Resumo O objetivo deste trabalho foi determinar as condições ideais para o processamento da farinha e a extração de antocianinas de mirtilos (Vaccinium corymbosum). Utilizou-se um delineamento composto central (DCC) com superfícies de resposta. Para o processamento da farinha de mirtilo, utilizaram-se diferentes temperaturas (53ºC-67ºC) e tempos (43,18-48,82 horas) de desidratação. A extração de antocianinas foi feita com soluções de etanol (15-85% v/v) com diferentes valores de pH (1,0-4,0). O teor de antocianinas monoméricas totais foi de 1.538,39±25,63 mg 100 g-1 (valor de desejabilidade de 0,89) para mirtilos frescos, na condição ótima de extração (53,5% etanol, pH 2,5), e de 3.101,04±11,57 mg 100 g-1 (valor de desejabilidade de 0,96) para farinha de mirtilo, na condição ótima de processamento (53ºC, 46 horas). A extração e a desidratação otimizadas dos mirtilos proporcionam a obtenção de altos teores de antocianinas nas amostras.

Abstract The objective of this work was to determine the ideal conditions for the processing of flour and extraction of anthocyanins from blueberries (Vaccinium corymbosum). A central composite design (CCD) with response surfaces was used. For the processing of blueberry flour, different dehydration temperatures (53ºC-67ºC) and times (43.18-48.82 hours) were used. The extraction of anthocyanins was performed with ethanol solutions (15-85% v/v) at different pH values (1.0-4.0). ). The total monomeric anthocyanin content was 1,538.39±25.63 mg 100 g-1 (0.89 desirability value) for fresh blueberries in the optimal extraction condition (53.5% ethanol, 2.5 pH) and 3,101.04±11.57 mg 100 g-1 (0.96 desirability value) for blueberry flour in the optimum processing condition (53ºC, 46 hours). The optimized extraction and dehydration of blueberries provide high levels of anthocyanins in the samples.

Abstract Nanoparticles demonstrate an important role in the protection of bioactive compounds from external factors such as temperature, oxygen and light. In this study, poly-ε-caprolactone (PCL) nanoparticles entrapped β-carotene was produced using the nanoprecipitation method. Firstly, was evaluated the lipophilic surfactant effect and carrier agent of the active compound in the nanocapsules formulation. After choosing the most stable formulation, the nanocapsules production was optimized using β-carotene, caprylic/capric triglycerides (CCT) and soybean lecithin. Response surface methodology (RSM) was adopted to evaluate the influence of soy lecithin concentration, volume of CCT and β-carotene concentration in the particle size, zeta potential, polydispersity index (PDI), encapsulation efficiency and recovery. Formulations containing soy lecithin and CCT demonstrated better stability comparing to the other formulations tested. The nanoparticle formulations presented an optimized particle size below 200 nm, PDI lower than 0.1 and encapsulation efficiency above 95%. Based on the results obtained, the optimum conditions to prepare PCL nanocapsules were 0.2160 mg/mL of β-carotene, 232.42 μL of CCT and 2.59 mg/mL of soy lecithin, suggesting an applicability to promote controlled released of β-carotene in food system.

Suspensions of poly ε-caprolactone (PCL) nanoparticles loaded with thyme essential oil were prepared as a natural antioxidant in mayonnaise. Mean particle size was 204.9 ± 2.7 and 240.0 ± 5.5 nm respectively for nanoparticles prepared with PCL alone (NP-C) and for those loaded with thyme essential oil (NP-T). The polydispersity index indicated a homogeneous distribution of all particles, with no significant difference between NP-C and NP-T samples. The nanoparticles showed a large negative charge evidenced by zeta potential rates, indicating high physical stability. The use of PCL as a polymer provided high encapsulation efficiency for thyme essential oil (91.15 ± 2.12 %). DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) method determined IC50 rates were 476.4 ± 33.6 and 483.5 ± 20.4 µg mL-1respectively for unencapsulated oil and for NP-T, evidencing pronounced antioxidant activity. NP-C, NP-T and synthetic antioxidant butylhydroxytoluene (BHT) were applied to samples of mayonnaise and their oxidative stability evaluated for eight days in an oven at 63 ± 3ºC. Results of hydroperoxide value (HP) and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) showed that NP-T had a similar performance as synthetic antioxidant BHT in the prevention of mayonnaise lipid oxidation.

RESUMEN Antecedentes: los β-glucanos (1-3: 1-4) son fibras solubles aplicadas a los alimentos debido a sus propiedades tecnológicas (capacidad de retención de agua, viscosidad, emulsificación y estabilización) y a sus efectos beneficiosos en la salud. Las propiedades funcionales de los β-glucanos pueden perderse durante los procesos de extracción y purificación. La alta viscosidad de los β-glucanos está relacionada con un alto peso molecular y con sus propiedades fisiológicas en el intestino. Por lo tanto, caracterizar la fibra después de su extracción y purificación es fundamental para comprender sus posibles aplicaciones en alimentos. Objetivos: caracterizar β-glucanos extraídos (EβG) y compararlos con tres marcas comerciales (CβG-A, CβG-B y CβG-C) para identificar su futura aplicación en alimentos y evaluar si la purificación enzimática afecta molecular y estructuralmente los β-glucanos. Métodos: se extrajeron β-glucanos de cebada (EβG), caracterizados por análisis químicos, comportamiento reológico y color, y se compararon con tres muestras comerciales. Posteriormente, el extracto (EβG) se purificó y se identificaron sus características estructurales y su peso molecular. Resultados: EβG contenía 64.38 ± 3.54% de β-glucanos, alta contaminación con almidón (12.70 ± 1.73%), alto contenido de calcio (8894 mg / kg), comportamiento pseudoplástico y color oscuro (L* = 52.77 ± 0.7). Todas las muestras comerciales mostraron una baja contaminación con almidón, color más claro y comportamiento newtoniano. Después de la purificación de EβG, la contaminación con almidón y proteína disminuyó (0.85 ± 0.46% y 5.50 ± 0.12%, respectivamente), aumentó el contenido de βG (69.45 ± 0.81%) y aumentó su luminosidad (L* = 92.60 ± 1.70). Los β-glucanos purificados (PβG) mostraron un peso molar de 690 ± 1,6 kDa y se identificaron en la estructura especies con grado de polimerización desde 3 (GP3) hasta 11 (GP11). Conclusiones: los EβG antes de la purificación presentaron alta viscosidad y contaminación. El proceso de purificación enzimática fue efectivo y permitió mantener una alta masa molar de la fibra y sus estructuras moleculares características (especies con GP3 y GP4). Las muestras comerciales CβG-A y CβG-B mostraron un bajo contenido de β-glucanos. Finalmente, la CβG-C presentó las mejores propiedades fisicoquímicas y reológicas para su posterior aplicación en alimentos.

ABSTRACT Background: β-glucans (1-3: 1-4) are soluble fibers applied to foods due to their technological properties (water binding capacity, viscosity, emulsification and stabilization) and their beneficial effects on health. The functional properties of β-glucans can be lost during the extraction and purification processes. The high viscosity of β-glucans is related to a high molecular weight and its physiological properties in the intestine. Therefore, to characterize the fiber after its extraction and purification is fundamental to understand its possible applications in foods. Objectives: characterize β-glucans extracted (EβG) and compare them with three commercial β-glucans (CβG-A, CβG-B and CβG-C) to identify its possible applications in foods and to evaluate if enzymatic purification affects molecular and structurally the β-glucans. Methods: barley β-glucans were extracted (EβG), characterized by chemical analyzes, rheological behavior, and color, and compared to three commercial β-glucans samples. Then, the extract was purified and its structural and molecular characteristics were calculated. Results: EβG contained 64.38 ± 3.54% of β-glucans, high starch contamination (12.70 ± 1.73%), high content of calcium (8894 mg/kg), pseudoplastic behavior, and dark color (L* = 52.77 ± 0.7). All commercial samples showed low starch contamination, lighter color, and Newtonian behavior. After purification starch and protein contamination decreased (0.85 ± 0.46% and 5.50 ± 0.12% respectively), increased the content of βG (69.45 ± 0.81%) and increased brightness (L* = 92.60 ± 1.70). Purified β-glucans (PβG) showed a molar weight of 690 ± 1.6 kDa and species with degree polymerization 3 (DP3) to 11 (DP11) were identified on the structure. Conclusions: EβG extracts before the purification presented a high viscosity and contamination. The enzymatic purification process was effective and allowed to maintain a high molar mass of PβG and its distinctive molecular structures (species with DP3 and DP4). The commercial samples CβG-A and CβG-B showed a low content of β-glucans. Finally, CβG-C presented the best physicochemical and rheological properties for its subsequent application in food.

RESUMO: O polvilho azedo é um amido naturalmente modificado, produzido por fermentação e seco ao sol, atingindo a propriedade de expansão. Produtos de panificação a partir do polvilho azedo podem ser preparados sem a adição de leveduras e são livres de glúten. O processo fermentativo tem sido exaustivamente estudado, mas as águas residuais com elevada acidez e ricas em compostos orgânicos derivados da degradação do amido, requerem futuros trabalhos. Neste estudo, a estrutura dos sólidos presentes nesse efluente foi estudada vislumbrando futuras aplicações para estes novos materiais. Os sólidos contidos na água residual foram secos em spray dryer com maltodextrina (MD), com equivalente de dextrose (DE) de 5 e 15. A estrutura das partículas foi observada por microscopia eletrônica de varredura. Uma estrutura regular com arranjo em rede foi observada para o material seco com MD DE 5, em características que diferem das estruturas do amido nativo e do amido fermentado, o que sugere uma nova e regular organização estrutural com futuras aplicações a serem determinadas.

ABSTRACT: Sour cassava starch is a naturally modified starch produced by fermentation and sun drying, achieving the property of expansion upon baking. Sour cassava starch' bakery products can be prepared without the addition of yeast and it is gluten free. The fermentation process associated with this product has been well studied, but the wastewater, with high acidity and richness in other organic compounds derived from starch degradation, requires further investigation. In this study, the structure of solids present in this residue was studied, seeking to future applications for new materials. The solids of the wastewater were spray dried with maltodextrin (MD) with dextrose equivalent (DE) of 5 and 15 and the structure of the powder was evaluated by scanning electron microscopy. A regular structure with a network arrangement was observed for the dried material with MD of 5 DE, in contrast to the original and fermented starches structure, which suggests a regular organization of this new material, to be studied in future applications.

A composição química da farinha de trigo e a presença de fibras afeta as características dos pães. Uma forma de contribuir com a prevenção de doenças crônicas não transmissíveis é através de alimentação saudável, incluindo grãos integrais na dieta alimentar e reduzindo as calorias de determinado alimento, substituindo a gordura. Assim, este trabalho tem como objetivo determinar a composição centesimal das amostras de farinha de trigo integral, refinada e as misturas entre elas; bem como os parâmetros farinográficos (absorção de água, tempo de desenvolvimento e estabilidade) das mesmas. Além disso, verificar volume específico, perfil de textura do miolo e análise de imagem de pães elaborados com 60% de farinha de trigo integral e com 3% de gordura ou com substituto de gordura. Os dados foram submetidos à análise de variância. À medida que aumenta o percentual de farinha integral, os teores de proteína, cinzas e fibra insolúvel alcançam valores significativamente maiores e a absorção de água fica maior na farinografia, bem como o tempo de desenvolvimento e a estabilidade. O amido modificado enzimaticamente utilizado na elaboração de pão com 60% de farinha de trigo integral funcionou como um efetivo substituto de gordura. O pão integral elaborado com substituto de gordura apresentou volume específico significativamente igual ao pão integral elaborado com gordura, porém com diferenças em relação a parâmetros do perfil de textura, maior firmeza e menor elasticidade além de maior densidade celular do que o pão elaborado com gordura.

Bread characteristics are dependent upon the chemical composition and fiber content of the wheat flour used. A healthy diet can help prevent chronic diseases, where whole grains and fewer calories from fat are components of a healthy diet. The aims of this study were to determine the centesimal composition of wheat flour samples (whole, refined, and flour blends) along with their farinographic parameters (water absorption, development time and stability) and also to verify the specific volume, crumb texture profile and digital imaging of bread loaves made with 60% whole wheat flour and 3% fat or fat replacer. Increasing the whole wheat flour percentage in the blends also increased levels of protein, ash and insoluble fiber. All the farinographic parameters were also increased. Enzymatically modified starch was found to be an effective fat replacer in whole wheat loaves. The loaves made using fat replacer had the same specific volume and higher cell density as those made with fat, but exhibited different texture profile parameters such as higher hardness value and lower springiness value.

Este estudo tem como objetivo otimizar um método alternativo para extração de carragenana sem tratamento alcalino prévio e sem precipitação com etanol através da Metodologia de Superfície de Resposta (RSM). A fim de inovar a etapa de isolamento, a secagem por atomização foi adaptada, o que reduziu o tempo para a obtenção do pó seco. Os efeitos da temperatura e do tempo de extração sobre o rendimento, força do gel e de viscosidade foram avaliados. Além disso, o material extraído foi submetido a análises estruturais por espectroscopia de infravermelho e de ressonância magnética nuclear, e composição química. Os resultados mostraram que os modelos de regressão gerados explicam adequadamente a variação de dados. Apenas a temperatura de extração afetou o rendimento e a viscosidade do gel. Entretanto, a força do gel foi influenciada tanto pelo tempo como pela temperatura de extração. As condições ótimas de extração foram 74 ºC durante 4 horas. Nessas condições, as propriedades da carragenana bruta determinadas pelo modelo polinomial foram 31,17%, 158,27 g.cm-2 e 29,5 cP, para rendimento, força do gel e viscosidade, respectivamente, enquanto que em condições experimentais foram 35,8 ± 4,68%, 112,50 ± 4,96 g.cm-2 e 16,01 ± 1,03 cP. A composição química e as análises estruturais mostraram que a carragenana extraída é principalmente κ-carragenana.

This study aims to optimize an alternative method of extraction of carrageenan without previous alkaline treatment and ethanol precipitation using Response Surface Methodology (RSM). In order to introduce an innovation in the isolation step, atomization drying was used reducing the time for obtaining dry carrageenan powder. The effects of extraction time and temperature on yield, gel strength, and viscosity were evaluated. Furthermore, the extracted material was submitted to structural analysis, by infrared spectroscopy and nuclear magnetic resonance spectroscopy (¹H-NMR), and chemical composition analysis. Results showed that the generated regression models adequately explained the data variation. Carrageenan yield and gel viscosity were influenced only by the extraction temperature. However, gel strength was influenced by both, extraction time and extraction temperature. Optimal extraction conditions were 74 ºC and 4 hours. In these conditions, the carrageenan extract properties determined by the polynomial model were 31.17%, 158.27 g.cm-2, and 29.5 cP for yield, gel strength, and viscosity, respectively, while under the experimental conditions they were 35.8 ± 4.68%, 112.50 ± 4.96 g.cm-2, and 16.01 ± 1.03 cP, respectively. The chemical composition, nuclear magnetic resonance spectroscopy, and infrared spectroscopy analyses showed that the crude carrageenan extracted is composed mainly of κ-carrageenan.

Neste trabalho, os parâmetros estruturais, mecânicos, difratométricos e térmicos de filmes de quitosana e hidroxipropilmetilcelulose (HPMC), plastificados com sorbitol, foram estudados. Soluções de HPMC (2% m/m) em água, e quitosana (2% m/m) em uma solução de ácido acético 2%, foram preparadas. A concentração de sorbitol usada foi de 10% (m/m) para ambos os polímeros. Estas soluções foram misturadas em diferentes proporções (100/0; 70/30; 50/50; 30/70 e 0/100) de quitosana e HPMC, respectivamente, e 20 mL foram vertidos em placas de Petri de poliestireno, para posterior análise dos filmes prontos. A miscibilidade dos polímeros foi avaliada através da Difração por Raio-X, Microscopia Eletrônica de Varredura, Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Análise Termogravimétrica (TGA). Através dos resultados obtidos, os filmes não são totalmente miscíveis no estado seco, embora existam ligações fracas de hidrogênio entre os grupos funcionais dos biopolímeros.

In this work, the structural, mechanical, diffractometric, and thermal parameters of chitosan-hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) films plasticized with sorbitol were studied. Solutions of HPMC (2% w/v) in water and chitosan (2% w/v) in 2% acetic acid solution were prepared. The concentration of sorbitol used was 10% (w/w) to both polymers. This solutions were mixed at different proportions (100/0; 70/30; 50/50; 30/70, and 0/100) of chitosan and HPMC, respectively, and 20 mL was cast in Petri dishes for further analysis of dried films. The miscibility of polymers was assessed by X-ray diffraction, scanning electronic microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), and thermal gravimetric analysis (TGA). The results obtained indicate that the films are not fully miscible at a dry state despite the weak hydrogen bonding between the polymer functional groups.

As antocianinas, pigmentos responsáveis pela cor vermelha das uvas, são facilmente degradadas por vários mecanismos de reação, através da ação do oxigênio, enzimas, pH e temperatura, entre outras variáveis. Neste trabalho, um sistema modelo de geleia foi desenvolvido utilizando extrato de uva das variedades Bordô e Merlot e polissacarídeos (gomas xantana e locusta) em diferentes temperaturas (45, 55 e 65 °C). A estabilidade dos pigmentos antociânicos e o comportamento reológico foram estudados. Para a determinação da estabilidade, calculou-se o tempo de meia-vida (t½) e a constante velocidade de reação (primeira ordem) (k). Para o comportamento reológico, as constantes foram determinadas utilizando-se o modelo matemático Power law. O sistema modelo desenvolvido que utiliza a temperatura de 45 °C mostrou os melhores resultados para o t½ das antocianinas. Os valores de k para os tratamentos 45, 55 e 65 °C não foram significativos (p > 0,05). Observou-se que com o aumento da temperatura de desenvolvimento do sistema modelo de geleia houve um aumento no índice da consistência.

Anthocyanins are the pigments responsible for the color of most red grapes and are easily degraded following various reaction mechanisms affected by oxygen, enzymes, pH, and temperature among other variables. In this study, a jam model system was developed using Merlot and Bordô grape extracts and polysaccharides (xanthan and locust bean gums) and different temperatures (45, 55 and 65 °C). The stability of the anthocyanin pigments and the rheological behavior of the jam model system were studied. For the determination of the stability, the half-life time and first-order reaction rate constants for the anthocyanin pigments were calculated. The rheological behavior was determined through the Power law model. The jam model system produced using a temperature of 45 °C showed the best results for the anthocyanin half-life time. The first-order reaction rate constants for the 45, 55, and 65 °C treatments were not significantly different among each other (p > 0.05). It was observed that with an increase in the jam model system temperature there was an increase in the index of consistency.

O ácido hialurônico (AH) é uma macromolécula com importância na área médica, na área farmacêutica e na indústria de cosméticos. O cordão umbilical e a crista de galo são os tecidos mais ricos neste polissacarídeo. O Brasil é um dos principais exportadores de frango do mundo; assim, o aproveitamento das cristas dos animais abatidos para a obtenção de AH se mostra particularmente atraente. Este trabalho teve como objetivos fazer a extração do AH da crista de frango e determinar a atividade antioxidante in vitro. Cristas de frangos secas e delipidadas foram submetidas à digestão proteolítica e posteriormente à precipitação com cloreto de cetilpiridinio (CPC). A atividade antioxidante foi determinada pelo método de seqüestro do radical 2,2 - difenil 1-picrilhidrazil (DPPH). A concentração de glicosaminoglicanos (GAGs) na crista de frango é de 14,9µg de ácido hexurônico /mg de tecido seco e o AH extraído apresentou ótima atividade antioxidante in vitro. Desse modo, o AH pode ser aproveitado como um resíduo das indústrias de processamento de frangos.

The hyaluronic acid (HA) is an important macromolecule in medical and pharmaceutical areas as well as in the cosmetics industry. The umbilical cord and the chicken crest are two of the richest tissues in this polysaccharide. Since Brazil is one of the main chicken exporters in the world, the utilization of crests from slaughtered animals to obtain HA is particularly attractive. The present research aimed to extract hyaluronic acid (HA) from the crest and determine its antioxidant activity in vitro. Dry and delipidated chicken crest underwent proteolytic digestion and subsequent precipitation with cetylpyridinium chloride (CPC). Antioxidant activity was determined by the 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) method. The glycosaminoglycans (GAG) concentration in the chicken crest was 14.9µg of hexuronic acid /mg of dry tissue and the extracted HA presented great antioxidant activity in vitro. Thus, HA may be used as a sub-product of poultry processing industries.

Foram utilizadas carcaças residuais da filetagem industrial de tilápias (Oreochomis sp.) na obtenção de carne de pescado separada mecanicamente (CPSM) para elaboração de surimi. Amidos de diferentes fontes, como milho ceroso, milho ceroso modificado e mandioca, e o polissacarídeo carragena foram usados como ingredientes, e estudados seus efeitos no comportamento do gel de surimi. O surimi elaborado a partir de carcaças residuais da filetagem industrial, apresentou um rendimento final de 25% (peso/peso). A análise instrumental de textura apresentou um efeito fortalecedor, em relação à força de penetração dos amidos no gel de surimi, sendo esse efeito proporcional à viscosidade (r = 0,81, p<0,05) dos amidos, estudados por amilograma Brabender; por outro lado, tanto os amidos como a carragena apresentaram uma diminuição da viscoelasticidade (p < 0,05) do gel de surimi.

Fillet frames from industrial processing of tilapias (Oreochomis sp.) was utilized to obtained minced meat for surimi. Starch from differents sources ( waxy maize starch, modified waxy maize starch and tapioca) and the polysaccharide carrageenan was utilized like additives, and then studied their effects on surimi gel behaviour. Tilapia surimi showed a yield of 25% (weight/weight). The instrumental analysis of texture showed a strong effect of starch in relation to penetration force in surimi gel, these effect was proportional to starches viscosity (r = 0,81, p<0,05), studied by Brabender amylograph, by other hand, both starch and carrageenan showed a decresed in viscoelasticity of surimi gel (p<0,005).