Efecto de la adición de ingredientes funcionales en el comportamiento reológico y la textura de puré de patata (Cv. Kennebec) fresco y congelado

El interés creciente en encontrar alimentos precocinados congelados que se asemejen a productos naturales, capaces de superar un procesado con el menor daño, ha generado un aumento en el estudio de nuevos productos en este campo de la investigación. Las características de cada matriz alimentaria, la composición y estructura de los ingredientes, así como el efecto de las interacciones entre ellos, modifica la textura, estructura y las propiedades físicas y sensoriales del alimento, así como su aceptación por el consumidor. En este contexto, la investigación realizada en esta tesis doctoral se ha llevado a cabo en puré de patata considerado como una matriz alimentaria semisólida y se ha centrado en analizar los efectos de la concentración y modificación de la composición en las propiedades reológicas y de textura, en las propiedades físico-químicas y estructurales, así como en los atributos sensoriales de los purés de patata cuando a estos se le añaden diferentes ingredientes funcionales como fibra de guisante, inulina, aceite de oliva, aislado de proteína de soja, ácidos grasos omega 3 y/o sus mezclas. Para ello, se han realizado cuatro estudios donde se determinan las propiedades reológicas mediante ensayos dinámicos oscilatorios y en estado estacionario, los parámetros instrumentales de textura mediante ensayos de extrusión inversa y de penetración cónica, además de los cambios estructurales a través de cromatografía iónica con detector de pulsos amperométrico, cromatografía de gases con detector de ionización de llama y microscopía electrónica de barrido. Conjuntamente, se han evaluado los atributos sensoriales de los diferentes purés generando los descriptores que mejor definen la calidad sensorial del producto, utilizando un panel de jueces entrenados y valorándose la aceptación global de los nuevos productos mediante un panel de consumidores. En un primer estudio, el puré de patata natural congelado elaborado con crioprotectores se enriqueció con fibra dietética insoluble (fibra de guisante), fibra dietética soluble (inulina) y sus mezclas. La fibra de guisante influyó significativa y negativamente en la textura del puré de patata, percibiéndose en el producto un incremento de la dureza y de la arenosidad, mientras que la inulina produjo un ablandamiento del sistema. En un segundo estudio, el puré de patata natural fresco y congelado/descongelado elaborado con y sin crioprotectores, se enriqueció con fibra dietética soluble (inulina), aceite de oliva virgen extra y sus mezclas. La adición de estos dos ingredientes generó un ablandamiento de la matriz del sistema, produciéndose, sin embargo, un efecto sinérgico entre ambos ingredientes funcionales. La inulina tuvo un efecto más significativo en la viscosidad aparente del producto, mientras que el aceite de oliva virgen extra afectó más significativamente a la pseudoplasticidad, al índice de consistencia y a la viscosidad plástica del mismo. El proceso de congelación y descongelación utilizado favoreció la reducción del tamaño de las partículas de inulina haciéndolas imperceptibles al paladar, obteniéndose productos más cremosos y con mayor aceptabilidad global que sus homólogos frescos. En un tercer estudio, el puré de patata natural fresco y congelado/descongelado elaborado con crioprotectores se enriqueció con mezclas de fibra dietética soluble (inulina) y aislado de proteína de soja. Los resultados demostraron que el ciclo de congelación y descongelación realizado no afecta el grado de polimerización de la inulina. La estructura química de la inulina tampoco se vio afectada por la incorporación de la soja. El proceso de congelación/descongelación, así como la adición de concentraciones altas de inulina y bajas de aislado de proteína de soja, favorecen la disminución de la contribución de la componente viscosa en las propiedades viscoelásticas del puré de patata. La cremosidad fue el único atributo sensorial que presentó una correlación lineal significativa entre las puntuaciones otorgadas por panelistas entrenados y no entrenados. Por último, se elaboró un puré de patata natural fresco y congelado/descongelado optimizado con crioprotectores y enriquecido con la suma de ácido docosahexaenoico (DHA, C22:6 n-3) y ácido eicosapentaenoico (EPA, C20:5 n-3) y con ácido α-linolénico (ALA, C18:3 n-3) microencapsulados. El ciclo de congelación y descongelación no afectó al perfil de ácidos grasos del puré de patata. La adición de omega 3 procedente de aceites de lino y pescado microencapsulados mejora los indicadores nutricionales que definen la calidad de la grasa, obteniéndose un producto más saludable. ABSTRACT The growing interest in finding frozen precooked products that are like a natural product and capable of withstanding initial processing with minimum damage and remaining stable during preservation and reheating prior to consumption has generated an increase in studies of new products in this field of research. The characteristics of each food matrix, the composition and structure of the ingredients and the effect of interactions between them alter the texture, structure and physical and sensory properties of the food product and its acceptance by the consumer. In this context, the research conducted in this doctoral thesis was carried out on mashed potato, considered as a semi-solid food matrix, and focused on analysing the effects of concentration and modification of the composition of the mashed potato matrix on the rheological and textural properties, physicochemical and structural properties and sensory attributes of mashed potato when various functional ingredients are added to it, such as pea fibre, inulin, olive oil, soy protein isolate, omega 3 fatty acids and/or mixtures of these ingredients. Four studies were conducted for this purpose. Rheological properties were determined by oscillatory dynamic tests and stationary state tests, and instrumental texture parameters by backward extrusion and cone penetration tests. Structural changes were studied by ion chromatography with pulsed amperometric detector, gas chromatography with flame ionisation detector and scanning electron microscopy. The sensory attributes of the various mashed potato mixtures were evaluated by generating the descriptors that best defined the sensory quality of the products and using a panel of trained judges, and overall acceptance of the new products was evaluated by a panel of consumers. In the first study, frozen natural mashed potato incorporating cryoprotectants was enriched with insoluble dietary fibre (pea fibre), soluble dietary fibre (inulin) and mixtures of the two. Pea fibre had a significant negative influence on the texture of the mashed potato, producing an increase in hardness and granularity, whereas inulin produced a softening of the system. In the second study, fresh and frozen/thawed natural mashed potato prepared with and without cryoprotectants was enriched with soluble dietary fibre (inulin), extra virgin olive oil and mixtures of the two. The addition of these two ingredients generated softening of the matrix of the system, but a synergic effect between the two functional ingredients was produced. Inulin had a more significant effect on the apparent viscosity of the product, whereas extra virgin olive oil had a more significant effect on its pseudoplasticity, consistency index and plastic viscosity. The freezing and thawing process that was used contributed to a reduction in the size of the inulin particles, making them imperceptible to the palate and producing creamier products with greater overall acceptability than their fresh equivalents. In the third study, the fresh and frozen/thawed natural mashed potato incorporating cryoprotectants was enriched with mixtures of soluble dietary fibre (inulin) and soy protein isolate. The results showed that the freezing and thawing process that was performed did not affect the degree of polymerisation of the inulin. The chemical structure of the inulin was also not affected by the incorporation of soy. The freezing and thawing process and the addition of high concentrations of inulin and low concentrations of soy protein isolate favoured a decrease in the contribution of the viscous component to the viscoelastic properties of the mashed potato. Creaminess was the only sensory attribute that presented a significant linear correlation between the scores given by trained and untrained panellists. Lastly, fresh and frozen/thawed natural mashed potato optimised with cryoprotectants was prepared and enriched with the sum of docosahexaenoic acid (DHA, C22:6 n-3) and eicosapentaenoic acid (EPA, C20:5 n-3) and with α-linolenic acid (ALA, C18:3 n-3), microencapsulated. The freezing and thawing process did not affect the fatty acid profile of the mashed potato. The addition of omega 3 obtained from microencapsulated linseed and fish oils improved the nutritional indicators that define the quality of the fat, producing a healthier product.

Equivalence of the Peleg, Pilosof and Singh-Kulshrestha models for water absorption in food

The similarity between the Peleg, Pilosof –Boquet–Batholomai and Singh–Kulshrestha models was investigated using the hydration behaviours of whey protein concentrate, wheat starch and whey protein isolate at 30 °C in 100% relative humidity. The three models were shown to be mathematically the same within experimental variations, and they yielded parameters that are related. The models, in their linear and original forms, were suitable (r2 > 0.98) in describing the sorption behaviours of the samples, and are sensitive to the length of the sorption segment used in the computation. The whey proteins absorbed more moisture than the wheat starch, and the isolate exhibited a higher sorptive ability than the concentrate.

Macromolecular interactions during gelatinisation and retrogradation in starch-whey systems as studied by rapid visco-analyser

Gelatinisation and retrogradation of starch-whey mixtures were studied in water (pH 7) using the Rapid Visco-Analyser (RVA). The starch:whey ratios ranged from 0:100 - 100:0. Wheat starch, and whey protein concentrate (about 80% solids basis) and isolate (about 96% solids basis) were used. Mixtures with whey isolates were generally more viscous than those with whey concentrates, and this was attributed to fewer non-protein milk components in the former. Whey protein concentrates and isolates reduced the peak, trough and final viscosities of the mixtures, but the breakdown and setback ratios of the mixtures were increased. The gelatinisation temperature increased with whey substitutions indicating that whey protein delayed starch gelatinisation. The temperature of fastest viscosity development decreased as the amount of whey was increased. Whey protein isolate generally exercised a lesser effect than the concentrate. At between 40 - 50% whey substitutions, the dominant phase changed from starch to protein irrespective of the source of the whey protein. An additive law poorly defined selected RVA parameters. Both macromolecules interacted to define the viscosity of the mixture, and an exponential model predicted the viscosity better than the additive law. The results obtained in this study are discussed to assist the understanding of extrusion processing of starch-whey systems as models for whey-fortified snack and ready-to-eat foods. Copyright ©2006 The Berkeley Electronic Press. All rights reserved.

Prétraitement d'un isolat de protéines de lin par haute pression hydrostatique : impacts sur la structure protéique, l'hydrolyse enzymatique et les capacités antioxydantes des hydrolysats finaux

Les graines de lin sont des oléagineux largement cultivés au Canada. Cependant, les résidus générés suite au processus d’extraction de l’huile contiennent une importante quantité de protéines et peuvent être valorisées dans l’alimentation humaine en raison, principalement, de certaines fractions peptidiques possédant des propriétés bioactives. Dans le cadre de ce travail, l’influence des hautes pressions hydrostatiques (HPH) sur un isolat de protéines de lin a été étudiée concernant les modifications de la structure protéique, l’hydrolyse enzymatique ainsi que l’activité antioxydante des hydrolysats. Ainsi, des solutions protéiques de lin (1% m/v) ont été soumises à un traitement de HPH à 600 MPa pendant 5 et 20 minutes, à 20°C et comparés à des échantillons non-pressurisés. Deux traitements subséquents d’hydrolyse ont été effectués suite au traitement ou non de pressurisation : une première hydrolyse trypsique suivie d’une deuxième par la pronase. Dans un premier temps, la caractérisation de l’isolat protéique de lin pressurisé et non pressurisé a été réalisée par spectrofluorimétrie et par une analyse de la taille des particules afin d’étudier l’effet de la pressurisation sur les HPH la matrice protéique végétale. Par la suite, les hydrolysats protéiques ont été caractérisés par HPLC-MS et leur capacité antioxydante a été déterminée par ORAC. Les résultats ont démontré que le niveau de pressurisation et la durée du traitement ont un impact sur la structure protéique en induisant la dissociation des protéines, et la formation d’agrégats. Ceux-ci seraient occasionnés par la décompression ou créés durant l’entreposage des isolats. Suite à l’hydrolyse enzymatique des solutions protéiques pressurisées ou non par la trypsine seule et par la trypsine-pronase, les analyses chromatographiques ont révélé que la concentration de certains peptides a été modifiée lorsque la trypsine seule était utilisée après un traitement à HPH. Enfin, les HPH ont amélioré la capacité antioxydante des hydrolysats obtenus lors de l’hydrolyse trypsine-pronase comparativement au contrôle non-pressurisé.

Avaliação da atividade antimicrobiana de filmes protéicos a base de anchoita (engraulis anchoita) incorporados com ácidos orgânicos.

Os filmes são produzidos a partir de macromoléculas, que podem ser utilizados como embalagem, como os polissacarídeos, lipídeos e proteínas. As proteínas se destacam dos demais, pois possuem uma estrutura com 20 monômeros diferentes, que confere um amplo potencial de ligações intermoleculares. A incorporação de agentes ativos em filmes é uma alternativa como embalagem, para inibir ou retardar a multiplicação de microrganismos patógenos e deteriorantes em alimentos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antimicrobiana de filmes à base de isolado protéico de anchoita (Engraulis anchoita) – IPA adicionados de ácidos orgânicos. Para tanto, foi elaborado o IPA, pela solubilização alcalina da proteína e precipitação no ponto isoelétrico a partir de carne mecanicamente separada. O IPA foi avaliado quanto a sua composição proximal, aminoacídica e por DSC. A solução formadora dos filmes foi elaborada a partir de IPA, água, glicerol e hidróxido de sódio. As formulações dos filmes foram elaboradas segundo um planejamento fatorial 23 . Foram avaliadas as propriedades físico-químicas de resistência a tração (RT) e elongação (E); espessura, solubilidade e permeabilidade ao vapor de água (PVA); a diferença de cor (∆E*) e opacidade (Y) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) de filmes à base de IPA. Os filmes com diferentes concentrações de ácido sórbico (AS) ou ácido benzóico (AB) foram desenvolvidos a partir da condição cujo as propriedades físico-químicas foram as melhores, sendo comparados aos filmes controles. Estes, foram avaliados quanto a sua atividade antimicrobiana frente aos microrganismos Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus e Salmonella Enteritidis pelo método de difusão em disco, além das propriedades físico-químicas, MEV e FT-IV. Os filmes com maior atividade antimicrobiana e os filmes controle foram aplicados sobre carne bovina, inoculados com os microrganismos inibidos no método de difusão em disco e armazenados a 5°C. Estes, foram avaliados a cada 2 dias durante 12 dias de armazenamento, pela método de contagem em gotas. O IPA apresentou 88,8% de proteína e 53,3% de aminoácidos polares e temperatura de desnaturação de 62,2°C. A espessura, PVA, ∆E* e Y dos filmes não foram afetados pelas variáveis estudadas no experimento. A menor solubilidade e maior RT dos filmes ocorreram em baixa concentração de IPA, glicerol e tratamento térmico, mas a E aumentou com o acréscimo dessas variáveis. As MEV das superfícies dos filmes foram homogêneas, para aqueles com leve tratamento térmico. O aumento da concentração de AS e AB na faixa de 0,50 a 1,50% resultou na diminuição da RT e aumento da E, solubilidade, ∆E* e Y. Houve mudança da organização molecular e interações intermoleculares entre as moléculas de IPA e AB testados pela avaliação do FT-IV. As MEV revelaram microporos em filmes com 1,50% de AS, o que resultou em filmes com menor homogeneidade. A maior atividade antimicrobiana foi verificada nos filmes com 1,50% de AS e AB frente a E. coli O157:H7, L. monocytogenes e S. Enteritidis. Estes filmes foram aplicados sobre carne bovina inoculada com E. coli O157:H7 e L. monocytogenes. Os filmes de AS frente a E. coli O157:H7 e L. monocytogenes apresentaram uma redução de 5 e 4 log UFC.g-1, respectivamente, em relação ao filme controle. O efeito do AB frente a estas bactérias, apresentou uma redução de 6 e 5 log UFC.g-1, ao final do 12° dia de armazenamento, respectivamente. Os filmes elaborados à base de IPA, adicionados de AS ou AB podem ser eficazes contra os patógenos alimentares testados.

Desenvolvimento e caracterização de filmes a base de isolado protéico de resíduos de corvina (micropogonias furnieri) e óleo de palma

Nas últimas duas décadas, o descarte e o acúmulo de embalagens não biodegradáveis têm agravado os problemas ambientais. Uma das soluções encontradas, particularmente na área de embalagens de alimentos, é o desenvolvimento de filmes a partir de polímeros que possam substituir os materiais sintéticos. Fontes alternativas de proteína, como os resíduos de pescados, tornam-se importante, pois estes representam de 60 a 70% da matéria-prima e são descartados pelas indústrias de filetagem contribuindo com os danos ao meio ambiente. As propriedades funcionais dos filmes biodegradáveis são resultantes das características das macromoléculas utilizadas, das interações entre os constituintes envolvidos na formulação (macromolécula, solvente, plastificante e outros aditivos), dos parâmetros de fabricação (temperatura, tipo de solvente, pH, entre outras), do processo de dispersão da solução filmogênica (pulverização, espalhamento, etc.) e das condições de secagem. Um problema limitante no uso de filmes biodegradáveis a base de proteínas de pescado é a sua susceptibilidade à umidade, devido à hidrofilicidade dos aminoácidos das moléculas de proteína. O objetivo geral do trabalho foi desenvolver e caracterizar filmes a base de isolado proteico de resídeos de corvina (IPC) e óleo de palma (OP). O desenvolvimento dos filmes foi estudado em duas etapas. Neste estudo utilizou-se resíduos de corvina (Micropogonias furnieri) para a obtenção do isolado protéico, glicerol como plastificante e óleo de palma para conferir hidrofobicidade ao filme. Na primeira etapa, o objetivo foi investigar o efeito das concentrações de IPC, de glicerol e do pH sobre as propriedades dos filmes de proteína de resíduos de corvina (Micropogonias furnieri). Os filmes foram avaliados quanto aos parâmetros de cor, opacidade, propriedades mecânicas, espessura, solubilidade em água, permeabilidade de vapor de água (PVA) e propriedades morfológicas. Como resultado foi observado que a opacidade e a luminosidade dos filmes não foram afetados pelas variáveis do processo. Os filmes de IPC ficaram amarelados e opacos. Apresentaramse mais claros quando elaborados com baixas concentrações de IPC e altas concentrações de glicerol nas soluções filmogênicas. A menor solubilidade em água ocorreu nos filmes com pH baixo e menores concentrações de glicerol. Com relação as propriedades mecânicas, os filmes apresentaram alta elongação e sua resistência à tração aumentou quando utilizadas maiores concentrações de IPC, menores concentrações de glicerol e pHs mais baixos.Os filmes apresentaram superficies ásperas e irregulares. Na segunda etapa foram elaborados filmes biodegradáveis de IPC contendo diferentes concentrações de óleo de palma (OP) (10 e 20 g de OP /100g de IPC) e suas propriedades de barreira, mecânicas, físico-químicas, térmicas e morfológicas foram estudadas. A adição de OP aumentou as espessuras dos filmes com 2 e 4% de IPC, no entanto a solubilidade não foi afetada pela adição do OP. Os filmes com 3 e 4% de IPC ficaram menos permeáveis a água quando incorporado 20% de OP nos mesmos. A opacidade dos filmes aumentou com a adição do OP. A incorporação do OP nos filmes resultou em uma diminuição da resistência à tração e no aumento da elongação dos filmes. Nos filmes com 2% de IPC o aumento na elongação foi significativo apenas quando adicionado 20% de OP. O aparecimento de apenas uma temperatura de fusão nos filmes sugeriu uma homogeneidade dos mesmos. A decomposição térmica dos filmes iniciou em torno de 120 -173ºC. Os filmes apresentaram uma superfície descontínua.

Isolado protéico de farelo de arroz: obtenção, propriedades funcionais e aplicação

O arroz é o segundo cereal mais produzido no mundo e para que ele seja consumido é necessário o processo de beneficiamento, onde é retirada a casca, e com o polimento, o farelo. O farelo, após a retirada do óleo, é utilizado para alimentação animal, mas como corresponde a 8% do grão, são necessárias novas alternativas para o uso do mesmo, uma vez que contém em torno de 17% de proteína. As proteínas do farelo de arroz são consideradas de alta qualidade, hipoalergênicas e anticancerígenas. Devido ao excesso de fibras presentes no farelo, este não é utilizado diretamente na alimentação humana, podendo ser usado como fonte para a obtenção de extratos, concentrados ou isolados. A obtenção do isolado protéico pode ser por via química, que consiste na extração alcalina ou ácida, seguida de precipitação no ponto isoelétrico ou via enzimática, com o uso de enzimas amilolíticas, hemicelulases e carboidrases para a separação das proteínas. O objetivo deste estudo foi obter um isolado protéico a partir de farelo de arroz visando a inclusão deste em produto de panificação. Foi obtido isolado protéico pelo método químico que foi analisado pelo rendimento protéico, pelas propriedades funcionais, perfil aminoacídico, eletroforese e características térmicas. O isolado foi adicionado em bolos em diferentes concentrações sendo avaliado pelas características tecnológicas e sensoriais. O isolado protéico do farelo de arroz (IPFA) que apresentou maior rendimento protéico foi o obtido pelo método químico, com o farelo de granulometria de 42 mesh e desengordurado. Em relação às propriedades funcionais, foi verificado que o IPFA possui maior solubilidade e capacidade de retenção de água em pH 11, alta capacidade emulsificante e alta capacidade de formação de espuma. No aminograma, constatou-se que os aminoácidos encontrados no IPFA atendem as necessidades de bebês e crianças. No perfil eletroforético, o IPFA apresentou 3 grupos de proteínas. Na análise térmica com DSC, o IPFA apresentou alta temperatura de desnaturação e baixo valor de entalpia. Na elaboração dos bolos, à medida que foi adicionado o IPFA, aumentou o teor protéico, o pH e o volume específico e diminuiu o colapso, a luminosidade e a firmeza dos bolos. Na análise sensorial, os bolos com IPFA não apresentaram diferenças estatísticas do bolo controle (sem IPFA). Estes resultados indicam a potencialidade do IPFA em produtos de panificação.

Desenvolvimento de filmes nanocompósitos de isolado protéico de corvina (micropogonias furnieri) e argila organofílica

O desenvolvimento de filmes e coberturas é um processo de transformação que utiliza polímeros capazes de formar uma matriz contínua. As proteínas de pescado apresentam propriedades que são vantajosas no preparo de biofilmes, como habilidade para formar redes, plasticidade e elasticidade, apresentando boa barreira ao oxigênio, mas sua barreira ao vapor de água é baixa devido à sua natureza hidrofílica. Estas propriedades podem ser melhoradas aplicando nanotecnologia, incluindo materiais como as nanoargilas. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver filmes nanocompósitos a partir de biopolímeros protéicos provenientes de isolados protéicos de corvina (Micropogonias furnieri) e argilas organofílicas. O isolado protéico de corvina (IPC) foi obtido utilizando processo de variação de pH para solubilizar e isolar proteína. Os filmes poliméricos foram desenvolvidos pela técnica de “casting”. Para o desenvolvimento de filmes nanocompósitos de isolado protéico de corvina (IPC) e montmorilonita foi executado um planejamento experimental de 3 níveis e 3 fatores com 3 réplicas no ponto central. Os resultados foram submetidos à metodologia de superfície de resposta (MSR) para estudar os efeitos simultâneos das variáveis independentes, concentração de IPC (IPC = 2; 3,5 e 5 g/100 g de solução filmogênica); concentração de montmorilonita (MMT = 0,3; 0,5 e 0,7 g/100 g de solução filmogênica); e plastificante glicerol (G = 25, 30 e 35 g/100 g de IPC em base seca) sobre as respostas resistência à tração (MPa), elongação (%), força na ruptura (N), permeabilidade ao vapor de água (g mm m-2 d -1 KPa-1 ) e solubilidade (%). O isolado protéico obtido de carne mecanicamente separada de corvina apresentou 97,87% de proteína (em base seca), boa capacidade de retenção de água e solubilidade. Os valores de resistência à tração variaram entre 7,2 e 10,7 MPa e os valores de elongação de 39,6 a 45,8%. Os valores encontrados para PVA no presente trabalho encontram-se entre 3,2 e 5,5 g mm m-2 d -1 KPa-1 . Os filmes nanocompósitos produzidos a partir de IPC e MMT foram promissores, do ponto de vista das propriedades mecânicas, aparência visual e fácil manuseio, bem como baixa permeabilidade ao vapor de água e a baixa solubilidade. Com relação às propriedades mecânicas, a concentração de IPC e MMT foi o principal fator que influenciou no desenvolvimento dos filmes nanocompósitos. O planejamento experimental utilizado determinou que 3,5 g de IPC; 0,5 g de MMT e 30 (g/100g de IPC) de glicerol seriam os parâmetros ideais para desenvolvimento de filmes nanocompósitos utilizando a técnica de “casting”. As coberturas de isolado protéico de corvina (IPC) e as coberturas de IPC e MMT foram aplicadas em mamão minimamente processado para avaliar sua vida- útil. O revestimento com cobertura de isolado protéico de corvina e montmorilonita aplicado em mamão minimamente processado apresentou menor perda de massa 5,26%, menor crescimento microbiano e menor diminuição de firmeza, luminosidade e pH conseqüentemente apresentou os melhores resultados na cobertura de mamão minimamente processado, quando comparados com a amostra controle sem cobertura.

Survival and fermentation activity of probiotic bacteria and oxidative stability of omega-3 oil in co-microcapsules during storage

Tuna oil (O) and probiotic bacteria Lactobacillus casei (P) were co-microencapsulated in whey protein isolate (WPI)-gum Arabic (GA) complex coacervate. The co-microcapsules (WPI-P-O-GA), L. casei microcapsules (WPI-P-GA) and tuna oil microcapsules (WPI-O-GA) were converted into powder using spray and freeze drying. The interaction between probiotic bacteria and omega-3 oil in co-microcapsules, particularly in terms of oxidative stability of omega-3 oil and vitality/viability of probiotic bacteria and any synergistic outcome, was studied. The effect of storage temperature (5 and 25 °C) and time (90 days) on the survival and fermentation activity of L. casei and oxidative stability of tuna oil in the microcapsules/co-microcapsules was determined. A synergism between oxidative stability of omega-3 oil and vitality of probiotic bacteria was observed, when they were co-microencapsulated and spray dried. These co-microcapsules will likely have utility in functional food formulations due to simple and cost effective stabilisation and delivery of two important functional ingredients.

Survival, oxidative stability, and surface characteristics of spray dried co-microcapsules containing omega-3 fatty acids and probiotic bacteria

The objective of the study was to determine optimum inlet and outlet air temperatures of spray process for producing co-microcapsules containing omega-3 rich tuna oil and probiotic bacteria L. casei. These co-microcapsules were produced using whey protein isolate and gum Arabic complex coacervates as shell materials. Improved bacterial viability and oxidative stability of omega-3 oil were used as two main criteria of this study. Three sets of inlet (130°C, 150°C, and 170°C) and outlet (55°C, 65°C, and 75°C) air temperatures were used in nine combinations to produce powdered co-microcapsule. The viability of L. casei, oxidative stability of omega-3 oil, surface oil, oil microencapsulation efficiency, moisture content, surface elemental composition and morphology of the powdered samples were measured. There is no statistical difference in oxidative stability at two lower inlet air temperatures (130°C and 150°C). However, there was a significant decrease in oxidative stability when higher inlet temperature (170°C) was used. The viability of L. casei decreased with the increase in the inlet and outlet air temperatures. There was no difference in the surface elemental compositions and surface morphology of powdered co-microcapsules produced under these nine inlet/outlet temperature combinations. Of the range of conditions tested the co-microcapsules produced at inlet-outlet temperature 130–65°C showed the highest bacterial viability and oxidative stability of omega-3 and having the moisture content of 4.93 ± 0.05% (w/w). This research shows that powdered co-microcapsules of probiotic bacteria and omega-3 fatty acids with high survival of the former and high stability against oxidation can be produced through spray drying.

Nucleotide sequence of coat protein gene for GPV isolate of barley yellow dwarf virus and construction of expression plasmid for plant

GPV is a Chinese serotype isolate of barley yellow dwarf virus (BYDV) that has no reaction with antiserum of MAV, PAV, SGV, RPV and RMV The sequence of the coat protein (CP) of GPV isolate of BYDV was identified and its amino acid sequence was deduced. The coding region for the putative GPV CP is 603 bases nucleotides and encodes a Mr 22 218 (22 ku) protein. The same as MAV, PAV and RPV, GPV contained a second ORF within the coat protein coding region. This protein of 17 024 Mr (17 ku) is thought to correspond to the Virion protein genome linked (Vpg). Sequence comparisons of the CP coding region between the GPV isolate of BYDV and other isolates of BYDV have been done. The nucleotide and amino acid sequence homology of GPV has a greater identity to the sequence of RPV than those of PAV and MAV. The GPV CP sequence stored 83.7% of nucleotide similarity and 77.5% of deduced amino acid similarity, whereas that of the PAV and MAV shared 56.9%, 53.2% and 44.1%, 43.8% respectively. According to BYDV-GPV CP sequence, two primers were designed. The cDNA of CP was produced by RT-PCR. Full-length cDNA of CP was inserted into plasmid to construct expression plasmids named pPPI1, pPPI2 and pPPI5 based on different promoters. The recombinant plasmids were identified by using α-32P-dATP labelled CP probe, α-32P-ATP labelled GPV RNA probe and sequencing to confirm real GPV CP gene cDNA in plasmids.

Enhanced expression of antifreeze protein genes drives the development of freeze tolerance in an Antarctica isolate of Chlorella vulgaris

In adaptation to new environments, organisms may accumulate mutations within encoding sequences to modify protein characteristics or acquire mutations within regulatory sequences to alter gene expression levels. With the development of antifreeze capability as the example, this study presents the evidence that change in gene expression level is probably the most important mechanism for adaptive evolution in a green alga Chlorella vulgaris. C. vulgaris NJ-7, an isolate from Antarctica, possesses an 18S rRNA sequence identical to that of a temperate isolate, SAG211-11b/UTEX259, but shows much higher freeze tolerance than the later isolate. The chromosomal DNA/cDNA of four antifreeze genes, namely hiC6, hiC12, rpl10a and hsp70, from the two isolates of C. vulgaris were cloned and sequenced, and very few variations of deduced amino acid sequences were found. In contrast, the transcription of hiC6, hiC12 and rpl10a was greatly intensified in NJ-7 compared to that in UTEX259, which is correlated to the significantly enhanced freeze tolerance of the Antarctica isolate. (C) 2009 National Natural Science Foundation of China and Chinese Academy of Sciences. Published by Elsevier Limited and Science in China Press. All rights reserved.

Protein complementation assay as a display system for screening protein libraries in the intracellular environment

A wide range of screening strategies have been employed to isolate antibodies and other proteins with specific attributes, including binding affinity, specificity, stability and improved expression. However, there remains no high-throughput system to screen for target-binding proteins in a mammalian, intracellular environment. Such a system would allow binding reagents to be isolated against intracellular clinical targets such as cell signalling proteins associated with tumour formation (p53, ras, cyclin E), proteins associated with neurodegenerative disorders (huntingtin, betaamyloid precursor protein), and various proteins crucial to viral replication (e.g. HIV-1 proteins such as Tat, Rev and Vif-1), which are difficult to screen by phage, ribosome or cell-surface display. This study used the β-lactamase protein complementation assay (PCA) as the display and selection component of a system for screening a protein library in the cytoplasm of HEK 293T cells. The colicin E7 (ColE7) and Immunity protein 7 (Imm7) *Escherichia coli* proteins were used as model interaction partners for developing the system. These proteins drove effective β-lactamase complementation, resulting in a signal-to-noise ratio (9:1 – 13:1) comparable to that of other β-lactamase PCAs described in the literature. The model Imm7-ColE7 interaction was then used to validate protocols for library screening. Single positive cells that harboured the Imm7 and ColE7 binding partners were identified and isolated using flow cytometric cell sorting in combination with the fluorescent β-lactamase substrate, CCF2/AM. A single-cell PCR was then used to amplify the Imm7 coding sequence directly from each sorted cell. With the screening system validated, it was then used to screen a protein library based the Imm7 scaffold against a proof-of-principle target. The wild-type Imm7 sequence, as well as mutants with wild-type residues in the ColE7- binding loop were enriched from the library after a single round of selection, which is consistent with other eukaryotic screening systems such as yeast and mammalian cell-surface display. In summary, this thesis describes a new technology for screening protein libraries in a mammalian, intracellular environment. This system has the potential to complement existing screening technologies by allowing access to intracellular proteins and expanding the range of targets available to the pharmaceutical industry.

Comparison of the coat protein, movement protein and RNA polymerase gene sequences of Australian, Chinese, and American isolates of barley yellow dwarf virus transmitted by Rhopalosiphum padi

Barley yellow dwarf luteovirus-GPV (BYDV-GPV) is a common problem in Chinese wheat crops but is unrecorded elsewhere. A defining characteristic of GPV is its capacity to be transmitted efficiently by both Schizaphis graminum and Rhopaloshiphum padi. This dual aphid species transmission contrasts with those of BYDV-RPV and BYDV-SGV, globally distributed viruses, which are efficiently transmitted only by Rhopaloshiphum padi and Schizaphis graminum respectively. The viral RNA sequences encoding the coat protein (22K) gene, the movement protein (17K) gene, the region surrounding the conserved GDD motif of the polymerase gene and the intergenic sequences between these genes were determined for GPV and an Australian isolate of BYDV-RPV (RPVa). In all three genes, the sequences of GPV and RPVa were more similar to those of an American isolate of BYDV-RPV (RPVu) than to any other luteovirus for which there is data available. RPVa and RPVu were very similar, especially their coat proteins which had 97% identity at the amino acid level. The coat protein of GPV had 76% and 78% amino acid identity with RPVa and RPVu respectively. The data suggest that RPVu and RPVa are correctly named as strains of the same serotype and that GPV is sufficiently different from either RPV strain to be considered a distinct BYDV type. The coat protein and movement protein genes of GPV are very dissimilar to SGV. The polymerase sequences of RPVu, RPVa and GPV show close affinities with those of the sobemo-like luteoviruses and little similarity with those of the carmo-like luteoviruses. The sequences of the coat proteins, movement proteins and the polymerase segments of BYDV serotypes, other than RPV and GPV, form a cluster that is separate from their counterpart sequences from dicot-infecting luteoviruses. The RPV and GPV isolates consistently fall within a dicot-infecting cluster. This suggests that RPV and GPV evolved from within this group of viruses. Since these other viruses all infect dicots it seems likely that their common ancestor infected a dicot and that RPV and GPV evolved from a virus that switched hosts from a dicot to a monocot.

Rice ragged stunt oryzavirus genome segment S4 could encode an RNA dependent RNA polymerase and a second protein of unknown function

The complete nucleotide sequence of genome segment S4 of rice ragged stunt oryzavirus (RRSV, Thai-isolate) was determined. The 3823 bp sequence contains two large open reading frames (ORFs). ORF1, spanning nucleotides 12 to 3776, is capable of encoding a protein of M(r) 141,380 (P4a). The P4a amino acid sequence predicted from the nucleotide sequence contains sequence motifs conserved in RNA-dependent RNA polymerases (RDRPs). When compared for evolutionary relationships with RDRPs of other reoviruses using the amino acid sequences around the conserved GDD motif, P4a was shown to be more related to Nilaparvata lugens reovirus and reovirus serotype 3 than to rice dwarf phytoreovirus, bovine rotavirus or bluetongue virus. The ORF2, spanning nucleotides 491 to 1468, is out of frame with ORF1 and is capable of encoding a protein of 36, 920 (P4b). Coupled in vitro transcription-translation from cloned ORF2 in wheat germ extract confirmed the existence of ORF2 but in vivo production and possible function of P4b is yet to be determined.