Ciência e Tecnologia de Alimentos
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Item Bluberry extract: application in smart packaging based no poly(vinyl)alcohol and gelatin for fish products(Universidade Federal de Viçosa, 2025-02-21) Gomes, Bárbara Teixeira; Soares, Nilda de Fatima Ferreira; http://lattes.cnpq.br/9678318560412521Item Microencapsulação de Lacticaseibacillus rhamnosus GG por liofilização: viabilidade, resistência e incorporação e suco de uva(Universidade Federal de Viçosa, 2025-02-21) Lourenço, Mirielle Teixeira; Vieira, Erica Nascif Rufino; http://lattes.cnpq.br/7397202901584494Item Estudo sensorial e termodinâmico da interação entre a quinina e a proteína mucina: efeito da concentração e força iônica(Universidade Federal de Viçosa, 2022-08-03) Emiliano, Gustavo dos Santos; Vidigal, Marcia Cristina Teixeira RibeiroA percepção do gosto amargo é um processo complexo, que pode ser influenciado por vários fatores, dentre os quais se destacam as interações entre as proteínas presentes na saliva (como a mucina) e as moléculas presentes nos alimentos. Além disso, as condições do meio, como presença de sais e pH, influenciam nestas interações, podendo resultar em alterações na sensação sensorial percebida. Neste sentido, a técnica de microcalorimetria de titulação isotérmica foi utilizada para verificar a interação entre a quinina (QN), molécula promotora do gosto amargo, e a proteína mucina (MUC), em diferentes condições de pH (3,0 e 7,4) e de força iônica (0, 10, 50 e 100 mmol L-1 de cloreto de potássio - KCl). Além disso, foram determinados os efeitos da concentração da QN (0,04; 0,06; 0,08 e 0,1 mmol L-1) e da força iônica do meio (0, 10 e 50 mmol L-1 de KCl) na percepção do gosto amargo pela técnica Tempo-Intensidade. O estudo termodinâmico demonstrou que a QN interage com MUC, formando o complexo QN-MUC em pH 3,0 e 7,4 (?Gº = -45,38 ± 0,51 kJ mol-1 e ?Gº = -41,66 ± 0,29 kJ mol-1, respectivamente) apesar da presença de KCl. Em pH 3,0, a estequiometria de formação do complexo foi de 1:3 (QN-MUC), ou seja, cada molécula de QN interage com três de mucina, resultando assim na formação de um agregado proteico, devido à protonação do nitrogênio presente na estrutura química deste alcaloide, que reduz a repulsão eletrostática entre as proteínas. Já em pH 7,4, a estequiometria observada na interação foi de 1:1. A presença de sal não alterou a estequiometria de formação do complexo QN-MUC em pH 3,0. Em relação à avaliação sensorial, houve diferença significativa na intensidade máxima de percepção do gosto amargo das soluções de QN sem adição de KCl, verificando-se uma elevação do amargor com o aumento da concentração de QN. Além disso, para a intensidade máxima de percepção do gosto amargo, os avaliadores detectaram diferenças significativas entre as soluções de QN com adição de 10 mmol L-1 de KCl (p < 0,05). No entanto, para as soluções de QN com 50 mmol L-1 de KCl, este comportamento não foi observado. O efeito do sal na percepção do gosto amargo também foi avaliado para cada uma das quatro concentrações de QN. Para a solução 0,04 mmol L-1 de QN, a intensidade máxima do gosto amargo foi significativamente maior nas soluções contendo 50 mmol L-1 de KCl em comparação àquela sem KCl (p<0,05). Portanto, as interações QN e MUC são fortemente dependentes da concentração de QN e da presença de sais na solução, influenciando a percepção sensorial do gosto amargo. Palavras-chave: proteínas salivares; análise tempo-intensidade; microcalorimetria de titulação isotérmicaItem Ultrasound associated with ohmic heating, enzymes and fermentation in the extraction of curcuminoids and a review on the application of vegetable proteins as a matrix for encapsulating hydrophobic compounds(Universidade Federal de Viçosa, 2024-07-30) Fernandes, Janaina Gonçalves; Stringheta, Paulo Cesar; http://lattes.cnpq.br/7311785935543649The selection of foods that make up people's daily diets has become increasingly rigorous. Consumers are opting for foods that offer benefits beyond basic nutrition. In this context, the market for supplements and vegan and vegetarian products is constantly growing. Turmeric, in addition to providing sensory properties to foods, has been widely consumed due to its health benefits, which are attributed to curcuminoids. However, these curcuminoids are sensitive to processing conditions, making encapsulation technology an extensively employed strategy to provide protection and controlled release of bioactive compounds like curcuminoids. Animal proteins are already widely used as encapsulating agents for hydrophobic bioactive compounds. However, to meet the demand of the vegan and vegetarian audience, studies are being conducted to utilize plant proteins as encapsulating agents, which still poses a challenge. The first study in this thesis evaluated the best techniques for curcuminoid extraction, aiming for their incorporation into food matrices and the development of supplements. The study assessed the influence of the "curing" process before turmeric drying; the effects of ultrasound-assisted extraction (UAE) process variables; and the use of auxiliary pre-treatments (enzymatic treatment, ohmic heating, and fermentation) before UAE, analyzing the yield and composition of the main curcuminoids (curcumin, demethoxycurcumin, and bisdemethoxycurcumin). Physical characterization analyses of turmeric powders subjected to different pre- treatments and colorimetric analyses of the extracts obtained were also conducted. It was observed that the traditional "curing" technique did not affect the drying time of rhizomes or alter the extraction yield of curcuminoids. The optimal UAE time was 40 minutes, whereas Soxhlet extraction took 3 hours. The ideal temperature and solid- to-liquid ratio were 35 °C and 1:30 (w/v), respectively. The enzymatic pre-treatment showed no significant difference in curcuminoid concentration compared to the control sample. Pre-treatment with ohmic heating and fermentation increased curcuminoid yield by 17% and 24%, respectively. The evaluated colorimetric parameters (L*, a*, and b*) revealed differences in values; however, the ?E parameter was 3, indicating that the color difference is not perceptible to the human eye. Therefore, the results of this study demonstrated novel specifications of promising hybrid technologies for the more efficient recovery of curcuminoids. The second study in this thesis demonstrated that plant proteins possess interfacial properties that hinder the achievement of high encapsulation efficiency for hydrophobic compounds. However, some promising strategies have already been used to modulate the interfacial properties of certain plant proteins (such as pea and soy) through alterations in their physicochemical environment, such as pH, temperature, and ionic strength. Additionally, it was shown that auxiliary treatments, such as ultrasound, can improve encapsulation efficiency. However, studies on the application of these and other emerging technologies remain scarce. Finally, findings from the studies suggest that curcuminoids can be efficiently encapsulated using plant proteins with the assistance of modulating and auxiliary technologies. Keywords: emerging technologies; bioactive compounds; curcumin; ultrasound- assisted extraction; plant-basedItem Bioaccessibility and metabolism of anthocyanins: effects of fermentation, encapsulation, and microbiota interactions(Universidade Federal de Viçosa, 2025-01-23) Borges, Larissa Lorrane Rodrigues; Stringheta, Paulo Cesar; http://lattes.cnpq.br/9791959190807105Anthocyanins have been widely studied for their health benefits; however, these compounds exhibit low bioaccessibility and bioavailability due to degradation and limited absorption in the gastrointestinal tract, which may restrict their effects. Therefore, innovative strategies to enhance the stability and maximize the benefits of anthocyanins are essential, especially for applications in food and supplements. In this context, this study investigated the bioaccessibility and metabolism of anthocyanins, focusing on digestion, interactions with gut microbiota, and the effects of fermentation and encapsulation on the stability and bioactivity of these compounds. The biotransformation of phenolic compounds was studied during the production of jabuticaba wine, and the results showed that anthocyanins underwent biotransformation. Significant increases were observed in total phenolic compounds (4.91 ± 0.07 times), total anthocyanins (5.62 ± 1.17 times), cyanidin-3-glucoside (C3G) (2.05 ± 0.74 times), gallic acid (GA) (57.02 ± 3.70 times), and protocatechuic acid (PA) (3.70 ± 0.51 times) compared to the non-fermented control. Additionally, an increase in the bioaccessibility of C3G, GA, and PA was observed. Jabuticaba wine also exhibited antiproliferative effects against cancer cells, antioxidant activities, and enzymatic inhibition properties. To improve anthocyanin stability during digestion, jabuticaba extract was encapsulated with whey protein (WP) or pea protein (PP) combined with gum arabic (GA). Encapsulation improved anthocyanin bioaccessibility, particularly in the PP:GA 1:2 (v/v) and WP:GA 1:2 (v/v) samples, with increases of 33% and 25%, respectively, compared to the unencapsulated extract. Encapsulation also delayed degradation, increased anthocyanin retention, and enhanced the production of metabolites and short-chain fatty acids (SCFAs) during the colonic phase. Cyanidin-3-glucoside exhibited superior antioxidant and anti- inflammatory effects compared to its main metabolites, significantly reducing reactive oxygen species and pro-inflammatory markers in colon cancer cells (HT29-MTX). The encapsulation of the extract using chitosan (CH) and GA as wall materials was also investigated, increasing bioaccessibility and targeted release of anthocyanins to the colon. The in vitro metabolism of anthocyanins and SCFA production were analyzed in individuals with different body mass index (BMI) values. It was observed that the microbiota metabolized 37.45–54.01% of C3G in the lean group, 40.84–61.74% in the overweight group, and 36.06–69.16% in the obese group after 48 hours. These results showed variations in anthocyanin metabolism within each group, indicating that even among individuals with similar BMI, differences in gut microbiota composition may impact C3G metabolism. The anthocyanin extract also altered SCFA levels compared to control fermentations (without the extract). In summary, this thesis provided an overview of anthocyanin metabolism and bioaccessibility, demonstrating how fermentation and encapsulation influenced metabolism and increased the bioaccessibility of these compounds. Additionally, individual variability in gut microbiota composition was identified as an important factor in anthocyanin metabolism, highlighting the need to consider these variations when studying the health benefits of anthocyanins. Keywords: cyanidin-3-glucoside; jabuticaba; short-chain fatty acids (scfas); microbiota; digestionItem Sistema especialista para diagnóstico de toxinfecções alimentares de origem bacteriana(Universidade Federal de Viçosa, 1994-08-05) Freitas, Lúcia Helena de; Andrade, Nélio José deProfessores Conselheiros: Carlos Arthur da Silva e Magdala Alencar Teixeira. A alimentação coletiva, no Brasil, é um mercado em franca expansão. Com um potencial para servir aproximadamente 15 bilhões de refeições por ano, segundo a literatura especializada, chama a atenção de diferentes segmentos da indústria. Os serviços de alimentação (SA), que hoje servem por volta de 2 bilhões de refeições por ano, estão sempre sujeitos a ocorrências de surtos de doenças bacterianas de origem alimentar. No entanto, raramente dispõem de especialistas em microbiologia em suas equipes técnicas. Por isso, na tentativa de minimizar essa deficiência, desenvolveu-se um sistema informatizado para diagnóstico de toxinfecções de origem bacteriana, denominado BAC-SIST. Com base em conceitos de inteligência artificial, esse sistema é denominado sistema especialista. Este programa de computador é constituído de três módulos principais que podem ou não estar interligados, dependendo do nível de respostas fornecidas pelo usuário. O primeiro módulo, Avaliação Epidemiológica do Surto (AES), avalia os aspectos epidemiológicos, com base em informações acerca da sintomatologia, período de incubação, duração e alimentos envolvidos na doença de origem alimentar. A partir desses dados, o sistema define se o problema é uma intoxicação (emética, diarréica ou botulínica) ou infecção (diarréica ou disentérica). Também fornece indícios sobre o provável ou prováveis microrganismos envolvidos. Esse módulo, considerado base do sistema, pode interagir com o segundo (Avaliação Laboratorial dos Alimentos-ALA) e, ou, com O terceiro módulo (Análises Clínicas dos Pacientes-ACP), concluindo a avaliação do surto por meio de um laudo final. Caso contrário, apresenta um laudo intermediário em função das informações dadas ao sistema. O módulo ALA solicita e avalia informações de análises laboratoriais dos alimentos envolvidos no surto, com base no levantamento epidemiológico. A partir de tais informações, emitem-se laudos intermediários. O módulo ACP fundamenta-se em dados de exames laboratoriais de fezes, vômitos e, ou, sangue da população envolvida no surto. Quando se tem informações apropriadas para os três módulos mencionados, pode-se emitir um laudo final, confiável e completo. O BAC-SIST foi submetido a um processo de validação externa onde constatou-se concordância entre os laudos emitidos pelo sistema e os pareceres técnicos dos especialistas consultados. O emprego de sistema especialista capaz de auxiliar profissionais da área de alimentação no diagnóstico das toxinfecções alimentares é viável e pode se transformar em recurso útil e indispensável em situações onde não for possível a presença do especialista.Item Extração assistida por ultrassom de fenólicos do sorgo: otimização do processo e efeito na estabilidade das 3-desoxiantocianinas(Universidade Federal de Viçosa, 2022-05-02) Santos, Paula Cristina Silva; Barros, Frederico Augusto Ribeiro deO sorgo é um cereal que possui atributos relevantes para o seu uso na alimentação humana. Com isso, países como Estados Unidos e Brasil têm aumentado o número de pesquisas na área de alimentos, devido principalmente à sua fonte de compostos fenólicos, como as antocianinas. As principais antocianinas presentes no sorgo são as 3-desoxiantocianinas, que apresentam maior estabilidade quando comparadas com outras antocianinas encontradas em frutas e hortaliças. Porém, a eficiência na extração destes compostos fenólicos em cereais, utilizando métodos convencionais, é baixa, pois a maioria deles estão ligados à parede celular. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi otimizar a extração de antocianinas e compostos fenólicos totais do extrato fenólico do sorgo, assistida por ultrassom (EAU), compará-lo com o método convencional e avaliar a estabilidade das 3-desoxiantocianinas (3-DXA’s) nos extratos obtidos, com o tempo de armazenamento de 45 dias. O sorgo SC 84, fornecido pela Embrapa Milho e Sorgo, foi utilizado. Na a primeira parte do trabalho, duas frequências (25 e 45 kHz) foram aplicadas em um delineamento Composto Central Rotacional para investigar o efeito de duas variáveis, sendo elas, tempo (5 a 75 minutos) e temperatura (30 a 65°C) utilizando a EAU, com amplitude do poder ultrassônico fixado em 50%. No método convencional, o extrato fenólico foi obtido pelo período de 2 horas sob agitação em temperatura ambiente. O solvente 70% v/v etanol em água foi utilizado para ambos métodos testados. Os teores de antocianinas totais, fenolicos totais e capacidade antioxidante foram determinados. Na segunda parte do trabalho, os extratos foram avaliados pelo processo de degradação das antocianinas durante a extração e armazenamento, por 45 dias, em temperatura ambiente (25oC). As concentrações das antocianinas totais, luteolinidina, apigeninidina, 5-metoxi-luteolinidina e 7-metoxi- apigeninidina foram determinadas nos tempos 0 (tempo inicial), 15, 30 e 45 dias. A constante de degradação (k) e o tempo de meia vida (t1/2) foram determinados. As duas frequências tiveram um efeito positivo nos rendimentos de extração de antocianinas totais e compostos fenólicos da farinha de sorgo em relação ao método convencional. Observou-se a eficiência da extração assistida por ultrassom, que aumentou do rendimento de antocianinas totais de >30% e >27% e de compostos fenólicos totais de >10%, respectivamente nas frequências de 25 kHz e 45 kHz, quando comparado com o convencional. A capacidade antioxidante dos extratos a EUA pelos métodos ABTS e DPPH também foi aumentada em >30% e >35% e >28% e >25%, respectivamente nas frequências de 25 kHz e 45 kHz para o rendimento ótimo de antocianinas totais e um aumento de >15%, >8% para o rendimento ótimo de fenólicos totais comparados com o método convencional. Os extratos submetidos aos tratamentos com ultrassom apresentaram menor estabilidade cinética para a luteolinidina, apigeninidina, 5-metoxi luteolinidina e 7-metoxi apigeninidina (p<0,05) comparados com o método convencional ao final do período de 45 dias. A luteolinidina apresentou-se mais estável que a apigeninidina. Dessa forma, o ultrassom é um método eficiente para a obtenção de extratos com maiores rendimentos de antocianinas e fenólicos totais, porém, pode afetar a estabilidade das 3- dexociantocianinas. Palavras-chave: Antocianinas. Ultrassom. Sorgo.Item Study of the effect of induced crystallization of lactose and manufacturing technology on the physicochemical, colorimetric, textural and rheological characteristics of dulce de leche(Universidade Federal de Viçosa, 2022-10-17) Gama Netto, Gabriel; Perrone, Ítalo Tuler; http://lattes.cnpq.br/3075496199447064Study of the Effect of Induced Crystallization of Lactose and Manufacturing Technology on the Physicochemical, Colorimetric, Textural and Rheological Characteristics of Dulce de Leche. Advisor: Ítalo Tuler Perrone. Co-advisors: Antônio Fernandes de Carvalho and Rodrigo Stephani. Dulce de leche (DL) is a very popular dairy product in Latin American countries and its production ranges from small artisanal producers using only two ingredients, milk and sucrose in a simple pan, to large dairy companies with different technologies and scale production. DL can be consumed directly or used in the preparation of dessert recipes. One of the great demands is the confectionery segment in which the DL is used as a topping and filling. For this type of application, the proper viscosity and consistency of the DL is important because it must remain structured in the confectionery products. The induced crystallization of lactose in DL is a common practice used by some dairy industries with the main objective of preventing the appearance of large lactose crystals that affect the sensory perception of the product in a defect known as sandiness. Larger dairy industries that have a vacuum concentration line for the manufacture of powdered milk and/or sweetened condensed milk use concentrated milk in the production of DL with the objective of reducing cost through energy savings. No studies were found in the literature that correlated the induced crystallization of lactose or a vacuum concentration step on the rheological properties of DL. Thus, this thesis was structured in two articles with the aim of evaluating the effect on DL properties caused by different manufacturing technologies commonly used by the dairy industry and using a standard DL recipe. The first article evaluated on a laboratory scale the effect of lactose induced crystallization under different conditions of temperature and stirring time on the physicochemical and colorimetric characteristics, texture profile and rheological behavior of DL. The second article evaluated in a pilot scale the effect of the manufacturing technology with different equipment and the induced crystallization of lactose on the physicochemical, colorimetric, texture profile and rheological behavior and sensory analysis of the DL. In both articles, the rheological behavior of the treatments was determined and adjusted to the mathematical model that best explains the flow profile in the flow curve analysis and the values of the storage modules (G') and loss (G") of energy were determined in oscillatory rheological analysis. Both the induced crystallization of lactose and the type of manufacturing technology were determinant in the properties of DL. Keywords: dulce de leche, lactose, crystallization, manufacturing technology.Item Proteína do feijão-de-porco (Canavalia ensiformis): um comparativo tecnofuncional com proteínas de soja e ervilha(Universidade Federal de Viçosa, 2024-10-01) Costa, Juliana Eloy Granato; Felix, Pedro Henrique CampeloCom a crescente conscientização humana acerca do estresse ambiental e animal causado pela indústria cárnea, o consumo de produtos de origem vegetal vem se expandindo. As proteínas plant-based têm ganhado espaço no mercado dado sua origem sustentável, valor econômico e benefícios à saúde. Proteínas vegetais já difundidas no mercado, como a soja e a ervilha, apresentam diversas empregabilidades como ingredientes na indústria alimentícia. Entretanto, o mercado tem buscado conhecer novas alternativas de proteínas para suprir essa demanda e diversificar as funcionalidades. Nesse cenário, o objetivo do presente trabalho foi estudar a caracterização química e tecnofuncional da proteína concentrada do feijão- de-porco (PCFP) para mostrá-la como uma opção atrativa de ingrediente para a indústria de alimentos. Análises como perfil de aminoácidos, eletroforese, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) foram realizadas com intuito de compreender a estrutura da molécula. Propriedades tecnofuncionais como potencial zeta, solubilidade, capacidade de retenção de água e óleo, hidrofobicidade superficial, capacidade espumante, estabilizante e gelificante; além da reologia do gel também foram analisadas. A PCFP apresentou um caráter majoritariamente hidrofóbico, com boa capacidade de retenção de óleo, estabilizante de emulsões e espumas. A estrutura da PCFP se mostrou mais linear, estável e rígida quando comparada às proteínas de soja e ervilha; o que influenciou principalmente na rigidez do gel formado. Dado o estudo das propriedades tecno funcionais, a PCFP se mostrou uma excelente alternativa à proteína isolada de soja (PIS) e proteína concentrada de ervilha (PCE) em diversas situações, podendo se tornar uma opção para a indústria alimentícia como um novo ingrediente no mercado. Palavras-chave: canavalia ensiformis; nova fonte de proteína; extração de proteína; tecnofuncionalidade.Item Propriedades tecnofuncionais da proteína concentrada da castanha-do-brasil (Berthollethia Excelsea, H.B.K)(Universidade Federal de Viçosa, 2024-10-04) Matos, Jéssica da Silva; Félix, Pedro Henrique Campelo; http://lattes.cnpq.br/2304024234619392Nos últimos anos, as proteínas vegetais têm ganhado destaque na indústria alimentícia como uma alternativa promissora às proteínas animais. Esse crescimento é impulsionado pela demanda crescente por opções sustentáveis e saudáveis, que estimulam a inovação e o desen- volvimento de novas fontes proteicas. Nesse contexto, a castanha-do-Brasil se destaca devido ao seu significativo potencial proteico. A análise da composição da castanha-do-Brasil revela um alto teor de proteínas: enquanto a matéria-prima contém 20,74 g.100 ?1 de proteínas, o concentrado proteico da castanha-do-Brasil (PCCB) alcança 85,42 g.100?1. Comparado a ou- tras fontes vegetais, o PCCB possui um teor proteico inferior ao da soja (90%), mas superior ao da ervilha (76%). A estrutura secundária das proteínas da castanha-do-Brasil é predomi- nantemente ß-folha, e o PCCB mostra uma organização estrutural alinhada com as oleagino- sas, em contraste com a flexibilidade das proteínas de soja. A eletroforese revela várias fra- ções proteicas na castanha-do-Brasil, com pesos moleculares entre 14,0 e 66,2 kDa, incluindo possivelmente, globulinas e albuminas. O PCCB tem solubilidade variável com o pH, máxima em pH 9 e mínima em pH 4,5. Sua capacidade de retenção de água é menor que a da soja e da ervilha, mas sua retenção de óleo é superior, tornando-o adequado para emulsões e produtos gordurosos. Embora a formação de espuma e a estabilidade na emulsão sejam menores que nas proteínas de soja e ervilha, o PCCB apresenta boa estabilidade em pH ácido. Esses resul- tados destacam a castanha-do-Brasil como uma opção valiosa no mercado de proteínas vege- tais. Palavras-chave: concentrado proteico; propriedades tecnofuncionais; castanha-do- brasil; proteínas vegetais.