Enhancing bioactive fatty acids of the meat from lambs reared in intensive systems through nutritional modulation

Tese de Doutoramento em Ciências Veterinárias, especialidade de Produção Animal

Polpa de guavira (Campomanesia cambessedeana Berg) desidratada em spray dryer: efeitos das condições de processo e composição da alimentação nas propriedades físico químicas e atividade antioxidante

O objetivo desse trabalho foi obter polpa de guavira desidratada por atomização, utilizando maltodextrina ou goma arábica como agentes carreadores. Inicialmente, avaliou-se a influência das condições de processo, temperatura do ar de secagem (130, 155 e 180) °C e vazão volumétrica da mistura (20 e 40) mL/min, o tipo e concentração de agente carreador (10 e 20) % nas características físicas, físico-químicas e atividade antioxidante do produto obtido. As propriedades analisadas foram umidade, atividade de água, higroscopicidade, solubilidade, cor, distribuição e tamanho médio de partículas, morfologia, compostos fenólicos totais e atividade antioxidante. A temperatura do ar de secagem e a vazão volumétrica de alimentação influenciaram significativamente todas as propriedades da guavira em pó. A umidade e atividade de água apresentaram os menores valores na temperatura intermediária, independentemente do tipo e concentração do carreador usado. A solubilidade das amostras adicionadas de maltodextrina foram superiores às amostras com goma arábica. O aumento da concentração de agente carreador, em geral, proporcionou um aumento no parâmetro L* e diminuição dos parâmetros a* e b*, tornando as amostras mais claras e reduzindo as tonalidades vermelha e amarela. A guavira em pó apresentou coloração próxima do amarelo e marrom, com grande variação nos parâmetros de cor C* e H* em função das diferentes condições de secagem. A distribuição do tamanho de partículas não teve um padrão definido e o tamanho médio das amostras com maltodextrina foram maiores do que as com goma arábica para a temperatura do ar a 130 °C. No entanto, para as outras temperaturas (155 e 180) °C não houve um comportamento específico do tamanho das partículas em função da vazão de alimentação, tipo e ou concentração de agente carreador. A análise de microscopia eletrônica de varredura permitiu observar que as partículas obtidas tanto com maltodextrina como goma arábica apresentaram formato esférico, superfície rugosa e com adesão de partículas menores nas de maior tamanho, sendo que a superfície das partículas com goma arábica também apresentaram concavidades. A atividade antioxidante foi superior quando utilizada a temperatura de secagem intermediária. A partir das condições selecionadas na primeira etapa (temperatura do ar de 155 °C, vazão volumétrica da mistura de 40 mL/min e 10% de maltodextrina ou goma arábica) a polpa de guavira em pó foi caracterizada quanto a temperatura de transição vítrea, as isotermas de adsorção e a estabilidade à estocagem do ácido ascórbico, compostos fenólicos totais e da atividade antioxidante da polpa de guavira em pó produzida por spray drying ao longo de 120 dias. As temperaturas de transição vítrea foram de (25,2 ± 2,7 °C e 31,4 ± 0,4) °C para os pós produzidos com goma arábica e maltodextrina, respectivamente. O modelo de BET apresentou ajuste muito bom (R2>0,99) para descrever o comportamento de sorção de água das amostras nas temperaturas de (20, 30 e 40) °C. A polpa de guavira em pó produzida com goma arábica apresentou maior adsorção de água do que as amostras obtidas com maltodextrina. No estudo da estabilidade, as amostras foram acondicionadas em embalagem de polietileno laminado e armazenadas a 25 °C e umidade relativa de 75%. A embalagem de polietileno laminado foi eficiente na manutenção do teor de ácido ascórbico e atividade antioxidante da guavira em pó por um período de 120 dias, independente do carreador adicionado. O teor de compostos fenólicos para a guavira em pó com goma arábica apresentou uma redução nos primeiros 22 dias, contudo a amostra com maltodextrina manteve-se estável durante 120 dias de armazenamento.

Polpa de jambolão (Eugenia jambolana Lam.) fresca e desidratada: características físico-químicas, bioativas e funcionais, efeitos biológicos em Caenorhabditis elegans e uso para produção de frozen yogurt caprino probiótico

This work evaluated the fresh, spray dried (with 10 % of Arabic Gum) and freeze dried jambolan pulp (Eugenia jambolana Lam.) in regard to physicochemical (pH, moisture, water activity, average particle diameter, solubility and color), bioactive [total phenolic content (TPC), monomeric anthocyanin, pronathocyanidin (PA), total elagic acid (TEA), myricetin and cyanidin] and in vitro functionality (antioxidant, antienzymatic and antimicrobial activities]. In addition, the in vivo functionality of jambolan pulp was investigated using the Caenorhabditis elegans model for insulin signaling, longevity and induced neurodegeneration (Alzheimer’s disease and Parkinson’s disease related symptoms). The dried jambolan pulp presented TPC retention (50% to 75%), PA (90% to 98%), TEA (31% to 83%), myricetin (40% to 84%), cyanidin (72% to 84%) and antioxidant activity (15%). The fresh jambolan pulp, the freeze dried pulp and the spray dried jambolan pulp presented high enzymatic inhibitory activity against pancreatic lipase (4,4 to 5,8 mg/mL), alpha-glycosidase (10,3 to 13,8 mg/mL) and alpha-amylase (8,9 to 11,2 mg/mL). They also were active inhibitors against the pathogen S. aureus. The dried jambolan experimental samples were able to increase the expression of several genes linked to the insulin signaling pathways (SIR-2.1, PPTR-1, DAF-16, SOD-3, e CTL) and increased the lifespan in C. elegans (18,07 % - 24,34 %), besides decreasing the amyloid AB1-42 aggregation induced paralysis and MPP+ (1-methyl-4-phenylpyridinium) induced neurodegeneration. Based on that, the jambolan pulp and the spray dried jambolan pulp were further selected for the production of caprine frozen yogurt with the addition of Bifidobacterium animalis subsp. lactis BI-07. The final product were evaluated in regard to their physicochemical (pH, acidity, total solids, protein, total reducing sugars, fat, ashes, overrun, melting test), bioactive (TPC and monomeric anthocyanin, antioxidant activity, probiotic viability and sensory analysis (sensory acceptance). The results showed that samples with probiotic had lowest pH and higher acidity, TPC, anthocyanin and antioxidant activity. It was also observed low overrun (14.2% to 22.6%). vi Samples with probiotic had lower flavor scores. Overall, this research presents the jambolan as a highly functional bioactive-rich fruit with the potential to modulate important biological pathways, extend lifespan and retard the development of neurodegenerative diseases. Jambolan is an underexploited exotic fruit with a high colorant potential and this thesis shows for the first time in the literature important technological, biological and scientific data about this fruit that could be used towards the development of health-oriented food products.

Efeito da concentração de fibra e parâmetros operacionais de extrusão sobre as propriedades de pasta de misturas de fécula de mandioca e polpa cítrica

Para preencher as várias demandas para funcionalidades em produtos alimentícios, a fécula de mandioca misturada à polpa de laranja desidratada foi extrusada sob diferentes condições (0 a 20% de fibras na mistura); (14,6 a 21,4% de umidade) e (60,8 a 129 ºC) de temperatura de extrusão, objetivando o uso em produtos instantâneos ricos em fibras. A rotação da rosca foi mantida constante em 272 rpm, a abertura da matriz foi 3 mm, a taxa de compressão da rosca foi 3:1 e a taxa de alimentação foi de 150 g/minuto. Os produtos extrusados moídos foram analisados para as propriedades de pasta: viscosidade inicial, pico de viscosidade, quebra de viscosidade, viscosidade final e tendência à retrogradação no Rapid Visco Analyser (RVA), tendo em vista a importância destes parâmetros para este tipo de utilização. Os resultados obtidos mostraram que a porcentagem de fibras foi o parâmetro de maior influência nas propriedades de pasta, e que nas condições de baixo teor de fibras, elevada temperatura e baixa umidade pode ter ocorrido degradação acentuada do amido e solubilização das fibras, levando à redução dos parâmetros de viscosidade.

Efeito da concentração de fibra e parâmetros operacionais de extrusão sobre as propriedades de pasta de misturas de fécula de mandioca e polpa cítrica

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Influência de encapsulantes e do método de secagem nas propriedades físico-químicas e atributos de qualidade de polpa de maracujá (Passifora edulis f. flavicarpa)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Jambolão (Syzygium cumini) desidratado por liofilização e secagem em leito de jorro: avaliação do impacto do processo de secagem e caracterização do potencial funcional do produto final

Tropical fruits have been extensively studied due to their functional potential attributed to the presence of natural bioactive compounds. The exotic fruit jambolan (Syzygium cumini) has been reported for its appreciable amount of phenolic compounds, especially anthocyanins and antioxidant capacity. Nevertheless, there are hardly any derived jambolan products in the Brazilian market. In addition to that, considerable volumes of fruit are lost due to their high perishability. Dried fruits have become an important fruit market segment due to its weight and volume reduction and decreased transportation and storage costs. Thus, this study evaluated the jambolan pulp submitted to spouted bed drying (JLJ) and lyophilization (JLI), besides assessing the drying impact on the final product. In order to achieve this, the process performance was calculated and compared, as well the physicochemical and bioactive characteristics (moisture, water activity (aw), solubility, hygroscopicity, density, color, structure through images obtained by scanning electron microscopy (SEM), concentration of bioactive (total phenolic compounds (TPC), anthocyanins, proanthocyanidins and ascorbic acid) and antioxidant activity. The results showed drying efficiency higher than 60% for both products and that JLJ group showed higher moisture and water activity when compared to the JLI group (p<0.05). The two types of drying were able to produce stable final product in the microbiological point of view, given that both showed aw < 0.6. The final products exhibited high solubility (73.7 to 81.6%) and low hygroscopicity (9.8 to 11.6%), desirable characteristics for dehydrated foods. Despite the losses caused by drying, the dried jambolan pulp by both methods showed high TPC (468.6 to 534.0 mg GAE/100g dm), anthocyanins (from 491.9 to 673.4 mg. eq. cyanidin-3-glicoside/100g dm), proanthocyanidins (66.9 to 76.6 mg QTE/g dm) and ascorbic acid (156.4 to 186.8 mg/100 g dm). Taken together, the results of this study reveal spouted dried and freeze dried jambolan pulp as bioactive-rich natural products with suitable physicochemical and functional characteristics to be used as food ingredients. The data also demonstrate the drying techniques as rational strategies for the exploitation of the exotic fruit jambolan

Suco desidratado de caju (Anacardium occidentale L.) por atomização: caracterização físico-química, bioativa e estudo da vida de prateleira do produto

Despite the relatively organized cashew (Anacardium occidentale L.) productive chain and the number of cashew derivatives found in the market, it is estimated that over 90% of the cashew peduncle is wasted. A possible strategy for a better commercial exploitation of this agroindustrial commodity would be the production of spray dried cashew pulp. Thus, this paper approaches the yellow cashew pulp spray drying process and the final product evaluation. Based on that, the shelf life of the spray dried cashew pulp packed in different packaging was evaluated. Drying was conducted in two drying temperatures (140 °C to 150 °C) and two concentrations of Arabic gum (AG, 15% and 25%), which summed four experimental groups. The drying performance was evaluated as well as the physicochemical characteristics (moisture, water activity, total soluble solids, pH, density, solubility, particle diameter, hygroscopicity, degree of caking, color, scanning electronic microscopy and X-ray diffraction), composition (protein, ash, fat and sugars) and bioactive and functional value (total phenolic compounds, carotenoids, ascorbic acid and antioxidant activity) of the final products. Results showed spray drying efficiency higher than 65% for all experiments, mainly for the C4 group (150 °C and 25% AG) which reached efficiency of 93.4%. It was also observed high solubility (94.7% to 97.9%) and the groups with lower hygroscopicity (5.8% and 6.5%) were those with the highest proportion of drying coadjuvant. The particle diameters ranged between 14.7 μm and 30.2 μm and increased with the proportion of AG. When comparing the product before and after spray drying, the drying impact was evident. However, despite the observed losses, dried yellow cashew showed high phenolic concentration (from 235.9 to 380.4 mg GAE eq / 100 g DM), carotenoids between 0.22 and 0.49 mg/100 g DM and remarkable ascorbic acid levels (852.4 to 1346.2 mg/100 g DM), in addition to antioxidant activity ranging from 12.9 to 16.4 μmol TE/ g DM. The shelf life study revealed decreased phenolic content over time associated to a slight water activity increase. Overall, our results unveil the technological and bioactive potential of dried yellow cashew as a functional ingredient to be used in food formulations or as a ready-to-use product. The technological approach presented here can serve as an efficient strategy for a rational use of the cashew apple, avoiding its current underutilization

Produção de snacks extrusados à base de polvilho doce e fibra de laranja

Este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da umidade, temperatura de extrusão e rotação da rosca na produção de produtos extrusados expandidos com a utilização do polvilho doce e da polpa de laranja desidratada como matéria-prima. O processo seguiu delineamento central composto rotacional com três fatores, totalizando 15 tratamentos (oito pontos fatoriais, seis pontos axiais e um ponto central com seis repetições). Os produtos obtidos foram caracterizados quanto ao índice de expansão (IE), ao volume específico (VE), ao índice de solubilidade em água (ISA) e à cor (L*, a* e b*). Os resultados mostraram efeito das condições operacionais do processo sobre as características físicas dos produtos, e produtos claros com maior expansão e menor solubilidade em água foram obtidos nas condições mais elevadas de temperatura (80-90°C), condições intermediárias de umidade (16%) e rotação da rosca (218rpm).

Otimização via metodologia de superfície de respostas dos parâmetros tecnológicos para produção de fruta estruturada e desidratada a partir de polpa concentrada de mamão

O objetivo deste trabalho foi investigar os parâmetros tecnológicos relevantes no processo de estruturação de polpa concentrada de mamão (16ºBrix), utilizando um delineamento experimental associado a Metodologia de Superfície de Respostas. Os resultados do planejamento composto central utilizado mostraram que as variáveis pectina (x1) e alginato (x2) foram estatisticamente significativas para aumentar a firmeza de fruta estrutura de mamão. Foram realizados experimentos para confirmar as previsões do modelo matemático proposto para firmeza. As frutas estruturadas obtidas com os menores níveis de pectina (7g/kg) e alginato (7g/kg) apresentaram firmeza elevada, em torno de 3,2kg, cerca de 2,4 vezes maior que o valor previsto pelo modelo, provavelmente devido a variações no pH da polpa de mamão. Os resultados mostraram ser possível produzir fruta estruturada com teor elevado de polpa de mamão concentrada (672g/kg) e quantidade mínima de sacarose (364g/kg). O glicerol (x3) na concentração de 100g/kg suprimiu a atividade de água dos géis de polpa concentrada de mamão para 0,922. A secagem (60ºC/6h) sob vácuo (0,8kgf/kg) das frutas estruturadas minimizou o problema de adesividade superficial das frutas estruturadas e, concomitantemente, promoveu redução na atividade de água, para níveis de umidade intermediária, em torno de 0,860.

Estudo da vida-de-prateleira de fruta estruturada e desidratada obtida de polpa concentrada de mamão

A fruta estruturada contendo polpa concentrada de mamão (700 g/kg), sacarose (340 g/kg), alginato de sódio (7 g/kg), pectina de baixa metoxilação (7 g/kg) e glicerol (50 g/kg), cortada no formato cilindro sólido (vol. aprox. 2 cm³), desidratada (12% umidade), com cobertura de açúcar impalpável, foi utilizada no estudo de vida-de-prateleira. Foram realizadas análises físicas, químicas, sensoriais e microbiológicas no produto devidamente acondicionado em sacos de filme multilaminado, para acompanhar a evolução da perda de qualidade do produto armazenado a 0, 25 e 35 &deg;C, durante 120 dias. Os resultados mostraram que a firmeza objetiva e as avaliações subjetivas da textura e qualidade global, foram as que melhor identificaram a queda na qualidade da fruta estruturada durante a estocagem. Na condição acelerada (35 &deg;C), o produto foi considerado próprio para consumo até 56 dias de armazenamento, quando atingiu a nota 4,5 (não gostei/nem desgostei) da escala de qualidade global do teste sensorial. Os dados cinéticos, Ea = 19,89 kcal/mol e Q10 = 3, estabelecidos no teste acelerado, permitiram estimar o limite da vida útil em 168 dias para o produto armazenado a 25 &deg;C. Em condições normais de armazenamento, estimam-se 154 dias de vida útil com base na equação da qualidade global dos resultados sensoriais.

Extração de pectina de goiaba desidratada

Goiabas (Psidium guajava L.) cultivar Pedro Sato foram utilizadas para extração de pectina. Os frutos separados polpa e polpa com casca foram secos em estufa com circulação de ar. Amostras secas foram caracterizadas física e quimicamente. O planejamento composto central rotacional com quatro pontos axiais e três repetições no ponto central foi utilizado para determinar o rendimento de extração de pectina das farinhas de polpa e de polpa com casca de goiaba. A extração foi realizada em 4 g de farinha para 200 mL de solução de ácido cítrico em diferentes concentrações e em diferentes tempos de extração, a temperatura de 97 ºC. As pectinas obtidas nas melhores condições de extração foram caracterizadas. A extração de pectina com ácido cítrico e precipitação alcoólica forneceu rendimentos acima de 11% para a farinha de polpa e de polpa com casca de goiaba. As melhores condições de extração foram: concentração de ácido cítrico de 5 g.100 g-1 e tempo de extração de 60 minutos. As pectinas obtidas apresentaram-se de baixa esterificação e com teor de ácido galacturônico próximo ao padrão comercial (65%).

Validação e estimativa da incerteza de método para análise de licopeno e β-caroteno em polpa de tomate por cromatografia líquida de alta eficiência

A method to quantify lycopene and β-carotene in freeze dried tomato pulp by high performance liquid chromatography (HLPC) was validated according to the criteria of selectivity, sensitivity, precision and accuracy, and uncertainty estimation of measurement was determined with data obtained in the validation. The validated method presented is selective in terms of analysis, and it had a good precision and accuracy. Detection limit for lycopene and β-carotene was 4.2 and 0.23 mg 100 g-1, respectively. The estimation of expanded uncertainty (K = 2) for lycopene was 104 ± 21 mg 100 g-1 and for β-carotene was 6.4 ± 1.5 mg 100 g-1.

Ocorrência de fungos filamentosos termo-resistentes em polpa de tomate envasada assepticamente

This work aimed at determining the occurrence of heat resistant molds during the aseptic processing of tomato pulp (8° BRIX). During tomato harvest, 9 lots were sampled (3 at the beginning, 3 at the apex and 3 at the end of harvest) and other 5 lots were sampled between harvest. For each lot, the enumeration of heat resistant molds was carried out in samples collected during the aseptic process. The mean count of heat resistant molds was relatively low, ranging from <1 to 8CFU/100mL of sample. The higher counts were observed in the raw material and the pre-wash and transportation water. Fifty strains of heat resistant molds detected in the enumeration procedure were isolated, codified and stocked. One-month-old spores of each isolate were submitted to different heat shocks to select the most heat resistant mold. The most heat resistant isolated strain (survived 100° C/25 minutes) was identified as Neosartorya fischeri.

Fertilizantes comerciais e polpa de banana no cultivo in vitro de um híbrido de Phalaenopsis (Orchidaceae)

A propagação in vitro de orquídeas é bastante utilizada para a produção de mudas. A busca por meios de cultura alternativos para este fim vem sendo amplamente estudada devido à complexidade dos meios comumente utilizados, como o meio MS. Os híbridos de Phalaenopsis encontram-se dentre as orquídeas mais comercializadas no mundo devido à longevidade e à beleza peculiar de suas flores. Nesse trabalho, objetivou-se avaliar o efeito de formulações de fertilizantes comerciais e adição de polpa de banana 'Nanica' em meio de cultura no cultivo in vitro de um híbrido de Phalaenopsis (P. amabilis x P. equestris). Plântulas germinadas in vitro, em meio MS, foram subcultivadas em meios de cultura à base de fertilizantes comerciais e meio MS modificado com metade da concentração dos macronutrientes. Os meios de cultura foram avaliados com e sem a adição de polpa de banana 'Nanica' (100 g L-1) no estádio de maturação quatro. A base dos meios de cultura foi composta por sacarose (30 g L-1), carvão ativado (1 g L-1) e ágar (9 g L-1). Aos 180 dias foram avaliadas as seguintes variáveis: área foliar, número de folhas e raízes, comprimento de raízes e massas de matérias secas de folhas e raízes. Conclui-se que o tratamento composto por Biofert® acrescido de polpa de banana apresentou os melhores resultados para o desenvolvimento in vitro do híbrido, inclusive apresentando resultados estatisticamente superiores em relação ao meio MS sem banana.