Orientador : Prof. Dr. Carlos Ricardo Soccol / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 29/04/2016 / Inclui referências : f. 51-57-78-852-104-105-122-124 / Resumo: O kefir é tradicionalmente uma bebida produzida a partir de leite através da inoculação de grãos de kefir, uma associação microbiana complexa entre leveduras e bactérias. No entanto, a adaptação de grãos de kefir em diversos outros substratos nãolácteos levou à produção de diferentes bebidas com propriedades funcionais. O objetivo desta tese foi avaliar o uso de diferentes substratos funcionais (extrato de soja hidrolisado, colostro e mel) para o desenvolvimento de novas bebidas probióticas, utilizando grãos de kefir como cultura iniciadora e avaliar a sua capacidade antioxidante e composição físico-química. Além disso, explorar o processo de fermentação de mel com grãos de kefir através de um estudo abrangente de suas propriedades reológicas, cinética em condição de biorreator (fermentação e processo de armazenamento), composição microbiana, potencial antimicrobiano e probiótico, efeito de proteção em danos causados ao DNA e análise sensorial, comparando-a com a bebida tradicional de kefir. A bebida de kefir a base de mel teve maior atividade antioxidante, quando comparada com os substratos extrato de soja hidrolisada e colostro. Altos níveis de bactérias ácido lácticas e populações de levedura (acima de 106 CFU/mL) foram encontrados no produto, compostas principalmente de potenciais estirpes probióticas de Lactobacillus statsumensis, Leuconostoc mesenteroides, Bacillus megaterium, Saccharomyces cerevisiae e Lachancea fermentati. Além disso, a bebida à base mel fermentada com kefir apresentou efeito de proteção contra danos no DNA, com elevada qualidade sensorial quando comparada à bebida tradicional de kefir. Os grãos de kefir foram bem adaptados às condições do biorreator, atingindo altos níveis de viabilidade celular (acima de 106 UFC / mL para levedura e bactérias totais), tendo considerável produção de compostos fenólicos (190 GAE / 100g). Luminosidade L * e croma a * não sofreram grandes alterações e croma b * decresceu durante o tempo de fermentação. Após 35 dias de armazenamento, a bebida de mel fermentada com grãos de kefir manteve as suas características químicas e viabilidade microbiana necessária para ser classificado como um produto probiótico. Os modelos de Ostwald-De Waele (R2 ? 0,98) e de Herschel-Bulkley (R2 ? 0.99) podem ser utilizados para predizer o comportamento da bebida desenvolvida. Os isolados estudados (L. satsumensis, L. mesenteroides e S. cerevisiae) demonstraram resistência a condições ácidas (pH 2.0, 3.0, 4.0 e 7.0) e aos sais biliares (0.3% e 0.6%), apresentando habilidade de sobrevivência na presença de suco gastrointestinal, não demonstrando atividade hemolítica. Todos os isolados apresentaram atividade antagônica frente a E. coli e S. aureus (acima de 7.0 mm). L. satsumensis foi a cepa mais resistente. A bebida de mel fermentada com kefir teve alta atividade antimicrobiana (19.5 a 27.5 mm). L. satsumensis, L. mesenteroides e S. cerevisiae podem ser classificadas como potenciais probióticos. Bebidas à base de kefir têm se apresentado como uma forma alternativa para a produção de bebidas funcionais com atividades probióticas, especialmente para pessoas com necessidades especiais (intolerância à lactose) e para consumidores veganos. O mel pode ser um substrato alternativo ideal para a produção de bebidas de cultura funcional, especialmente para os vegetarianos e consumidores intolerantes à lactose. Os parâmetros analisados durante o processo de bebida a base de mel fermentada com grãos de kefir podem ser considerados relevantes para a produção de uma nova bebida, auxiliando na industrialização deste bioprocesso. / Abstract: Kefir is traditionally a beverage produced from milk by inoculating kefir grains, a complex microbial association between yeast and bacteria. However, adaptation of kefir grains in many other non-dairy substrates has led to production of different beverages with functional properties. The aim of this thesis was to evaluate the use of different functional substrates (soybean hydrolyzed extract, colostrum and honey) to design a novel probiotic beverages using kefir grains as starter culture and evaluate its antioxidant capacity and physical-chemical composition. In addition, explore the fermentation process of honey with kefir grains through a comprehensive study of its rheological properties, kinetic in bioreactor condition (fermentation and storage process), microbial composition, antimicrobial and probiotic potential, protection effect on DNA damage and sensory analysis when compared with traditional kefir beverage. The probiotic potential and antimicrobial properties of Lactobacillus satsumensis, Leuconostoc mesenteroides and Sacharomyces cerevisiae, isolated from honey kefir beverage, was also investigated. Honey-based kefir beverage had higher antioxidant activity when compared with soybean hydrolyzed extract and colostrum substrates. High levels of lactic acid bacteria and yeast populations (over 106 CFU/mL) were found in the product and were mainly composed of potential probiotic strains of Lactobacillus statsumensis, Leuconostoc mesenteroides, Bacillus megaterium, Saccharomyces cerevisiae and Lachancea fermentati. In addition, the honey-based kefir beverage showed protection effect on DNA damage and had a high sensory quality compared to traditional kefir beverage. Kefir grains were well adapted to bioreactor conditions, reached high levels of cell viability (over 106 CFU/mL for total yeast and bacteria), had considerable production of phenolic compounds (190 GAE/100g). Color L* and a* did not highly changed and b* decreased during fermentation time. After 35 days of storage process, honey kefir beverage (HKB) maintained its chemical characteristics and microbial viability as required to be classified as a probiotic product. The models Ostwald-de Waele (R2 ? 0.98) and Herschel-Bulkley (R2 ? 0.99) can be used to predict the behavior of HKB. The isolates showed resistance to acid conditions (pH 2.0, 3.0, 4.0 and 7.0) and bile salts (0.3% and 0.6%), showing ability to survive in the presence of simulated gastric and intestinal juice and did not show hemolytic activity. All the isolates exhibited antagonistic activity against E. coli and S. aureus (up to 7.0 mm). The isolate L. satsumensis showed resistance against the studied pathogens and was the most powerful antagonistic isolates. Honey kefir beverage had high antagonistic activity (19.5 to 27.5 mm). L. satsumensis, L. mesenteroides and S. cerevisiae isolated from honey kefir beverage could be classified as potential probiotics. Kefir-based beverages have shown an alternative way to produce functional beverages with probiotic activities, especially for people with special needs (lactose intolerance) and vegan consumers. Honey could be an ideal alternative substrate for the production of functional cultured beverage, especially for vegans and lactose intolerant consumers. The parameters analyzed during HKB process can be considered for production of a novel beverage product, assisting in the industrialization of this bioprocess. In addition, the investigation of the potential probiotic features of these kefir strains should be useful for the development of novel functional beverage.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:dspace.c3sl.ufpr.br:1884/43025 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Fiorda, Fernanda Assumpção |
| Contributors | Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduaçao em Tecnologia de Alimentos, Soccol, Carlos Ricardo, 1953- |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Inglês |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 138f. : il. algumas color., grafs., tabs., application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPR, instname:Universidade Federal do Paraná, instacron:UFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Disponível em formato digital |
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