efeito da alta pressão isostática, homogeneização por alta pressão e enzima transglutaminase na ...

215 Pages·2017·4.46 MB·Portuguese

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Faculdade de Engenharia de Alimentos

MIGUEL MEIRELLES DE OLIVIERA

EFEITO DA ALTA PRESSÃO ISOSTÁTICA, HOMOGENEIZAÇÃO POR
ALTA PRESSÃO E ENZIMA TRANSGLUTAMINASE NA PRODUÇÃO
DE IOGURTE E BEBIDA LÁCTEA

“EFFECTS OF HIGH ISOSTATIC PRESSURE, HIGH PRESSURE
HOMOGENIZATION AND TRANSGLUTAMINASE ENZYME IN THE
PRODUCTION OF YOGHURT AND DAIRY BEVERAGE”

CAMPINAS – S.P.
2017
MIGUEL MEIRELLES DE OLIVEIRA

EFEITO DA ALTA PRESSÃO ISOSTÁTICA, HOMOGENEIZAÇÃO POR
ALTA PRESSÃO E ENZIMA TRANSGLUTAMINASE NA PRODUÇÃO
DE IOGURTE E BEBIDA LÁCTEA

“EFFECTS OF HIGH ISOSTATIC PRESSURE, HIGH
PRESSURE HOMOGENIZATION AND TRANSGLUTAMINASE
ENZYME IN THE PRODUCTION OF YOGHURT AND DAIRY
BEVERAGE”

Tese apresentada ao Programa à
Faculdade de Engenharia de Alimentos da
Universidade Estadual de Campinas como
parte dos requisitos exigidos para a
obtenção do título de Doutor em Tecnologia
de Alimentos.
Thesis presented to the School of Food
Enginnering of the University of Campinas
in partial fulfillment of the requirements for
the degree of Doctor in Food Technology.
Orientador: Prof. Dr. Marcelo Cristianini

ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA
TESE DEFENDIDA PELO ALUNO MIGUEL MEIRELLES DE OLIVEIRA, E
ORIENTADA PELO PROF. DR. MARCELO CRISTIANINI.

CAMPINAS – S.P.
2017
Agência(s) de fomento e nº(s) de processo(s): CNPq, 140456/2013-9

Ficha catalográfica
Universidade Estadual de Campinas
Biblioteca da Faculdade de Engenharia de Alimentos
Claudia Aparecida Romano - CRB 8/5816

Oliveira, Miguel Meirelles de, 1989-
OL4e Efeito da alta pressão isostática, homogeneização por alta pressão e
enzima transglutaminase na produção de iogurte e bebida láctea / Miguel
Meirelles de Oliveira. – Campinas, SP : [s.n.], 2017.

Orientador: Marcelo Cristianini.
Tese (doutorado) – Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de
Engenharia de Alimentos.

1. Alta pressão dinâmica. 2. Alta pressão hidrostática. 3. Processos não
térmicos. 4. Textura. I. Cristianini, Marcelo. II. Universidade Estadual de
Campinas. Faculdade de Engenharia de Alimentos. III. Título.

Informações para Biblioteca Digital

Título em outro idioma: Effects of high isostatic pressure, high pressure homogenization
and transglutaminase enzyme in the production of yoghurt and dairy beverage
Palavras-chave em
inglês: Dynamic high
pressure High hydrostatic
pressure Non-thermal
process Texture
Área de concentração: Tecnologia de Alimentos
Titulação: Doutor em Tecnologia de Alimentos
Banca examinadora:
Marcelo Cristianini [Orientador]
Adriane Elisabete Antunes de Moraes
Ariene Gimenes Fernandes Van Dender
Hélia Harumi Sato
Leila Maria Spadoti
Data de defesa: 07-12-2017
Programa de Pós-Graduação: Tecnologia de Alimentos
Banca Examinadora

________________________________ ________________________________
a
Prof. Dr. Marcelo Cristianini Prof . Dra. Adriane Elisabete Antunes de
Orientador Moraes
Universidade Estadual de Campinas – FEA Membro Titular
Universidade Estadual de Campinas – FCA

________________________________ ________________________________
a
Dra. Ariene Gimenes Fernandes Van Prof . Dra. Hélia Harumi Sato
Dender Membro Titular
Membro Titular Universidade Estadual de Campinas – FEA
Instituto de Tecnologia de Alimentos – ITAL

________________________________
Dra. Leila Maria Spadoti
Membro Titular
Instituto de Tecnologia de Alimentos – ITAL

A Ata da defesa com as respectivas assinaturas dos membros encontra-se no
processo de vida acadêmica do aluno.
Aos meus pais,
Dedico.
AGRADECIMENTOS

O desenvolvimento deste trabalho foi possível devido ao apoio de pessoas que
contribuíram direta ou indiretamente, na vida profissional e pessoal. Com carinho,
agradeço a todos.

Ao professor Dr. Marcelo Cristianini pela orientação, dedicação, companheirismo,
amizade, confiança em meu trabalho e pelo apoio nas decisões profissionais e
pessoais.

A todos os membros da banca examinadora pelas valiosas contribuições.

Ao Departamento de Tecnologia de Alimentos pela oportunidade de realização do
projeto e ao CNPq pela bolsa concedida.

Ao secretário da SPG/FEA, Cosme Perota, pela disponibilidade e auxílios diversos.

Aos amigos do laboratório de Tecnologias Emergentes (“os high pressure”; Alline,
Ana Laura, Bruno, Bruna, Leandro, Luma e Thiago) pelos cafezinhos após o almoço,
auxílios profissionais e momentos de descontração.

Aos técnicos de laboratório, Juliana, Zé Roberto, Ana Koon e Ana Maria, pelos
auxílios nas realizações das análises, e excelente assessoria administrativa. À Leila
e Sandra pela disponibilidade e atenção, e aos demais assistentes de laboratório.

Aos amigos de república e também high pressure, Leandro e Bruno pelo apoio,
incentivo e cooperação.

À Diana pelo carinho, conselhos e principalmente por deixar meus dias mais leves e
felizes.

À Kazumi, Mária, Ludmilla, Karina e Sebastian, pela amizade e companheirismo
diário nas atividades profissionais e na vida.
Ao meu pai e minha mãe (in memorian) por ter sonhado este sonho comigo e
confiado em mim nesta longa estrada.

Ao IF-Rio Pomba e à UNICAMP, bem como aos seus professores e funcionários,
pelo conhecimento sólido e base segura para minha formação acadêmica,
profissional e pessoal.

Ao CEFET e seus funcionários pelo apoio e incentivo para realizar o doutorado.

A Deus, por permitir que tudo isso fosse possível.

Muito Obrigado.
Resumo Geral

Processo térmico (PT) é convencionalmente utilizado no processamento
do leite para aumentar a consistência do iogurte e da bebida láctea. Contudo,
algumas tecnologias emergentes podem ser utilizadas em substituição ao processo
convencional. Dentre elas a Alta Pressão Isostática (API), Homogeneização por Alta
Pressão (HAP) e, ainda o uso de enzimas como a Transglutaminase (TGase). Neste
contexto, o objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito destas tecnologias no
comportamento reológico de iogurte e bebida láctea. No Capítulo 2, avaliou-se a
produção de iogurte feito com leite contendo diferentes concentrações de gordura
(0,5%, 1,5% e 3,0%) e submetido ao PT (90°C por 5 min), API (200 MPa, 400 MPa,
600 MPa por 15 minutos e 600 MPa por 30 min) e HAP (50 MPa, 100 MPa, 150 MPa
e 150 MPa com duas passagens). Para o comportamento de viscoelasticidade o
processo de API (600 MPa por 15 min) foi capaz de igualar a consistência do iogurte
ao PT. Para o comportamento ao fluxo as amostras submetidas à HAP (150 MPa;
1,5% e 3,0% de gordura) foram capazes de superar a viscosidade aparente do
iogurte produzido por PT. Este capítulo apresenta um esquema ilustrativo (Figura
2.6) que explica os principais fenômenos envolvidos no comportamento reológico de
iogurte processado por API e HAP. Para o capítulo 3, selecionaram-se as melhores
condições de processo de API (600 MPa por 15 min), HAP (150 MPa) e PT (90°C
por 5 min) para avaliar o efeito de cada tecnologia na atuação de TGase para a
produção de iogurte elaborado com diferentes concentrações de gordura (0,5%,
1,5% e 3,0%). Os resultados mostraram que as alterações causadas na caseína
pelo processo de API favoreceram a atuação da TGase, por outro lado o processo
de HAP prejudicou a atuação da TGase, devido à fragmentação dos glóbulos de
gordura que podem ser adsorvidos na superfície das proteínas dificultando o acesso
de TGase aos resíduos de lisina e glutamina das proteínas. Desta forma, concluiu-se
que para o comportamento viscoelástico o processo de API com TGase conferiu
maior consistência ao iogurte, seguido do PT com TGase. Já para o comportamento
ao fluxo o PT com TGase apresentou maior viscosidade aparente, com incremento
de 103% quando comparado ao PT sem TGase, em seguida o iogurte com maior
viscosidade aparente foi a amostra processada por API com TGase. Para avaliação
da bebida láctea (Capítulo 4) realizou-se a adição de 15% e 30% de soro ao leite e
comparou-se com o iogurte. As formulações foram submetidas ao processo de API
(600 MPa/15 min), HAP (150 MPa) e PT (90°C por 5 min). Os resultados de
comportamento ao fluxo mostraram que a bebida láctea com 30% de soro
apresentou a mesma viscosidade aparente que o iogurte fabricado com leite
processado por PT, e os consumidores também não conseguiram perceber
diferença sensorial em relação à textura entre esses produtos. O capítulo 5
apresenta a caracterização sensorial dos iogurtes produzidos com leite processado
por alta pressão (API ou HAP) ou PT. Os resultados mostraram que os
consumidores conseguiram perceber as diferenças sensoriais entre os iogurtes
processados por PT e por tecnologias de alta pressão, sendo os atributos que
favorecem a aceitação: homogeneidade, aroma de iogurte, sabor de iogurte e doce.
Os atributos que desagradam foram grumosidade, amargor, adstringência,
pegajosidade e gorduroso.

Palavras-chave: Alta pressão dinâmica, Alta pressão hidrostática,
processo não térmico, textura.
Abstract
Thermal process (TP) is conventionally used to increase the consistency of
yoghurt and dairy beverage. However, some emerging technologies can be used
instead of the conventional process. Among them, High Isostatic Pressure (HIP),
High Pressure Homogenization (HPH) and transglutaminase enzyme (TGase). In
this context, the objective of the present study was to evaluate the effect of these
technologies on the rheological behavior of yoghurt and dairy beverage. In
Chapter 2, the evaluation of yoghurt was performed using milk with different fat
concentrations (0.5%, 1.5% and 3.0%) and submitted to TP (90°C for 5 min), HIP
(200 MPa, 400 MPa, 600 MPa for 15 min and 600 MPa for 30 min) and HPH (50
MPa, 100 MPa, 150 MPa and 150 MPa two pass). For the viscoelasticity behavior
the HIP process (600 MPa for 15 min) was able to equal the consistency of the
yoghurt processed by TP. On the other hand, for the flow behavior the HPH
process (150 MPa) was also able to overcome the apparent viscosity of the
yoghurt (1.5% and 3.0% fat) in relation to the TP. This chapter presents an
illustrative schema (Figure 2.6) that explains the main phenomena involved in the
rheological behavior of yoghurt processed by HIP and HPH. For Chapter 3, the
best HIP process conditions (600 MPa for 15 min), HPH (150 MPa) and TP (90 ° C
for 5 min) were selected to evaluate the effect of each technology in conjunction
with TGase to produce yoghurt with different fat concentrations (0.5%, 1.5% and
3.0%). The results showed that the alterations caused in the casein by the HIP
process favored the TGase activity. On the other hand, the HPH process impaired
the performance of TGase, due to the fragmentation of the fat globules that can be
adsorbed on the surface of the proteins making it difficult to access TGase to the
lysine and glutamine residues of the proteins. Thus, it was concluded that for the
viscoelastic behavior of the yoghurt produced with milk subjected to HIP process
with TGase has increased the consistency of the yoghurt, followed by sample
produced with milk processed with TP and TGase. For the flow behavior the
yoghurt produced with milk subjected to TP with TGase had a higher apparent
viscosity, with an increase of 103% when compared to TP without TGase, then the
yoghurt with higher apparent viscosity was the HIP with TGase. The Chapter 4
evaluated the rheological behavior of dairy beverage (15% and 30% of serum) and