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Orientador: Yoon Kil Chang Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: Os plásticos de amido apresentam aplicações limitadas devido às pobres propriedades mecânicas e processabilidade, além de serem hidrofílicos. Para superar estas deficiências, a associação do amido com outros polímeros biodegradáveis ou a adição de nanoargilas são formas de se obter materiais de baixo custo, com melhores propriedades e compostáveis. O objetivo geral deste trabalho foi o desenvolvimento e avaliação de blendas poliméricas e nanocompósitos, obtidos por extrusão, extrusão de filme tubular e injeção, cujo principal componente da matriz polimérica foi o amido. No artigo I, para estudar o efeito da nanoargila sobre as propriedades mecânicas e estruturais de blendas poliméricas extrusadas de amido e gelatina, quatro misturas foram obtidas, sendo que as proporções de amido, gelatina, glicerol e água (100:20:40:40) foram mantidas constantes, enquanto o teor de nanoargila das blendas variou de 0 a 2,5%. Os resultados de difração de raios-X dos nanocompósitos revelaram a expansão dos espaços interlamelares consistentes com um processo de intercalação e, consequentemente, foi observado o aumento da resistência à tração (RT). No artigo II, para obtenção dos filmes de blendas poliméricas de amido de milho nativo (AN) e amido reticulado (AM) e poli (adipato de butileno-co-tereftalato) (PBAT) o processo de extrusão de filme tubular foi empregado. Para definição das misturas para produção dos filmes foi usada a metodologia de planejamento de misturas. As propriedades de tração dos filmes foram determinadas nas direções de fabricação (DF) e transversal (DT). Verificou-se que tanto para RT na DF quanto para o alongamento na ruptura (AR) na DF, os maiores valores de resposta, 5,48 MPa e 41,79%, respectivamente, foram encontrados para as composições localizadas próximo ao vértice do triângulo, correspondente às menores concentrações de AM e maiores concentrações de AN. Através da análise do perfil de desejabilidade, obteve-se a mistura ótima, correspondente à formulação com 60% de AN, 10% de AM e 30% de PBAT, que foi avaliada quanto às propriedades de barreira e estruturais (Artigo III). O filme de AN/AM/PBAT 60:10:30 apresentou coeficientes de permeabilidade ao vapor de água e ao oxigênio de 7,56 x 10-6 g. m-1.Pa-1.dia-1 e de 4997 cm3.µm.m-2.dia-1.atm-1, respectivamente. A análise das micrografias de microscopia eletrônica de varredura dos filmes mostrou uma estrutura heterogênea e a presença de grânulos de amido intactos, também visualizados nas micrografias de luz polarizada. Os espectrogramas de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier e módulo de refletância total atenuada, revelaram que não houve uma boa compatibilização entre os amidos e o PBAT. O ensaio de degradação em solo simulado revelou que após 27 dias, o filme de AN/AM/PBAT 60:10:30 não apresentava fragmentos visíveis, enquanto o filme de PBAT puro havia perdido somente 1,5 % de sua massa inicial. No artigo IV, blendas de AN e PBAT foram obtidas por injeção para avaliar a variação das propriedades mecânicas, em função do tempo de permanência no solo. Verificou-se que, de uma forma geral, a blenda de AN/PBAT 50:50 apresentou uma redução na RT em função do tempo de enterramento no solo (cerca de 50% após 30 dias em solo), enquanto que a blenda de AN/PBAT 60:40 apresentou um comportamento completamente distinto, exibindo um aumento da RT em função do tempo de permanência no solo. Concluiu-se, portanto, que a obtenção de blendas poliméricas e nanocompósitos, à base de amido, empregando-se os processos de extrusão, extrusão de filme tubular e injeção, é uma alternativa tecnologicamente viável para o estudo e desenvolvimento de produtos plásticos biodegradáveis/compostáveis Abstract: Starch plastics have limited applications due to poor mechanical properties and processability, in addition to being hydrophilic. To overcome these shortcomings, the combination of starch with other biodegradable polymers or the addition of nanoclays are ways to obtain low-cost compostable materials with improved properties. The aim of this work was the development and evaluation of polymeric blends and nanocomposites, obtained by extrusion, blown film extrusion and injection, whose main component of the polymeric matrix was starch. In article I, to study the effect of nanoclays on the mechanical and structural properties of extruded starch-gelatin blends, four mixtures were obtained with proportions of starch, gelatin, glycerol and water (100:20:40:40) that were kept constant while the nanoclay content ranged from 0 to 2.5%. The X-ray diffraction results revealed an expansion of the interlayer spaces consistent with an intercalation process, and, consequently, tensile strength (RT) increases were observed. In article II, to obtain films of polymeric blends of native cornstarch (AN), cross-linked starch (AM) and polybutylene adipate co-terephthalate (PBAT), the process of blown film extrusion was employed. To set the raw material mixtures for film production the methodology of mixture design was used. The tensile properties of the films were determined in the manufacture (DF) and transverse (DT) directions. It was found that both RT and elongation at break, both in the DF, the highest responses, 5.48 MPa and 41.79% respectively, were found for the compositions located near the apex of the triangle, corresponding to lower concentrations of AM and higher concentrations of AN. By analyzing the profile of desirability, the optimum mix ratio was obtained, corresponding to the formulation with 60% native cornstarch, 10% crosslinked starch and 30% PBAT, which was evaluated for barrier and structural properties (article III). The film of AN/ AM/ PBAT 60:10:30 showed coefficients of permeability to water vapor and oxygen of 7.56 x 10-6 g. m-1.Pa-1.day-1 and 4997 cm3.µm.m-2.day-1.atm-1, respectively. The film MEV analysis showed a heterogeneous structure and the presence of intact starch granules, also visualized through polarized light microscopy. FTIR-ATR analysis revealed that there not was a good match between the starches and PBAT. The degradation test in simulated soil showed that the film, after 27 days, did not present visible fragments in soil, while the PBAT lost just 1.5% of its initial mass. In article IV, AN and PBAT blends were obtained by injection to evaluate the changes on mechanical properties as a function of length of stay in simulated soil. It was found that, in general, the blend of AN/ PBAT 50:50 showed a reduction in the RT as a function of time in the soil (about 50% after 30 days), while the blend of AN/ PBAT 60:40 presented a completely different behavior, showing an increase of RT as a function of time in soil. Therefore, obtaining starch-based polymeric blends and nanocomposites, using the processes of extrusion, blown film extrusion and injection, is a technologically feasible alternative for the study and development of biodegradable/ compostable plastic products Doutorado Tecnologia de Alimentos Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Helena Maria André Bolini Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: As mudanças no processamento e a crescente exigência do consumidor por alimentos que apresentem, além da alta qualidade sensorial e nutricional, benefícios associados à saúde, fazem surgir à necessidade de novos produtos que possam atender a essas exigências do mercado. O presente trabalho teve como principal objetivo o desenvolvimento e a caracterização de um bolo de cenoura sem glúten e diet, avaliar a aceitação por consumidores e determinar a intenção de compra. Para dar início a pesquisa, primeiramente, desenvolveu-se um mix de farinhas sem glúten a fim de identificar as características do bolo produzido com o mix e compará-las aos 2 tipos de bolo produzidos com glúten, mas com diferentes tipos de gordura. As formulações de bolo isentos de glúten (BIG) produzidos com MIX -1 e MIX +1, bolo com glúten e óleo de milho (BGOM) e bolo com glúten e óleo de palma (BGOP) 80 e 100g, foram avaliadas quanto ao seu valor nutricional, preferência e intenção de compra. Os bolos BIG MIX-1 e BGOP 80g apresentaram valor nutricional, preferência e intenção de compra comparáveis ao da formulação padrão. Portanto, o MIX-1 isento de glúten e o óleo de palma podem ser utilizados como ingredientes de bolo de cenoura, fornecendo produtos com características que atendem às exigências do mercado consumidor. Para dar continuidade à pesquisa, o novo objetivo traçado foi a partir do mix isento de glúten, que buscou desenvolver e padronizar novas fórmulas de bolo de cenoura sem glúten e avaliar sua aceitação. Para tal, devido ao grande número de variáveis, optou-se por utilizar somente o mix de farinhas isenta de glúten e o óleo de milho, deixando assim a sugestão de novos experimentos com óleo de palma. Para o delineamento experimental com 12 ensaios, foram elaborados três diferentes mix de quatro farinhas sem glúten. Os atributos dos bolos preparados com esses mix foram comparados com os atributos do bolo padrão com glúten. Os resultados foram analisados por ANOVA, Teste de Tukey (p

Orientador: Yoon Kil Chang Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: Existe evidência da relação entre o consumo de cereais integrais e a prevenção do desenvolvimento de várias doenças como alguns tipos de câncer, doenças cardiovasculares, diabete e obesidade. O mercado de pães pré-assados congelados está em ascensão, fazendo deste produto um excelente alimento para veiculação do cereal integral. O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade de pão francês pré-assado congelado elaborado com farinha do trigo integral através do estudo do efeito do tempo de fermentação, do efeito da adição de enzimas, da influência do período de estocagem congelada e das transformações da massa nas etapas de pré-assamento e reassamento. Na primeira parte várias formulações foram avaliadas em dois tempos de fermentação diferentes. Na segunda parte um delineamento composto central rotacional (DCCR) foi realizado com as enzimas glicolipase, hemicelulase e hexose-oxidase como as variáveis independentes. Na terceira parte, os pães pré-assados congelados foram estocados por 0, 1, 7, 15, 30 e 65 dias congelados para avaliação destes períodos. Características como volume específico, textura (firmeza e elasticidade), salto de forno, formato, abertura e pestana foram avaliados nestas três partes. Na terceira parte, a transição térmica do amido, fração de água congelada e avaliação sensorial também foram realizadas. Na quarta parte, características como perfil de temperatura do processo, umidade, cor, comportamento viscoamilográfico, transição térmica do amido, difratometria dos raios-x, microscopia óptica de luz polarizada e microscopia eletrônica de varredura foram avaliadas no final das etapas de pré-assamento e reassamento em três porções dos pães (miolo interno, miolo externo e crosta). Os resultados mostraram que é possível produzir pão francês préassado congelado elaborado com farinha do trigo integral, sendo fonte de fibras pela legislação brasileira (mínimo de 3 g de fibra alimentar / 100 g de produto pronto para consumo), que possua atributos de qualidade aceitáveis ao consumidor que relatou alta intenção de compra do produto. Para alcançar tal objetivo, o tempo de fermentação deve ser otimizado de acordo com a formulação para que não ocorra colapso da estrutura. As enzimas glicolipase, hemicelulase e hexose oxidase devem ser utilizadas nas faixas de 30-75 ppm, 91- 359 ppm e 30-120 ppm (base farinha), respectivamente, conjuntamente com uma formulação base. O pão pode ser mantido por 65 dias sob estocagem congelada sem que o consumidor perceba alterações nos atributos do pão (aparência, volume, formato, cor, avaliação global) e da fatia (cor, aroma, sabor, textura, avaliação global). A umidade e a cor apresentadas pelos pães após as etapas de pré-assamento e reassamento mostraram que eles apresentavam boas características para a sua comercialização Abstract: There is evidence of the relationship between the consumption of whole grains and the prevention of illnesses such as cancer, cardiovascular disease, diabetes and obesity. The market of frozen part-baked breads is in ascension, making of this product an excellent food for the propagation of whole grains. The aim of this work was to evaluate the quality of frozen part-baked French bread made with whole wheat flour through the study of (01) effect of proofing time; (02) effect of the addition of enzymes; (03) influence of time of frozen storage and (04) changes of dough during the steps of partbaking and rebaking. In the first part, several formulations were evaluated at two different proofing times. In the second part, a central composite rotational design (CCRD) was used, with the percentages of glycolipase, xylanase and hexose oxidase being the independent variables. In the third part, frozen part-baked breads were frozen stored for 0, 1, 7, 15, 30 and 65 days for the evaluation of these periods. Characteristics such as specific volume, crumb texture (firmness and springiness), oven spring, shape, measurement of the opening and cut of surface were evaluated in these three parts. In the third part, the thermal transition of starch, the unfreezable water fraction and sensory tests were also carried out. In the fourth part, characteristics such as temperature profile, moisture, color, pasting properties, thermal transitions of starch, x-ray crystallography, Fourier infra-red spectroscopy, polarized light microscopy and scanning electron microscopy were evaluated at the end of the part-baking and rebaking steps in three portions of the breads (inner crumb, outer crumb and crust). The results showed that it is possible to elaborate frozen part-baked French bread made with whole wheat flour, source of fiber by the Brazilian legislation (at least 3 g dietary fiber / 100 g final product), that has acceptable quality attributes to the consumer who related high purchase intention of the product. To reach such objective, the proofing time should be optimized in accordance with the formulation to avoid the collapse of the structure. The enzymes glycolipase, xylanase and hexose oxidase should be employed within the ranges of 30-75 ppm, 91-359 ppm and 30- 120 ppm (flour basis), respectively, together with a basic formulation. The bread can be kept for 65 days under frozen storage without the consumer noting changes in bread attributes (appearance, volume, shape, color, global evaluation) and slice attributtes (color, flavor, taste, texture, global evaluation). The moisture and the color presented by breads after the stages of part-baking and rebaking showed that they showed good characteristics for its commercialization Doutorado Engenharia de Alimentos Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Yoon Kil Chang Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: O consumo de soja e produtos fermentados de soja aumentou consideravelmente nos últimos anos, devido à presença de compostos funcionais como as isoflavonas e os peptídeos, que em determinadas concentrações trazem benefícios à saúde dos consumidores. Este trabalho objetivou avaliar e caracterizar a conversão dos isômeros de isoflavonas glicosiladas à agliconas e alterações das propriedades tecnológicas durante a fermentação da farinha de soja integral autoclavada (FSIA), sendo as condições de fermentação otimizadas através de Metodologia de Superfície de Resposta e posterior aplicação em pão de forma. A FSIA foi fermentada com o fungo Aspergillus oryzae CCT 4359, variando-se a temperatura de 28 (-1,41) a 42ºC (+1,41), e o tempo de incubação de 19 (-1,41) a 53 h (+1,41) de acordo com o planejamento experimental, seca em estufa a vácuo, a 60ºC, até 10% de umidade, obtendo-se a farinha de soja integral autoclavada fermentada (FSIAF), a qual foi avaliada quanto à composição centesimal, índice de absorção de água (IAA), índice de solubilidade do nitrogênio (ISN), índice de atividade ureática (IAU), pH, índice de acidez do extrato etéreo (IAE), cor instrumental, análise quantitativa das isoflavonas (CLAE-DAD) e perfil eletroforético das proteínas (SDS-PAGE). A otimização da formulação de pão de forma com FSIAF-otimizada foi realizada através de um planejamento experimental variando-se a porcentagem de FSIAF e de vital glúten. Os pães foram avaliados quanto ao volume específico, cor do miolo, umidade e firmeza do miolo. O produto otimizado foi caracterizado quanto ao volume específico e cor do miolo no dia da produção, umidade e firmeza do miolo, nos dias 1, 4 e 7 após o processamento, análise sensorial (aparência, cor, aroma, textura e sabor), intenção de compra e quantificação das isoflavonas. Os resultados indicaram que a fermentação aumentou o conteúdo de proteínas, lipídeos, cinzas e fibras, reduzindo o teor de carboidratos e não alterou a umidade. Modificou o IAA e IAE, reduziu o IAU de 0,61 (FSIA) para 0,25 unidades de pH (FSIAF), o que indica a redução de fatores antinutricionais, porém não influenciou na cor, pH e ISN da FSIAF, promoveu a transformação das isoflavonas glicosiladas em agliconas que passaram de 35,13 µg.g-1 na FSIA para a faixa de 245,23 a 535,94 µg.g-1 na FSIAF, nos diferentes ensaios, aumentando em no máximo 14,26 vezes a concentração de agliconas na FSIAF e também promoveu a formação de peptídeos de baixo peso molecular (< 20 kDa). A FSIAF a 35ºC por 36h (ponto central) aumentou as isoflavonas agliconas para 77% do total de isoflavonas, reduziu a atividade ureática para níveis aceitáveis, não alterou os parâmetros de ISN e IAA, mantendo o IAE baixo, quando comparado com a FSIA, obtendo-se uma FSIAF-otimizada com melhores propriedades nutricionais, tecnológicas e funcionais, sendo escolhida para utilização em formulação de pães de forma. A adição de até 25% de FSIAF-otimizada e 6,0% de vital glúten na formulação de pão de forma não interferiu na firmeza e nas características sensoriais do produto, sendo esta porcentagem recomendada para a substituição da farinha de trigo. Uma porção de 50 g de pão de forma com adição de 25% de FSIAF e 6% de vital glúten fornece 10,20 g de proteína total, sendo 3,92 g de proteína de soja, que representam 15,66% da Ingestão Diária Recomendada, com 218,62 µg de isoflavonas, contendo 71% na forma aglicona o que corresponde a 44% da ingestão de isoflavonas considerada para efeito benéfico à saúde (500 µg). Além de fornecer 1,0% de fibras totais, conferindo propriedades funcionais ao pão Abstract: The consumption of soybean and its fermented products has increased considerably in recent years due to the presence of functional compounds such as isoflavones and peptides, which are of benefit to consumer health if consumed in determined concentrations. The objective of the present study was to evaluate and characterize the conversion of glycosylated isoflavone isomers to aglycones and alterations in the technological properties, during the fermentation of whole autoclaved soybean flour (WASF), the fermentation conditions being optimized using the Response Surface Methodology and subsequent application in pan bread. The WASF was fermented using the fungus Aspergillus oryzae CCT 4359, varying the temperature from 28ºC (-1.41) to 42ºC (+1.41) and the incubation time from 19h (-1.41) to 53h (+1.41) according to the experimental design, and then dried to 10% moisture content in a vacuum oven at 60ºC, thus obtaining whole fermented autoclaved soybean flour (WFASF). The following characteristics were evaluated: proximate composition, water absorption index (WAI), soluble nitrogen index (SNI), ureatic activity index (UAI), pH, ether extract acidity index (EAI), instrumental color, quantitative analysis of the isoflavones (HPLC-PDA) and the electrophoretic profile of the proteins (SDS-PAGE). Optimization of the formulation for the bread loaves containing optimized WFASF was carried out using an experimental design, varying the percentages of WFASF and vital gluten. The specific volume, crumb color, moisture content and firmness of the loaves were evaluated. The optimized product was characterized with respect to specific volume and crumb color on the day of production, the moisture content and firmness 1, 4 and 7 days after processing, also determining the sensory acceptance (appearance, color, aroma, texture and flavor), purchase intention and quantification of the isoflavones. The results indicated that fermentation increased the protein, lipid, ash and fiber contents, reduced the carbohydrate content and did not alter the moisture content. It modified the WAI and EAI, reduced the UAI from 0.61 (WASF) to 0.25 (WFASF) pH units, indicating a reduction in the anti-nutritional factors, but did not influence the color, pH or SNI of the WFASF, promoting transformation of the glycosylated isoflavones into aglycones, which increased from 35.13 µg.g-1 in the WASF to a range between 245.23 to 535.94 µg.g-1 in the WFASF in the different trials, increasing the concentration of aglycones up to 14.26 times in the WFASF as compared to the WASF, and also promoting the formation of low molecular weight peptides (

Orientador: Glaucia Maria Pastore Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: Há na atualidade uma grande preocupação em atender às necessidades nutricionais da população brasileira como melhoria do ¿status¿ de saúde. A Indústria de Alimentos Brasileira tem uma grande importância no contexto socioeconômico do país e produz uma variedade de subprodutos tais como: soro de leite, extrato de levedura e farinha de soja, sem qualquer utilização mais nobre que não seja produção de rações ou queima para gerar energia. Este trabalho teve como objetivo propor um alimento de baixo custo, de grande aceitação e com um valor nutritivo alto, usando subprodutos das indústrias de alimentos para um melhora nas condições de saúde da população, especialmente da população carente, principalmente das crianças que se alimentam na escola. As massas alimentícias, sendo uma das formas mais antigas de alimentação, são também muito versáteis, tanto do ponto de vista nutricional quanto do ponto de vista gastronômico, podendo ser preparadas e servidas de formas diversas. É por este motivo que se propõe a utilização da massa para a produção de um alimento de alto valor protéico. Foram analisadas as características físicas, físico-químicas e sensoriais do macarrão tradicional e nos macarrões enriquecidos com soro de leite em pó, extrato de levedura e farinha de soja desengordurada. Foi verificado, através dos resultados obtidos, que as misturas acrescidas com 9% de farinha de soja desengordurada apresentaram melhor comportamento, sendo, portanto um produto de boa qualidade nutricional, boa aceitabilidade geral (sabor, odor, textura, cor e consistência) e baixo custo. Neste contexto, conclui-se que o enriquecimento do produto desenvolvido com farinha de soja desengordurada é viável tecnicamente oferecendo uma excelente alternativa para a fabricação do macarrão fresco. O acréscimo de proteínas apresentou vantagens quantitativas e qualitativas ao produto desenvolvido quando comparado ao produto tradicional, o qual tem alta concentração de carboidratos e baixo teor de proteínas Abstract: There is currently a major concern to meet the nutritional needs of the Brazilian population as improving the "status" of health. The Brazilian Food Industry has a very important socio-economic context in the country and produces a variety of products such as serum of milk, extract, yeast and flour, soybeans, without any use more noble than production of feed or burning to generate energy. This work aims to propose a low cost food with high acceptance and high nutritional value, for an improvement in the health conditions of poor population, mainly children who have meals at school. For this reason it was chosen the pasta, as it is one of the oldest recipes in history, it is also very versatile, regarding nutritional and gastronomic aspect and, can be prepared and served in a many ways. For this reason it¿s proposed the use of pasta for the production of a high value food protein. There has been analyzed the physical, physical-chemical and sensory of traditional pasta and also pasta fortified with whey milk powder, yeast extract, and defatted soybean. Flour. It has been verified through obtained results, that the mixes with 9% of defatted soy flour, had the proportion which presented the best effects, being therefore a product of good nutrition, good general acceptance (taste, appearance, color, smell, consistency) and low cost. In this context, it was concluded that the enrichment of the product developed with, defatted soy flour is technically feasible offering an excellent alternative for the manufacture of fresh pasta. The addition of protein presented quantitative and qualitative advantages of the product developed compared to the traditional product, which has mainly carbohydrates, and low content of protein Mestrado Mestre em Ciência de Alimentos

Orientador: Ahmed Attia El-Dash Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: Esta pesquisa consistiu em apresentar uma alternativa de utilização da farinha de arroz através da modificação química (fosfatação ou acetilação), agregando-lhe valor e possibilitando ampliar sua utilização como ingrediente alimentício, especialmente na produção de massas alimentícias instantâneas sem glúten. Inicialmente a farinha de arroz foi modificada quimicamente, sendo acetilada ou fosfatada, utilizando-se anidrido acético (0,465; 1,500; 4,000; 6,500 e 7,535g/100g farinha) ou oxicloreto de fósforo (0,018; 0,030; 0,059; 0,088 e 0,100g/100g farinha), respectivamente. Observou-se que a adição de grupos químicos modificou as propriedades de viscosidade, propriedades térmicas e características dos géis. As farinhas modificadas obtidas em diferentes graus de substituição foram utilizadas na formulação das massas alimentícias, misturada com farinha de arroz nativa, 0,5% de emulsificante (estearoil lactil lactato de sódio), água para obter 23% de umidade final e a seguir submetida ao processo de extrusão termoplástica (Brabender de rosca única). Foi utilizada a Metodologia de Superfície de Resposta do tipo composto central rotacional de 2a ordem, para estudar os efeitos físicos, de cozimento da massa alimentícia, de textura e de propriedades de pasta das variáveis independentes. Numa primeira etapa foram estudados teores de anidrido acético utilizados no preparo das farinhas de arroz acetiladas e temperaturas da penúltima zona do extrusor (84; 90; 105; 120 e 126°C) e numa segunda etapa, teores de oxicloreto de fósforo utilizado na formulação de farinhas de arroz fosfatadas e as mesmas condições de temperatura da 2a zona do extrusor citada acima. Observou-se que a combinação de farinha de arroz acetilada e utilização de temperaturas de extrusão menores que 120°C no preparo de massas alimentícias resultaram na diminuição do índice de solubilidade em água (ISA) e das propriedades de cor (valor a e b). A perda de sólidos aumentou com o aumento das duas variáveis, sendo que o maior valor obtido (8,89%) foi ainda considerado aceitável. A elasticidade sofreu influência somente da temperatura, onde o seu aumento provocou valores baixos desta propriedade. Na segunda etapa, usando farinha de arroz fosfatada para produção de massas alimentícias, a temperatura de extrusão afetou principalmente o índice de absorção de água (IAA), o índice de solubilidade em água (ISA) e as propriedades de viscosidade. As concentrações de oxicloreto de fósforo na farinha modificada tiveram maior influência sobre as propriedades de cozimento e de textura. A combinação dessas variáveis, nas condições utilizadas, resultou na diminuição do IAA e do peso das massas cozidas e aumento da adesividade e do tempo de cozimento. As massas alimentícias apresentaram tempos de cozimento entre 3,40 a 5,30 minutos Abstract: This research consisted to present an alternative use to rice flour modified chemically (phosphatation or acetylation), adding value and increasing its use as food ingredient, specially in gluten free instant pasta production. The rice flour was modified chemically, being acetylated or phosphated, using acetic anhydride (0.465; 1.500; 4.000; 6.500 and 7.535g/100g flour) or phosphorus oxychloride (0.018; 0.030; 0.059; 0.088 and 0.100g/100g flour), respectively. It was observed that the addition of chemical groups modified the viscosity, thermal and gel properties. To the pasta formulation, each modified flour with different degree of substitution was mixed with native rice flour, 0.5% emulsifier (sodium stearoyl lactylate), water to obtain 23% final humidity and submitted to thermoplastic extrusion (Brabender single-screw). Response Surface Methodology of the type central rotational composed of 2a order was used to study the physical, pasta cooking properties, texture and pasta properties of the independent variables. In the first stage, it were studied the percentage of acetic anhydride used in the rice flour acetylation and temperature of the 2ª zone of extruder (84; 90; 105; 120 and 126°C) and in the second stage, the percentage of phosphorus oxychloride used in the rice flours phosphation and the same temperature of the 2a zone of extruder cited above. It was observed the combination of acetylated rice flour and estrusion temperature smaller than 120°C, showed a reduction of the water solubility index (WSI) and of the properties of color (value a and b). The solids loss increased with increase of both variables, but the higher value (8.89%) was still adequate. The elasticity suffered influence only the temperature, it increased with the decreasing of this value. In the second stage, using for phosphated flour, the extrusion temperature affected mainly the cooking and color properties of the pastas. The modified flour with phosphorus oxychloride influenced the texture and cooking properties. The combination of these variables, in the used conditions, resulted in decreasing of gain of weight and increasing of stickness and the cooking time. The pasta showed cooking time between 3.40 to 5.30 minutes Doutorado Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Caroline Joy Steel Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Mestrado Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Yoon Kil Chang Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: As sociedades modernas têm apresentado um crescente interesse por alimentos saudáveis, com teor calórico reduzido e livres de ingredientes, como açúcares, gorduras saturadas e ácidos graxos trans, mas que mantenham as características sensoriais agradáveis dos produtos originais. Este trabalho tem como objetivo apresentar uma alternativa de pão de forma sem adição de açúcar, gordura e emulsificantes, com a utilização de amido modificado por ligações cruzadas (fosfatado), acetilado e pré-gelatinizado de mandioca (AMPM) e das enzimas a-amilase, amiloglucosidase (AMG) e fosfolipase (FOSFO). Para tanto, foi elaborado um planejamento experimental do tipo composto central rotacional com três variáveis independentes: dosagem de amido modificado AMPM (x1), de amiloglucosidase AMG (x2) e fosfolipase FOSFO (x3). Analisaram-se as matérias-primas principais e os pães de forma foram elaborados pelo método de massa direta. Além dos parâmetros L*a*b de coloração do miolo e o volume dos pães após a produção, efetuou-se também a análise da umidade e da textura durante a vida de prateleira, após 24, 72 e 120 horas de estocagem. Dentro das faixas estudadas para as três variáveis, foi possível verificar que nenhuma delas teve influência estatisticamente significativa nas respostas analisadas, apesar do erro puro ter sido adequado para o processo de panificação utilizado, mostrando uma boa reprodutibilidade. Algumas amostras foram submetidas a um painel sensorial de consumidores para avaliação dos parâmetros de sabor e textura, sendo que a amostra com menores concentrações de AMPM, AMG e FOSFO recebeu a menor pontuação. Já as demais amostras apresentaram pontuação estatisticamente igual ao padrão, utilizando gordura, açúcar e emulsificante. De maneira geral, a melhor relação entre a aceitação dos consumidores, o custo da formulação e a porcentagem de retenção de umidade dos pães foram obtidos com a formulação utilizando 1,5% do amido modificado e atividade de fosfolipase de 960 PLU por kg de farinha de trigo Abstract: Modern societies are presenting a growing interest in healthy foods, low calories and free from undesirable ingredients such as sugar, saturated and ¿trans¿ fatty acids but maintaining sensorial characteristics of the original foods. This work intends to present an option of sliced bread with total substitution of sugar, fat and emulsifiers, with the use of a instant cross linked acetylated tapioca starch (AMPM) , a-amylase, amyloglucosidase (AMG) and phospholipase (FOSFO). For this, an experimental design with three independents variable was done: the dosage of modified starch (AMPM ¿ x1), amyloglucosidase (AMG ¿ x2) and phospholipase (FOSFO ¿ x3). The raw materials were analyzed and the bread was produced using straight dough process. Besides the color of the crumb and bread volume after the production the moisture content and texture during the shelf-life (24, 72 and 120 hours) were measured. None of the three variables had statistically significant effects on the results, even though the process showed good reproductibility. However, the same samples were tested in a sensorial panel for taste and texture attributes and the sample with the lower amounts of AMPM, AMG and FOSFO showed the worst score. The remaining samples received the same punctuation as the standard bread. Thus, the recipe with the best combination of cost, consumer acceptance and moisture retention was the bread with 1.5% of modified tapioca starch (AMPM) and phospholipase activity of 960 PLU / kg of wheat flour Mestrado Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientador : Yoon Kil Chang Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: O resumo podera ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: Not informed Mestrado Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Flavia Maria Netto Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: O setor de panificação no Brasil reúne cerca de 45 000 padarias que representam um faturamento anual de 16 bilhões de dólares, o que corresponde a 2% do PIB. As padarias são empresas que produzem e vendem pães e produtos de confeitaria. Caracterizam-se por serem pequenas empresas produtoras de alimentos com processos de fabricação bastante artesanais. Nos últimos anos, muitas panificadoras têm fechado as suas portas por não suportarem o aumento da competição e as mudanças do comportamento do consumidor. O objetivo deste trabalho foi definir os passos necessários para a implantação de um sistema de gestão da qualidade, integrado com as atuais exigências legais de Boas Práticas de Fabricação, em panificadoras. A metodologia escolhida foi a de estudo de caso com a pesquisadora dando orientação teórica e treinamento para a equipe operacional de uma padaria. O trabalho de pesquisa de campo durou um ano. Simultaneamente o sistema de qualidade foi implantado,com base na metodologia do ciclo PDCA. A padaria alvo do estudo funcionava dentro de um supermercado e possuía características operacionais semelhantes a uma padaria de pequeno porte do setor. Essa metodologia foi composta de diagnóstico inicial da padaria, definição de metas que, uma vez atingidas, garantiriam que os problemas identificados na fase de diagnóstico estariam resolvidos, ações de planejamento para se atingir cada meta, execução do plano e sugestões de redirecionamento. As principais ferramentas usadas para efetivar as melhorias foram o benchmarldng, o programa 5S's e o sistema Boas Práticas de Fabricação. Entre as melhorias alcançadas pode-se citar: adequação das instalações físicas às normas legais, organização do ambiente, padronização dos procedimentos operacionais e implantação das Boas Práticas de Fabricação. Como resultado dessas melhorias, o número de clientes cresceu em 139% na padaria. A abordagem proposta se mostrou eficiente e, mesmo no curto prazo, resultados importantes foram alcançados. Essa abordagem pode ser estendida a outras empresas de alimentos com características operacionais semelhantes. Abstract: The baking industry in Brazil gathers around 45,000 bakeries reaching revenue of US$ 16 billions per year, which represents 2% of Brazilian gross domestic product (GDP). The bakeries produce and seU bread and confectionery products. In Brazil, those are small family owned businessrunning labor driven process depending several times on craftsmanship methods. Since last years many bakeries have gone bankrupt because the increase of competitionamong them and changes in customers behavior. This paper aims to provide directions to set and run an integrated quality management system meetingthe current GNP legal requirements for bakeries. The chosen method was the case study and the searcher was in charge of providing the theoretical directions and coaching the team that worked establishing a quality system managementto a target bakery. The target bakery operates within a supermarket and was very typical amongmost small ones found throughout the country. The search for field data lasted one year; meanwhile the quality system was established based on a PDCA cycle methodology. This methodology was fonned by the bakery initial diagnosis, the settlement of goals that once achieved wouId assure the diagnosis phase identified problems were solved, the planning action to meet every goal, the plan execution and the feed back arrangements. As PDCA cycle was in progress another field data were collected and the whole job resuIts evaluated. The main tools used to carry out the improvements were the benchmarking, the 5Ss program and Good Manufacturing Practices (GMP). Among the improvements achieved one could mention the facilities refurbished meeting all legal requirements, the establishment of the GMP procedures and the standardization of operational process. As resuIt of those improvements bakery customer's frequency growth reaching 139% over the previous frequencywas observed. The approach proposed showed up efficient and, even in the short term, outstanding resuIts were achieved. It can also be extended to other food business with similar operational characteristics. Mestrado Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Cesar Francisco Ciacco Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: Pesquisas recentes sobre o desenvolvimento da propriedade de expansão do amido de mandioca fermentado e seco ao sol durante o fomeamento indicaram ser a oxidação do amido, promovida pela radiação UV proveniente da luz solar, na presença de ácidos orgânicos, um dos fatores responsáveis por este fenômeno. O presente trabalho estudou o efeito de oxidantes na propriedade de expansão do amido de mandioca fermentado seco artificialmente, assim como, o papel de sua fração solúvel em água e dos ácidos orgânicos ¿Observação: O resumo, na íntegra poderá ser visualizado no texto completo da tese digital. Abstract: Oxidation promoted by UV radiation during the sun drying of sour cassava starch in the presence of organic acids, has been indicated as being responsible for its expansion during baking ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations. Doutorado Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientadores: Yoon Kil Chang, Luiz Edivaldo Pezzato Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: A soja (Glicine max) não é utilizada na sua forma integral em grão pelas empresas produtoras de rações extrusadas para aquicultura. O farelo e o óleo de soja normalmente são adquiridos separadamente e são novamente misturados com outros ingredientes, principalmente com o milho e sumplementos minerais e vitamínicos para completar as formulações pré-estabelecidas para cada espécie alvo. Este trabalho investigou primeiramente o efeito das variáveis de extrusão sobre as características físicas das rações com níveis de substituição do farelo de soja pela soja integral da ordem de 0%,30%,48%, 74% e 100%.Após a triagem das variáveis, foram realizados 11tratamentos para cada nível de substituição, usando um extrusor Wemer &Pfleiderer ZSK-30 de dupla rosca, de acordo com um delineamento fatorial 23 com três repetições no ponto central. As variáveis independentes foram: temperatura de extrusão, velocidade de alimentação e umidade. Usou-se a metodologia de superficie de resposta para avaliar o efeito combinado das variáveis independentes sobre as variáveis-resposta. As médias de cada tratamento foram tratadas por análise de regressão múltipla para elaboração de modelos de primeira ordem. Também usou-se a análise de variância para testar a adequação dos modelos usando o SAS for Windows, e foram construídos gráficos tridimencionais usando o programa STATISTICA. A capacidade de flutuação diminuiu com a redução da temperatura e aumento da umidade e nível de substituição do farelo de soja pela soja integral. O peso específico aparente tendeu a diminuir com o aumento da temperatura e do nível de substituição e diminuição da umidade. Posteriormente, dois ensaios biológicos foram realizados, um para avaliação do desempenho zootécnico e composição da carcaça dos peixes alimentados com as rações de diferentes níveis de substituição do farelo de soja pela soja integral, outro para digestibilidade das rações. No primeiro, foram usados 100 juvenis de piavuçu (Leporinus macrocephalus) com peso médio de 5,06 g e comprimento inicial médio de 73,0 mm. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com 5 tratamentos e 4 repetições e a análise dos dados foi realizada através de análise de variância. As 5 rações experimentais foram isoproteicas, isocálcicas e isofosfóricas, mas não isoenergéticas, em função da substituição do farelo pela soja integral e aumento do teor de lipídios na composição das rações. Não foi constatada diferença significativa (P

Orientador: Yoon Kil Chang Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo Polpa de laranja foi extrusada, com extrusor Brabender (mono rosca): 20:1 (L/D), visando modificar as propriedades funcionais e estruturais da fibra. Foi empregada a metodologia de superficie de resposta (MSR), de acordo com o delineamento central rotacional composto (53), para otimizar o processo. As variáveis independentes estudadas foram: temperatura (83,100, 125, 150, 167°C); umidade (22, 25, 30, 35, 38%) e velocidade de rotação da rosca (126, 140, 160, 180, 194 rpm). A velocidade de alimentação foi mantida constante (70 g/min). Em todos os casos, a taxa de compressão foi de 3: 1, e o diâmetro da matriz, 4mm. As melhores condições operacionais da resposta global otimizada em função das propriedades funcionais foram: 145°C, 22% de umidade e 126 rpm, permitindo diminuir o conteúdo de fibra alimentar insolúvel em 39,06% e aumentar os teores de fibra alimentar solúvel em valores superiores a 80%. Foram ainda observados incrementos para as seguintes variáveis dependentes: índice de absorção de água (34,86%); índice de solubilidade em água (134%); volume de intumescimento (43,75%); viscosidade aparente (392,10%); pectina total (13%) e pectina solúvel (709,66%). As modificações estruturais foram avaliadas por determinação de massa molecular, microscopia eletrônica e difratometria de raios X. As determinações de massa molecular de pectinas provenientes de amostras extrusadas mostraram uma marcada diminuição quando comparadas com as da pectina provenientes de amostras não extrusadas. As micrografias eletrônicas permitiram estimar a diferença de resistência das paredes dos gomos em relação às vesículas de suco; demostraram ainda que a maior parte da porosidade e da estrutura celular do endocatpo foi mantida. A diftatometria de raios X indicou que o processo de extrusão promoveu a formação de pequenas áreas cristalinas na direção angular 28 = 14,5° nas diferentes amostras, mas não afetou a cristalinidade da celulose original em termos de diminuir o tamanho das regiões cristalinas na direção 2?= 22,5°. As velocidades de hidrólise do amido realizado in vitro e de difusão da glicose conduzida através de processo de diálise foram retardadas na presença de fibra da polpa de laranja. As condições mais adequadas para otimização do processo de extrusão em função do uso da polpa de laranja como substituto da farinha de trigo para elaboração de biscoitos foram estabelecidas em: 140°C. 22% de umidade e 126 rpm. O estudo mostrou que é possível obter biscoitos tipo "cookies" de boa qualidade tecnológica e bom nível de aceitação, por substituição de até o limite de 15% de farinha de trigo por polpa de laranja extrusada Abstract: Orange pulp was extruded using a single screw extruder (Brabender 1014/2) with the objective of modifying the functional and structural properties of the fiber. The screw compression ratio was 3:1, with an extruder barrel of 380 mm in length and 19 mm of diameter, and a die of 4 mm diameter. Response Surface Methodology (RSM) was chosen to build up some mathematical models, using a central composite rotational design (53) to optimize the variables of the extrusion process. The independent variables evaluated were: barrel temperature (83, 100, 125, 150, 167°C); feed moisture (22, 25, 30, 35, 38%) and screw speed (126, 140, 160, 180, 194rpm). The feed rate was maintained constant at 70 g/min (dry matter). The best operational conditions in function of the optimized global response were: 145°C, 22% feed moisture and 126 rpm screw speed.. These conditions allowed for the reduction in insoluble dietary fiber by 39.06% and increase in soluble dietary fiber by 80%. The water absorption index (35.86%), water solubility index (134%), swollen volume (43.75%) apparent viscosity (392.10%), total pectin (13%), and soluble pectin (709.66%) were increase in relation to the raw pulp orange. The structura1 modifications of the pectin showed a great reduction in molecular mass when compared with the pectin from the raw pulp orange. The electron micrographs allowed for the estimation of the difference of resistance between the walls of the buds in relation to the juice vesicles. Thus, it was demonstrated that most of the porosity and the cellular structure of the endocarp remained unaltered Diffractograms of the samples analyzed, indicated that the extrusion process lead to the formation of small areas of crysta1linity in the angular region of 2? = 14.5°, and these extrusion conditions did not affect the crysta1linity of the raw cellulose, maintainnig the size of the crystalline regions in the angular region of 2? = 22.5°. Starch hydrolysis "In Vitro" and diffusion of glucose performed using dialysis were delayed when using extruded fiber orange pulp. The optimized parameters of the extrusion process for production orange pulp as a substitute for wheat flour for biscuit making were found at 140°C extrusion temperature, 22% feed moisture and 126 rpm screw speed.. The results showed the possibility of preparing cookies of acceptable quality and good level of acceptance when substituting up to 15% of wheat flour by extruded orange pulp Doutorado Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Ahmed A. El-Dash Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: As propriedades viscoelásticas das proteínas do trigo são únicas e essenciais para a produção de pão. Recentemente foi proposto um modelo para a rede de glúten do trigo baseada em pontes dissulfeto intermoleculares, que através de ligações entre camadas, formadas por ligações secundárias, criam uma rede tridimensional. Analogamente, foi sugerido que o amido gelatinizado pode ser capaz de produzir uma rede tridimensional (formada por ligações de hidrogênio) tendo propriedades viscoelásticas suficientes para reter gases produzidos durante a fermentação do pão. Portanto, tomá-se possível obter produtos similares ao pão, utilizando-se farinhas amiláceas. Este fato é de grande importância para os países em desenvolvimento que produzem outros cereais (que não o trigo), tubérculos e raízes. Uma possível alternativa para fortalecer a rede tridimensional do amido é criar ligações covalentes sintéticas ou aumentar as ligações secundárias (ligações de hidrogênio, forças de van der Walls) através de modificações químicas. O objetivo deste trabalho foi aumentar e/ou fortalecer as ligações de hidrogênio do amido através do processo de extrusão e de modificações químicas (por tripolifosfato de sódio, oxicloreto de fósforo e ácido lático) da farinha de arroz para produzir farinha pré-gelatinizada de arroz (FPG), FPG fosfatada, FPG intercruzada e FPG ácida, que foram usadas na proporção de 10% (com base na farinha de arroz) na produção de pão sem glúten. A metodologia de superfície de resposta foi utilizada para a otimização da produção de pão sem glúten com as diferentes farinhas pré-gelatinizadas. Primeiramente, as características instrumentais (volume, cor da crosta e do miolo e textura) foram usadas para escolher o melhor pão de cada tipo de modificação e depois os pães foram avaliados organolepticamente e comparados. O envelhecimento dos pães durante 72 horas foi analisado através das características de textura. Os pães sem glúten produzidos com FPG apresentaram melhor volume, características de crosta e de miolo que o pão sem glúten feito somente com farinha de arroz crua (volume específico de 1,2 ml/g), que mostrou-se inadequado para produção e consumo. A FPG (180°C- 20% de umidade) mostrou-se adequada para a produção de pão sem glúten. Nessas condições o pão apresentou coloração de crosta e de miolo próximas à do pão de trigo e volume específico de 2,35 ml/g, que indicou que houve retenção de gás durante a produção do pão. Os maiores problemas do pão foram crosta com rachaduras, miolo com células heterogêneas e baixo volume. Entre as FPG fosfatadas, a que apresentou os melhores resultados para a produção de pão sem glúten foi produzida à temperatura de extrusão de 108°C, 2,5g de TPS/100g e 20% de umidade. Possivelmente, ocorreu fosfatação nos carbonos 1 e/ou 4 da molécula de amido. Os pães produzidos com esta farinha apresentaram crosta sem rachaduras, miolo homogêneo e com textura adequada durante o armazenamento, melhor coloração de crosta e de miolo, sendo considerados superiores aos pães com FPG, porém ainda com baixo volume específico (1,89 ml/g). Entre as FPG intercruzadas, a processada a uma temperatura de extrusão de 180°C, 0,09 ml/100g de oxicloreto de fósforo e 20% de umidade (com possíveis ligações fosfato nos carbonos 1 e/ou 4) foi a que apresentou os melhores resultados na produção de pães. Os pães obtidos com esta farinha apresentaram características de qualidade semelhantes ao pão com FPG fosfatada, porém apresentaram um perfil de textura inadequado durante o armazenamento. A otimização do processo da modificação por ácido lático simultaneamente com o processo de extrusão levou à seleção de uma FPG ácida processada nas condições de 150°C, 0,5M de ácido lático e 20% de umidade. Essa farinha produziu pães (volume específico de 2,02 ml/g) que apresentaram, de modo geral, as melhores características de qualidade em comparação com os outros pães, o miolo apresentou textura adequada durante o maior tempo de armazenamento e com comportamento semelhante ao pão com FPG fosfatada. Neste trabalho, os pães sem glúten obtidos com as diferentes FPG modificadas quimicamente apresentaram coloração de crosta e de miolo, características de crosta e textura de miolo próximas ao pão de trigo. Apesar de apresentarem um volume baixo, novos estudos podem ser feitos visando melhorar esta qualidade. Concluindo, a qualidade do pão sem glúten ainda não é semelhante à do pão de trigo. Algumas considerações sobre a real qualidade do pão de trigo, atualmente consumido, devem ser feitas, ou seja, anos de pesquisa, financiamentos maciços bancados pelos países exportadores de trigo e companhias privadas, alta produtividade e propaganda aumentaram rapidamente o consumo e a qualidade do pão no mundo inteiro. Este trabalho mostrou que é possível melhorar a qualidade do pão sem glúten, através de modificações da rede polissacarídica, produzindo pães com boas propriedades tecnológicas. Os resultados obtidos são promissores e podem reverter em benefício para as pessoas alérgicas às proteínas do trigo e para países que não produzem trigo, mas necessitam importá-lo para produzir pão Abstract: Viscoelastic properties of wheat proteins are unique and essential for bread production. Recently a model was proposed for wheat gluten based on intermolecular disulfide bonds providing bridging between layers formed by secondary bonding, creating a three-dimensional lattice network. Analogously gelatinized starch would be able to produce a three-dimensional network (joined only by hydrogen bonding) having viscoelastic properties sufficient for sustaining gas produced during bread fermentation. Therefore it should be possible to produce products similar to bread from non-wheat starchy flours. This would be of great importance for developing countries where non-wheat cereais or roots are available. A possible altenative to increase the three-dimensional starch network are creation of synthetic covalent bounds or increases in secondary bonds through chemical modifications. The objectives of this study were to increased and/or reinforce the hydrogen bonds in starch through an extrusion process and chemical modifications (by sodium tripolyphosphate, phosphorus oxycloride and lactic acid) of rice flour to produce extruded rice flour, extruded phosphated rice flour, extruded cross-linked rice flour and extruded acid-modified rice flour, that were used at the level of 10% (rice flour base) in wheatless bread production. The response surface methodology was used for optimization of wheatless bread production with different extruded rice flours. Initially instrumentais characteristics (volume, crust and crumb color and texture) were used to choose the best bread of each type of modification, after which the breads were analyzed organoleptic and compared. The shelf-life of breads during 72 hours was analyzed for texture characteristics. When wheatless bread was made with extruded rice flour (2.35 ml/g specific volume), it has better quality characteristics than that made with only rice flour (1.2 ml/g specific volume), that was inappropriate for consumption and production. Extruded rice flour at high temperature (180°C) and low moisture (20%) was found to be best suitable for wheatless bread making. Under these conditions the bread had a similar color to that of conventional wheat bread and its volume, showed capability gas this retention during bread production, but was not yet ideal. The problems of wheatless bread were: cracky crust, crumb with heterogeneous cells, poor texture and low volume. The extruded phosphated rice flour that resulted in the best wheatless bread was produced at a temperature of extrusion of 108°C, 2.5g/100g of sodium tripolyphosphate and 20% moisture. Possibly, with phosphorylation on C1 and/or C4 of anhydroglucose units of starch. Wheatless bread had ideal crust characteristics, crust and crumb color and texture properties, that was better than wheatless bread with extruded rice flour, but the specific volume (1.89ml/g) was not yet improved. The use of the extruded cross-linked rice flour processed at an extrusion temperature of 180°C with 0.09 ml/100g of phosphorus oxychoride and 20% moisture, possibly, with phosphorylation on C1 and C4 of anhydroglucose units of starch, in wheatless bread production produced the best results. The wheatless bread had characteristics similar to the bread made with extruded phosphated rice flour, but texture properties during storage were inadequate. The extruded acid-modified rice flour, that gave the best wheatless bread was processed at extrusion temperature of 150°C with 0.5M of lactic acid and 20% moisture. The wheatless bread was better than the other breads with another extruded chemical modified rice flours and its specific volume was 2.02 ml/g. In conclusion, the quality of the wheatless bread is not yet equal to wheat bread, but considerations about the real quality of bread consumed should be made. In other words, many years of research, massive financing by exporting countries of wheat and private companies, big marketing, increased rapidly the bread consumption around the world. Therefore there is no doubt that the door is open to the world for improvement of the polysaccharide network structure, that results in wheatless products with good technological properties. This is an advantage for people allergic to wheat proteins (celiac disease) and for countries, that produce non-wheat flour, but import wheat for bread production Doutorado Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Ahmed Atia El-Dash Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: A aveia fornece um aporte energético e nutricional perfeitamente equilibrado, ou seja, contém em sua composição química aminoácidos, ácidos graxos, vitaminas e minerais indispensáveis ao organismo de crianças e adultos; as fibras alimentares são de alta qualidade, porém o seu uso na alimentação humana ainda é restrito e ocorre, basicamente, na forma de alimentos infantis e de produtos matinais. Neste trabalho objetivou-se estudar as características de moagem de frações de aveia e avaliar os efeitos de umidade e temperatura de extrusão na estabilidade de seus produtos. Cariopses de aveia com 18 % umidade foram condicionadas para 14,2 e 5,8 % e secas nas temperaturas entre 44,5 e 115,4 ºC. A moagem foi realizada em moinho de rolos, analisando-se as frações de granulometrias superior a 532 µm, intermediária (532¬-150 µm) e inferior a 150µm. O rendimento da fração de granulometria superior a 532 µm diminuiu com a redução da umidade de condicionamento, ocorrendo o inverso nas frações de granulometrias intermediária (532-150 µm) e inferior a 150 µm. As concentrações de proteínas, lipídios e cinzas diminuíram com o aumento da umidade de condicionamento, enquanto a de carboidratos aumentou. Nos experimentos de extrusão, as frações de granuiometrias superior e inferior a 532 µm foram condicionadas para a umidade desejada (15,5-25,5 %) e extrusadas em extrusor monorosca Brabender, utilizando-se temperaturas entre 77,6 e 162,4 °C na segunda e terceira zonas e de 80°C na primeira zona. O material foi seco em estufa, moído e acondicionado em sacos plásticos para as análises. A energia mecânica específica aumentou com a elevação de umidade da matéria-prima. O índice de absorção de água dos extrusados foi relativamente baixo, aumentando com a elevação da umidade 'da matéria-prima e da temperatura de extrusão. O índice de solubilidade mostrou-se inversamente proporcional à temperatura, diminuindo com o aumento da severidade do tratamento térmico. O aumento da viscosidade inicial de pasta foi proporcional à umidade da matéria-prima e temperatura de extrusão, enquanto as viscosidades máxima à temperatura constante e final diminuíram com o aumento da temperatura. Produtos com menores valores de L* (Iuminosidade) e maiores de a* (vermelho) e b* (amarelo) foram obtidos a altas umidades e usando-se temperaturas de extrusão de 120°C. Os produtos extrusados apresentaram maior concentração de fibra alimentar solúvel quando comparados à matéria-prima, porém as variáveis estudadas não interferiram significativamente (p>0,05) nos teores de fibras. O processo de extrusão afetou o valor nutritivo das proteínas dos produtos, ocorrendo diminuição de iisina disponível com o aumento da temperatura de extrusão. Os valores de digestibilidade in vitro não apresentaram dependência das variáveis estudadas. A atividade das enzimas lipase e peroxidase dos produtos diminuiu drasticamente se comparada às atividades residuais das frações de moagem e da matéria-prima nativa, mostrando uma inativação praticamente completa. O índice de acidez dos produtos extrusados, ao contrário do observado no estudo de moagem, não variou significativamente (p>0,05) durante os 126 dias de armazenamento. Independentemente do conteúdo inicial de umidade (15,5-25,5 %), todos os produtos extrusados em temperaturas inferiores a 120 °C apresentaram baixa rancidez oxidativa, ou seja, essas temperaturas se mostraram adequadas para o processamento de aveia. Abstract: Dat is one of the best balanced cereais for human nutrition, a chemical composition contain amino acids, fatty acids, vitamins and minerais indispensable for child and adult organisms, as wel as fibers of high quality, however its use as food is restricted in quantity and types. The purpose of this research is to study the milling characteristics of ground oat fractions and assess the effects of moisture and temperature on the stability of its extruded products. Dat kemels with 18 % moisture were dried to 14.2-5.8 % moisture. The material was ground in a roller-mill and -the fractions >532 µm, 532-150 µm and 532 µm fraction products decreased with reduction of the moisture content of kemels; the inverse occurred for the 532-150 µm and 532 f.1I11 and 532 µm) were found to be relatively low (4.16-6.35 g gel/g sample) and increased with increase of initial moisture of raw material as well as extrusion temperature. The water solubility index showed to be inversely proportional to the extrusion temperature. Initial viscosity of the paste increased with the increase of raw material moisture and extrusion temperature, while the values of maximum viscosity (at a constant temperature) and final viscosity diminished with the increase of temperature. Products with lower values of L * (Iuminosity) and greater values of a* (red) and b* (yellow) were obtained at high moistures rates and extrusion temperatures of 120°C. Extruded material showed higher soluble dietary fiber (8.14 %) in relation to raw material. The extrusion variables, however did not influence the fiber content. The extrusion process affected the nutrition value of the proteins content, occurring a decrease of available Iysine with increasing of temperature. The digestibility values in vitro did not show dependency on the examined variables. The lipase and peroxidase activities of the extruded products decreased drastically in comparation to the raw material, showing a practically complete inactivation. The acidity index of the extruded products, 01:1 the contrary of the one observed in the milling study, did not vary significantly (p>0,05) after 126 days of storage, showing a good hydrolytic stability. Independently of the initial moisture content of the raw material (15.5¬25.5 %), ali the products extruded to temperatures lower than 120 C showed low oxidative rancidity Doutorado Tecnologia de Alimentos Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Yoon Kil Chang Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: As raízes constituem uma importante fonte de alimentos energéticos para milhões de povos nas regiões tropicais e subtropicais do planeta. Entre as raízes mais populares, o inhame (Dioscorea Rotundata) é depois da mandioca, o mais consumido por vários habitantes nos países em via de desenvolvimento. A produção vem crescendo nos últimos anos, razão pela qual esta planta vem merecendo atenções à nível de pesquisas científicas e tecnológicas. Neste trabalho o tubérculo de inhame foi descascado, cortado, secado e moído a fim de se obter uma farinha com umidade em torno de 9%. A farinha obtida é basicamente constituída de 82,7% de amido 7,8% de proteínas e 3,3% de fibras (base seca). A viscosidade da farinha de inhame analizada no amilógrafo Brabender apresentou uma alta estabilidade, e uma resistência à ação mecânica durante o cozimento e uma tendência fraca à retrogradação. A farinha, após condicionamento a diversas umidades, foi submetida ao processo de extrusão termoplástica com objetivo de estudar os efeitos de algumas variáveis operacionais de extrusão nas propriedades funcionais do material amiláceo extrusado com intuito de identificar as melhores condições de processo para uma determinada aplicação. Empregou-se a metodologia de superfície de resposta para estabelecer modelos matemáticos preditivos para as propriedades estudadas. Utilizou-se, portanto um fatorial incompleto 33 de 3 níveis e 3 variáveis independentes: temperatura (100 a 150°C); umidade inicial (18 a 26 %); e rotação da rosca (100 a 200 rpm). As respostas obtidas das combinações dos 3 fatores foram analisadas na viscosidade inicial (VI) a 30°C; na viscosidade a quente (V95) a 95°C; na viscosidade no resfriamento (V50) a 50°C; na dureza do produto extrusado (DUR), no índice de expansão (IE), nos índices de Solubilidade em Água (ISA) e de Absorção de Água (IAA); na cor das farinhas extrusadas obtidas usando a diferença de cor (AE) a partir dos componentes Hunter ( L* a* b) e na densidade aparente (DAP). A Viscosidade Inicial (VI30) mostrou-se dependente das três variáveis estudadas e aumentou consideravelmente com o aumento da temperatura e da umidade. As temperaturas e umidades relativamente altas produziram os valores máximos de (VI30). A rotação da rosca e a umidade teve grande influência na viscosidade a quente (V95) enquanto as três variáveis contribuíram significativamente na viscosidade no resfriamento (V50). As três variáveis, em análise quantitativa influenciaram no IAA, pois para seus valores altos corresponderam os altos valores do IAA. Valores altos da rotação da rosca e da temperatura proporcionaram valores altos para a ISA. Quanto às características físicas, observou-se que à alta temperatura, quanto menor a umidade, maior o índice de expansão (EI). A textura sofreu mais influência da temperatura e sobretudo da umidade pois elas interferem diretamente na dureza (DUR) do produto extrusado que é um indicativo importante nas características de textura de um "snacks". Para os valores intermediários das três variáveis observou-se os valores mais altos de dureza. Alto valores da umidade provocaram um aumento na densidade aparente (DAP) enquanto que altas temperaturas diminuíram os valores da densidade aparente. A temperatura e a umidade tiveram influência significativa na cor pois às baixas temperatura e umidade observou-se os valores mais baixos da Diferença de Cor (DCO) o que indica tratamento brando do material amiláceo extrusado e às temperatura e umidade elevadas, observou-se maior Diferença de Cor em relação ao padrão (farinha crua). Com os resultados obtidos das combinações estudadas no processo de extrusão, fica estabelecido a possibilidade de se utilizar a farinha de inhame D.Rotundata para a produção de alimentos prontos para consumo (RTE), cereais matinais e farinhas pregelatinizadas para preparo de diversos alimentos Abstract: Yam (Dioscorea rotundata) is among those tropical root crops which are efficient producers of calories. In terms of food security and utilization, it is basically constituted of carbohydrate of which the most important component is starch. Although it varies from variety to variety, the protein content is similar to that of the potato, about 2% (wb). Thus the production of yam has steadily increased over the last few years in the main production zones, due to the increasing use by the food and pharmaceutical industries. Thus, in this work raw yam (D. rotundata) flour was extruded to modify its functional, physical and chemical properties for food and industrial applications using laboratorial Brabender single screw extruder. Surface response methodology through an incomplete factorial design 33 i.e 3 levels and 3 fators or variables was used to evaluate the effects of the extruder barrel temperature (100, 125, 150°C), moisture content (18, 22, 26%) and screw speed (100, 150, 200 rpm). With respect to the results obtained, the Inicial Viscosity (IV30) of the extruded slurries increased at higher extrusion temperatures and moisture contents. Moisture content was also the factor which most influenced the hot viscosity (V95) whilst all of the 3 variables influenced the cold viscosity (V50). However higher values of 3 variables resulted in greater absorption (WAT). Moisture content had a less significant influence on the water solubility (WSI). The physical properties of the extruded product showed that at high temperature, the lower the moisture content, the greater the expansion index (EI). Hardness was influenced directly by moisture content and inversely influenced by extrusion temperature. An increase in the moisture content increased the product density, but high temperature decreased the product density. It was clear that with an increase in barrel temperature, the color difference increased between the product and the raw material. These data offer the combined process conditions of the 3 variables used for the production of RTE cereals, breakfast cereals, and instant pre-gelatinized flour, as well as for several fields of industrial application Mestrado Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientadores: Cesar F. Ciacco, Edmund W. Lusas Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: Foi estudado o efeito das variáveis de extrusão nas características física e químicas de produtos intermediários "half-products" ("snacks" de terceira geração), obtidos com misturas de fécula de mandioca, farinha de milho e amido de milho. O método de superfície de resposta foi utilizado para verificar o efeito da interação das diferentes variáveis propostas. O desenho experimental foi elaborado para verificar o efeito de 4 formulações (FI, FJI, FUI e FiV), 4 níveis de umidade de processamento (20, 25, 30 e 35%), e três condições de aquecimento nas zonas do extrusor (60-1 05-115-125-65-65°C; 60-115125-135-65-65°C e 60-125-135-145-65-65°C). O esquema "aleatorizado" "Split-split-plot" foi utilizado para a combinação das variáveis independentes incluindo uma repetição, originando 96 experimentos. A densidade aparente mostrou ser dependente das variáveis fórmula e temperatura. Enquanto o indice de absorção de água (IAA) mostrou ser dependende da variável umidade, indicando que a umidade de processamento é diretamente proporcional ao valor do IAA. Para o índice de solubilidade em água (lSA) as variáveis fórmula e temperatura foram as mais importantes, verificando-se que a temperaturas elevadas resultaram em valores altos de ISA. OBS.: O resumo na integra poderá ser visualizado no texto completo da tese digital. Abstract: Physical and chemical characteristics on extrusion variables of half- products (3rd. generation snacks) were studied from blends of cassava starch, corn flour and com starch. Surface methodology was used to verify the interaction between variables. The experimental design was made to verify the effect of the 4 formulations (FI, FII, FIII and FIV), 4 levels of feed moisture (20, 25, 30 e 35%) and 3 temperature levals in the extruder zones (60-105-115-125-65-65°C; 60-115-125-135-65-65°C and 60-125-135-145-65-65°C). The randomized scheme split-split plot was used for the combination of the independent variables, including a replicate resulting in 96 runs. The bulk density was dependent on the formula and temperature variables. However, the water absorption index (WAI) was dependent on the feed moisture variable. Indicating that the feed moisture was directly proportional to the WAI value. For water solubility index (WSI) the variables formula and temperature where the most important. It was shown that higher temperatures resulted in higher values of WSL Texture-Instron, was dependent 00 the formula variable, indicating that the break point energy increased when the formulas had higher percentages of com starch. Note: the complete abstract is available with the full eletronic digital theses or dissertations. Doutorado Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Ahmed El-Dash Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: O efeito da temperatura de extrusão e do teor de proteína da farinha de soja desengordurada (FSD) na qualidade tecnologica e nutricional do macarrão instantâneo de arroz foi estudado. Farinha de arroz foi misturada com vários níveis de FSD para se obterem teores de proteína de 15, 20 e 25%. A matéria-prima com os diversos níveis de proteína foi processada num extrusor de rosca única às temperaturas de 80, 100 e 120°C. O macarrão foi submetido aos vários testes tecnológicos para avaliar sua qualidade, tais como: índice de absorção e de solubilidade em água; viscosidades inicial a 30°C, a 90°C (no aquecimento) e a 50°C (no resfriamento); índice de proteína dispersível e teste de cozimento, avaliando-se a cor, aumento de peso e volume, perda de sólidos solúveis e firmeza do macarrão cozido. Os resultados dos testes tecnológicos foram estatisticamente avaliados pelo modelo de superfície de resposta. O macarrão também foi avaliado nutricionalmente, usando-se os seguintes testes: Quociente de eficiência protéica (PER), quociente protéico líquido (NPR), valor biológico (VB), digestibilidade e utilização líquida de proteína (NPU). Com o aumento da temperatura de extrusão verificou-se que índice de absorção (IAA), e de solubilidade em água (ISA) e a viscosidade inicial a 30°C (V30) aumentavam, e a viscosidade a 90°C (V90) e a capacidade de retrogradação diminuiram. O aumento da temperatura de extrusão influenciou também as ca¬racterísticas do macarrão cozido, tais como aumento do brilho e da cor amarela. Ao se aumentar o teor de proteína verificou-se que o IAA até 20%; o ISA e o índice de proteína dispersível (IPD) aumentavam e V30 diminuia. Foi concluído também que com o aumento do teor de proteína do macarrão cozido, o seu brilho, sua cor amarela, seu volume, seu peso e a perda de sólidos solúveis aumentava, enquanto que a firmeza do macarrão diminuia. O valor nutricional do macarrão também foi influenciado com a temperatura de extrusão e com o teor de proteína da FSD. Com o aumento da temperatura de extrusão verificou-se aumento no valor quociente protéico líquido (NPR), e com o aumento do teor de proteína da matéria-prima verificou-se uma diminuição no'valor do quociente de eficiência protéica (PER). O maior valor de PER foi atingido com a menor porcentagem de suplementação (12,9% de proteína), indicando o melhor balanço de aminoácidos. Abstract: The effect of extrusion temperature and protein level of deffated soybean flour (DSF) on the quality of instant rice pasta was studied. Rice flour was mixed with various levels of DSF to obtain protein levels of 15, 20 and 25%. The raw material with the various protein levels, was processed in a single-screw extrusor, with temperatures of 80, 100 and 120°C. The pasta was submitted to various technology tests to evaluate, including: water absorption and solubility indices, initial viscosity at 30°C, and viscosity at 90°C (rising) and at 50°C (falling), protein dispersibility index (PDI), and the cooking test to evaluate color, gain in weight and volume, soluble solids loss and firmness of cooked pasta. All of the technological quality tests were statistically evaluated with response surface models. The pasta was also nutritionaly evaluated using the following tests: protein efficiency ratio (PER), net protein ratio (NPR), biological value (BV), digestibility and net protein utilization (NPU). With increasing extrusion temperature the water absorption (WAI) and solubility indices (WSI), and initial viscosity at 30°C (V30) increased, and the viscosity at 90°C (V90) and the retrogradation capacity, decreased. The increase in extrusion temperature also influenced the characteristics of the cooked pasta, such as increase of brightness and yellowness. With increasing the protein level, to 20% the WAI, the WSI and the PDI increased and V30 decreased. Also, with increasing the protein level of the cooked pasta, the brightness, the yellowness, volume, weight and the soluble solids loss, increased, but the firmness decreased. The nutricional value of the pasta was also affected by extrusion temperature and protein level of the DSF. With increasing extrusion temperature it was found that the NPR increased, and with increasing protein level the PER decreased. The maximum value of the PER was reached with the lowest level of protein assayed (12,9% of protein) indicating a better balance of aminoacids. Mestrado Mestre em Tecnologia de Alimentos