cujos atributos obtiveram maior aceitação em bebidas elaboradas com 10% de sólidos lácteos. Os resultados indicaram que a bebida láctea elaborada com a co-cultura StBl foi a melhor alternativa para desenvolvimento de uma bebida funcional com boas características sensoriais. / The technology of production of lactic beverages involves the mixture of milk fermented by yoghurt or probiotic bacteria and whey in appropriate proportions, and the addition of fruit pulp and other allowed additives. The final product should contain viable lactic bacteria in appropriate counts. The objective of this work was to develop a probiotic lactic beverage from milk-whey mixtures and to study its shelf-life. The effect of the composition of the probiotic culture (Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, L. acidophilus, L. rhamnosus and Bifidobacterium animalis ssp. lactis in co-culture with Streptococcus salivarius subsp. thermophilus) and the effect of the pH of the end of fermentation in the acidification kinetics, post-acidification and counts of probiotic bacteria were studied in Minas frescal cheese whey and in different mixtures milk-whey. Probiotic lactic beverages were developed from different milk-whey mixtures and the shelf-life was determined along 28 days of storage of the product at 4°C. The characteristics of the products were followed by determination of post-acidification, total acidity, color, rheology, probiotic viability and sensorial analysis. Whey presented positive effect on maximum acidification rates of the studied co-cultures, as well as the different compositions of the co-cultures influenced the studied parameter. All cultures presented higher counts when fermentation was stopped at pH 4.5, when compared to pH 5.5. The co-culture StLb presented the fast acidification performance while StLr, the slowest. The addition of sucrose and stabilizer affected the acidification kinetic parameters. In probiotic lactic beverages, counts of B. lactis were higher than the limit required by the legislation until 28 days of cool storage of the product. The post-acidification, color and rheological parameters varied during shelf-life, influencing the sensorial analysis, whose attributes obtained higher acceptance in the elaborated beverage with 10% of total solids. The results indicated that the lactic beverage elaborated with the co-culture StBl was the best alternative for development of a functional lactic beverage with good sensorial characteristics.

A tecnologia de fabricação de bebidas lácteas envolve a mistura de leite e soro, podendo ser fermentada por bactérias do iogurte ou probióticas e adicionada de polpa de fruta e outros aditivos permitidos. O produto final deve conter bactérias lácticas viáveis em número adequado. Os objetivos deste trabalho foram desenvolver bebidas lácteas probióticas a partir das misturas leite-soro e estudar sua vida-de-prateleira. O efeito da composição da cultura probiótica (Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, L. acidophilus, L. rhamnosus e Bifidobacterium animalis subsp. lactis em co-cultura com Streptococcus salivarius subsp. thermophilus) e o efeito do pH final da fermentação na cinética de acidificação, pós-acidificação e contagem de bactérias probióticas foram estudados em soro de queijo Minas frescal e em diferentes misturas leite-soro. Bebidas lácteas probióticas foram desenvolvidas a partir das diferentes misturas leite-soro e a vida-de-prateleira foi determinada ao longo de 28 dias de armazenamento do produto a 4°C. As características dos produtos foram seguidas pelas determinações físico-químicas, microbiológicas e sensoriais. O soro apresentou efeito positivo sobre a velocidade máxima das co-culturas estudadas, bem como as diferentes composições das co-culturas influenciaram o parâmetro estudado. Todas as culturas apresentaram contagens maiores em pH final de fermentação 4,5, quando comparadas às obtidas em pH 5,5. A co-cultura StLb foi a mais rápida a fermentar os diferentes meios estudados e, a StLr, a mais lenta. Com a adição de açúcar e de estabilizante, os parâmetros cinéticos mostraram comportamento diferenciado daqueles obtidos em misturas leite-soro. Nas bebidas lácteas, as contagens de B. lactis mantiveram-se acima do limite exigido pela legislação até 28 dias de armazenamento do produto refrigerado. A pós-acidificação, cor e reologia variaram durante o período de armazenamento, influenciando a análise sensorial, cujos atributos obtiveram maior aceitação em bebidas elaboradas com 10% de sólidos lácteos. Os resultados indicaram que a bebida láctea elaborada com a co-cultura StBl foi a melhor alternativa para desenvolvimento de uma bebida funcional com boas características sensoriais. / The technology of production of lactic beverages involves the mixture of milk fermented by yoghurt or probiotic bacteria and whey in appropriate proportions, and the addition of fruit pulp and other allowed additives. The final product should contain viable lactic bacteria in appropriate counts. The objective of this work was to develop a probiotic lactic beverage from milk-whey mixtures and to study its shelf-life. The effect of the composition of the probiotic culture (Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, L. acidophilus, L. rhamnosus and Bifidobacterium animalis ssp. lactis in co-culture with Streptococcus salivarius subsp. thermophilus) and the effect of the pH of the end of fermentation in the acidification kinetics, post-acidification and counts of probiotic bacteria were studied in Minas frescal cheese whey and in different mixtures milk-whey. Probiotic lactic beverages were developed from different milk-whey mixtures and the shelf-life was determined along 28 days of storage of the product at 4°C. The characteristics of the products were followed by determination of post-acidification, total acidity, color, rheology, probiotic viability and sensorial analysis. Whey presented positive effect on maximum acidification rates of the studied co-cultures, as well as the different compositions of the co-cultures influenced the studied parameter. All cultures presented higher counts when fermentation was stopped at pH 4.5, when compared to pH 5.5. The co-culture StLb presented the fast acidification performance while StLr, the slowest. The addition of sucrose and stabilizer affected the acidification kinetic parameters. In probiotic lactic beverages, counts of B. lactis were higher than the limit required by the legislation until 28 days of cool storage of the product. The post-acidification, color and rheological parameters varied during shelf-life, influencing the sensorial analysis, whose attributes obtained higher acceptance in the elaborated beverage with 10% of total solids. The results indicated that the lactic beverage elaborated with the co-culture StBl was the best alternative for development of a functional lactic beverage with good sensorial characteristics.