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.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-09-06T12:43:49Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4989490 bytes, checksum: e588d94dcdcc484ca970d62d2e581dd7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-06T12:43:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4989490 bytes, checksum: e588d94dcdcc484ca970d62d2e581dd7 (MD5) Previous issue date: 2016-08-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The aim of this study was to evaluate the inclusion of chitosan and modified chitosan (chitosan-glucose) in appropriate concentration to meet the health claim in sausages with reduced fat, on the technological functionality and shelf life of these sausages. For this, an initial study was conducted, in which chitosan (2% w/w) was added to sausages prepared with pork and three levels of fat (5%, 12.5% and 20% w/w). The sausages were submitted to cold storage at 4 ± 1 °C for 15 days and evaluated in terms of microbiological, physic-chemical and sensory parameters. Subsequently, considering the absence of studies on incorporation of chitosan in meat goat products, carried out a second study, similar to the above to evaluate the effect of incorporation of chitosan (2% w/w) in sausage made with goat meat, and similar levels of fat in the microbiological and physico-chemical quality during cold storage (4 ± 1 °C) for 15 days. Finally, in the third study was evaluated the effect of the derivative of chitosan (2% w/w) in comparison with chitosan base (2% w/w) in sausage made with goat meat and reduced fat content (10% w/w). The sausages were stored at 4 ± 1 ° C for 21 days and evaluated by microbiological, physic-chemical and sensory parameters. In all three studies a formulation without the addition of polymers (chitosan and modified chitosan) was used as control. The results indicated that the use of 2% (w / w) chitosan and its derivative (corresponding to 1 g of chitosan per sausage of 50g each in a portion of 150g) to ensure ingestion of 3 g of chitosan per day is technologically feasible for use in the preparation of sausage with pork and goat meat. In addition to the functional potential, chitosan and chitosan derivative provided increased stability of the treated sausages since it caused the reduction of microbial growth when compared to the control sample. Additionally, they provided an improvement in red color, resulting in positive effects on the appearance, a more stable emulsion for the greater ability to bind water and fat, and a firmer texture to increase the compression forces, without negatively affecting the sensory properties of sausages. The chitosan and modified chitosan showed similar behavior, but the use of chitosan resulted in higher antioxidant activity than its derivative, considering further reduction of TBARS values and increased content of unsaturated fatty acids and poly-unsaturated. However, the chitosan derivative promoted a greater red color (a *) and lower hardness than chitosan. Therefore, the results of the use of chitosan in the manufacture of goat sausages, which was studied for the first time, indicated that the chitosan and modified chitosan showed potential interest to be used in the preparation of meat products, since they can provide higher quality and shelf life, adding value to the raw material of low commercial value, besides allow to obtain of a functional product with the health claim and fat reduction. / O objetivo deste estudo foi avaliar a inclusão da quitosana e quitosana modificada (quitosana-glicose), em concentração adequada para atender a alegação de saúde, em salsichas com reduzido teor de gordura, sobre a funcionalidade tecnológica e a vida de prateleira destas salsichas. Para isso, um primeiro estudo foi realizado, no qual a quitosana (2 % m/m) foi adicionada em salsichas elaboradas com carne suína e três níveis de gordura (5%, 12,5% e 20%, m/m). As salsichas foram submetidas ao armazenamento refrigerado a 4 ± 1 ºC por 15 dias e avaliadas em relação aos parâmetros microbiológicos, físico-químicos e sensoriais. Posteriormente, considerando a inexistência de estudos sobre a incorporação de quitosana em produtos cárneos caprino, realizou-se um segundo estudo, semelhante ao anterior, para avaliar o efeito da incorporação da quitosana (2 % m/m) em salsicha elaborada com carne caprina e similares níveis de gordura na qualidade microbiológica e físico-química durante o armazenamento refrigerado (4 ± 1 ºC) por 15 dias. Por fim, no terceiro estudo foi avaliado o efeito do derivado da quitosana (2% m/m), comparando com a quitosana base (2% m/m), em salsicha elaborada com carne caprina e reduzido teor de gordura (10% m/m). As salsichas foram armazenadas a 4 ± 1 ºC por 21 dias, e avaliadas nos parâmetros microbiológicos, físico-químicos e sensoriais. Nos três estudos uma formulação sem adição dos polímeros (quitosana e quitosana modificada) foi usada como controle. Os resultados indicaram que o uso de 2% (m / m) de quitosana e seu derivado (correspondendo a 1 g de quitosana por salsicha de 50g cada em uma porção de 150g) para garantir a ingestão de 3 g de quitosana por dia é tecnologicamente viável para uso na elaboração de salsicha com carne de porco e cabra. Além do potencial funcional, a quitosana e o derivado da quitosana proporcionaram aumento da estabilidade das salsichas tratadas, uma vez que provocaram a redução do crescimento microbiológico quando comparadas a amostra controle. Adicionalmente, proporcionaram uma melhoria na cor vermelha, resultando em efeitos positivos na aparência, uma emulsão mais estável, pela maior capacidade de ligar água e gordura, e uma textura mais firme por aumentar as forças de compressão, sem afetar negativamente as propriedades sensoriais das salsichas. A quitosana e a quitosana modificada mostraram comportamento semelhante, mas o uso da quitosana resultou em maior atividade antioxidante do que o seu derivado, considerando a maior redução dos valores de TBARS e maior teor de ácidos graxos insaturados e poli-insaturados. Entretanto, o derivado da quitosana promoveu maior cor vermelha (a*) e menor dureza que a quitosana. Portanto, os resultados da utilização da quitosana na fabricação de salsichas caprina, a qual foi estudada pela primeira vez, indicaram que a quitosana e a quitosana modificada apresentaram potencial interessante para serem utilizados na elaboração de produtos cárneos, uma vez que podem proporcionar maior qualidade e vida de prateleira, agregando valor à matéria-prima de baixo valor comercial, além de permitir a obtenção de um produto funcional com alegação de saúde e redução de gordura.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 2326464 bytes, checksum: edf040b92b5fdf343007a3626c02e26b (MD5) Previous issue date: 2009-02-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The present work aimed at investigating the biodiesel issuing from the transesterification of used frying oil with ethanol, via alkaline catalysis. Such investigation covers its thermo-oxidative stability during heating (thermal analysis and rheological properties) as well the kinetic profiles of the samples in the best oxidative induction time by the technique of Pressurized Differential Scanning Calorimetry (PDSC). The behavior of such biodiesel, as part of binary blends with fossil diesel at the proportions of 3, 5, 10, 25, 50, 75 and 100%, was also studied. The biodiesel synthesis used the ethanol route and was carried out under the following conditions: oil/alcohol molar ratio of 1:6 (m/m), 1 % de KOH, temperature of 32 °C, washing with 0.1M HCl and hot water. The reaction yield, determined by means of a mass balance aided by the technique of gas chromatography coupled to mass spectrometry, was of 90.56% and the ester content was of 99.56%. According to the physicochemical analyses, all the specifications for the biodiesel and blends met the requirements from Technical Regulation # 7 from the Brazilian National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels, with the exceptions of the odixative induction time (1.72 h) and kinematic viscosity (6.10 mm2s-1), which displayed values outside the limits established by the standard. In the thermal study, the thermogravimetric curves showed that the biodiesel blends in diesel are more volatile than the biodiesel derived from used frying oil (B100), whereas at lower concentrations (3, 5, 10 and 25%) are similar to fossil diesel. At higher concentrations (50 and 75%) the blends presented lower volatility and higher thermal stability in relation to fossil diesel and thus, biodiesel and its more concentrated blends showed higher safety in relation to transport, storage, handling and utilization. The study of the fluid dynamic properties of biodiesel and its blends showed that all the samples behave as Newtonian fluids at the studied (10, 25 and 40 ºC) temperatures. Also the results of cloud point, pour point and cold filter plugging point showed that the behavior of the blends with 3, 5 and 10% are similar to fossil diesel, therefore at these concentrations biodiesel acts as a lubricity additive to fossil diesel. The study by Pressurized Differential Scanning Calorimetry (PDSC) in the dynamic mode and the Rancimat technique revealed that the best antioxidant for the storage of biodiesel is BHT at the concentration of 2500 ppm. The determination of the kinetic parameters by the isothermal PDSC technique allowed determining the theoretical value of the shelf life of used frying oil biodiesel with 2500 ppm of the antioxidant BHT. Therefore, used frying oil biodiesel and its blends B3, B5, B10, B25, B50 and B75 may be used as an alternative source of biofuels. / O presente trabalho buscou investigar o biodiesel proveniente da transesterificação do óleo de fritura usado com álcool etílico, via catálise básica, e elucidar a sua estabilidade termo-oxidativa durante o aquecimento (análise térmica e propriedade reologicas) e estudar o perfil cinético da amostra com o melhor tempo de indução oxidativa pela técnica de calorimetria exploratória diferencial pressurizada (PDSC). Também, foi observado o comportamento do referido biodiesel, inserido em misturas binárias com o diesel fóssil nas proporções de 3, 5, 10, 25, 50, 75 e 100% também foi estudada. A síntese do biodiesel na rota etanólica processou-se sob condições de: razão molar óleo-álcool de 1:6 (m/m), 1 % de KOH, temperatura de 32 °C, lavagem com HCl 0,1 M e água quente. O rendimento reacional determinado por balanço de massa com auxilio da técnica de cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa, foi de 90,56 %, com teor de esteres de 99,56 %. Nas análises físicoquímicas, todos as especificações para ambos biodiesel e blendas satisfizeram as exigências dos limites permitidos pelo Regulamento Técnico nº 7 da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. Com exceção do tempo de indução oxidativa (1,72 h) e a viscosidade cinemática (6,10 mm2s-1) que apresentaram valores fora dos limites estabelecidos pela norma. No estudo térmico, as curvas termogravimétricas evidenciaram que as blendas de biodiesel em diesel são mais voláteis em relação ao biodiesel derivado de óleo de fritura usado (B100) e em baixas concentrações (3, 5, 10 e 25%) se assemelham ao diesel fóssil. Em concentrações mais elevadas (50 e 75%) as blendas apresentam menor volatilidade e maior estabilidade térmica em relação ao diesel fóssil, e, portanto, o biodiesel e suas blendas mais concentradas apresentam maior segurança em relação ao transporte, armazenagem, manuseio e utilização. O estudo das propriedades fluído-dinâmicas do biodiesel e suas blendas, demostraram que todas as amostras comportam como fluídos newtonianos a temperatura (10, 25 e 40 ºC) e que tanto os resultados de ponto de nevoa, fluidez e ponto de entupimento de filtro a frio, apresentaram comportamento para as blendas 3, 5 e 10% semelhantes ao observado para o diesel fossil, e, portanto nestas concentrações o biodiesel atua como um aditivo de lubricidade do óleo diesel fossil. O estudo por calorimetria exploratória diferencial pressurizada no modo dinâmico e a técnica de rancimat revelou que o melhor antioxidante para o armazenamento do biodiesel é o BHT com concentração de 2500 ppm. A determinação dos parâmetros cinéticos pela técnica de PDSC isotérmica foi possível determinar teoricamente o tempo de vida de prateleira do biodiesel derivado de óleo de fritura usado com 2500 ppm do antioxidante BHT. Então, o biodiesel de fritura usado e blendas B3, B5, B10, B25, B50 e B75 podem ser utilizados como uma fonte alternativa de biocombustíveis.

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.