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Orientador: Maria Isabel Rodrigues Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: A trealose é um agente natural de proteção em células de leveduras, fungos, bactérias, insetos e plantas, tendo sido indicada como componente essencial para a manutenção da viabilidade celular sob condições de estresse. Em função das diversas possibilidades de aplicação, especialmente em produtos de alto valor agregado como cosméticos e produtos farmacêuticos, onde pode exercer a função de estabilização e de proteção, a produção da trealose tem motivado inúmeras pesquisas. O objetivo principal deste trabalho foi selecionar leveduras potencialmente produtoras de trealose e otimizar as condições de produção utilizando meios de cultivo alternativos para a redução dos custos do processo. A primeira etapa consistiu na seleção de leveduras potencialmente produtoras de trealose, na qual foram testadas cepas isoladas de flores e frutos coletados no Cerrado (GO), Pantanal (MS), Floresta Amazônica (AM) e Mata Atlântica (SP), e também cepas isoladas de dornas de fermentação alcoólica de usinas produtoras de etanol do estado de São Paulo. A partir da gama de leveduras testadas, foram selecionadas duas cepas potencialmente produtoras de trealose, identificadas como Rhodotorula dairenensis e Rhodosporidium paludigenum, ambas isoladas de flores coletadas no bioma Cerrado. Na segunda etapa do estudo foi realizada a otimização do crescimento celular das leveduras citadas, uma vez que a trealose é um produto intracelular. Utilizou-se uma estratégia seqüencial de planejamento experimental, onde inicialmente foram avaliados os efeitos das concentrações de melaço, água de maceração de milho e extrato de levedura comercial Prodex Lac®, pH e temperatura de cultivo, sobre o crescimento celular de ambas leveduras, através de um planejamento fracionário. Posteriormente, um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) foi utilizado para a otimização das condições de crescimento celular. Para a levedura Rhodotorula dairenensis estas condições corresponderam a 50g/L de melaço e 50g/L de água de maceração de milho, temperatura de cultivo de 30ºC e pH inicial de 5,5, obtendo-se resultados de massa seca de aproximadamente 19 g/L. Para Rhodosporidium paludigenum a massa seca atingiu 31 g/L em meio de cultivo contendo 50 g/L de melaço e 140 g/L de água de maceração de milho, a 25ºC e pH inicial de 5,5. Nestas condições, realizou-se o estudo da produção da trealose sob condições de estresse térmico onde as variáveis estudadas foram a temperatura (33-47ºC) e o tempo de exposição (60-120 minutos) dos cultivos ao estresse térmico, pela técnica de DCCR. Ambas cepas estudadas foram negativamente afetadas pelo acréscimo da temperatura de estresse térmico dentro da faixa estudada. Em temperaturas superiores a 40ºC houve diminuição do crescimento celular e viabilidade celular e, conseqüentemente, dos resultados de trealose. Para a levedura Rhodotorula dairenensis, o máximo rendimento de trealose intracelular obtido foi de aproximadamente 18% (g trealose/100g massa seca) em condições de temperatura de 34 a 35ºC e 70 - 90 minutos para o tempo de exposição ao estresse térmico. A cepa Rhodosporidium paludigenum apresentou rendimentos de aproximadamente 14 a 16% (g trealose/100g massa seca) na faixa de temperatura entre 35 e 40ºC, em qualquer tempo de exposição na faixa estudada (60 - 120 minutos) Abstract: Trehalose is a natural cell-protecting agent that has been isolated and characterized from a large variety of plants, insects, fungi and bacteria, and many studies indicate that this disaccharide is an essential component for maintaining cell viability under stress conditions. Due to the potential application of trehalose, especially in cosmetics and pharmaceuticals fields, the interest of many research groups into the development of economically feasible production systems has increased in recent years. The present study reports on the screening for high trehalose production by yeasts and the optimization of the conditions for trehalose production using an industrial medium composed by molasses and corn steep liquor, to reduce costs of the cultivation medium. Initially, a technical screening was applied to select yeasts with a potential for trehalose production; strains isolated from pollen of flowers and fruits collected in different microhabitats in Brazil, and from alcoholic fermentation tanks were tested. Two potentially producing strains were selected and identified as Rhodotorula dairenensis and Rhodosporidium paludigenum, both isolated from flowers collected in Cerrado. Sequentially, a study for the cell growth optimization of the selected yeasts was performed, since trehalose is an intracellular product. A sequential strategy of experimental design was used; initially, the effects of the concentrations of sugar cane molasses, corn steep liquor and a commercial yeast extract Prodex Lac SD®, and of pH and temperature on the biomass were studied using a fractional design, which was followed by a central composite rotatable design (CCRD). For the yeast Rhodotorula dairenensis, the optimum values for cell growth were 50 g/L for the molasses and corn steep liquor concentrations, initial pH of 5.5 and temperature of 30 ºC, with no yeast extract, reaching values around 19 g/L for biomass. For the yeast Rhodosporidium paludigenum, biomass concentration obtained was 31 g/L in cultivation medium containing 50 g/L of molasses and 140g/L of corn steep liquor, initial pH of 5.5 and temperature of 25 ºC, with no yeast extract. Under these conditions, the production of trehalose was studied using a CCRD to optimize the temperature (33 to 47 ºC) and exposition time (60 to 120 minutes) of the cultures to the thermal stress. For both strains studied, the variable temperature presented a negative effect on trehalose accumulation, in the range studied. In conditions of temperature above 40 ºC there was a decrease of the cell growth and cell viability and, consequently, a decrease of trehalose yields. For the yeast Rhodotorula dairenensis the maximum intracellular trehalose content reached was 18% (g trehalose/100g dry cell) at temperatures of 34 and 35 ºC and between 70 and 90 min of exposition time to the thermal stress. For the strain Rhodosporidium paludigenum the statistical methodology led to maximum contents of intracellular trehalose in the range of 14 -16% (g trehalose/100g dry cell) under thermal stress temperatures of 35 - 40 ºC in all exposition time to the thermal stress in the range studied Doutorado Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientadores: Florencia Cecilia Menegalli, Paulo Jose do Amaral Sobral Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Mestrado Mestre em Engenharia de Alimentos

Microalgae are valuable sources of proteins (20-70%) and have emerged as great alternatives to animal-based proteins (e.g., whey protein, egg yolk)1. This work aimed to obtain a microalga protein extract (SpE) from Artrhospira platensis (Spirulina) and evaluate its techno-functional properties and emulsion formation capability. The SpE was obtained by ultrasound and conventional mechanical stirring under an alkaline medium (pH 9.0) followed by acid precipitation (pH 3.0)2. In addition, the SpE techno-functional (protein solubility; oil and water absorption capacities) and structural properties (FTIR analysis) were investigated. Moreover, an emulsion (oil/water ratio (30/70); pH 7.0; SpE concentration (3.5%)) was prepared according to two sequential steps: i) high-shear homogenization (UltraTurrax; 11,000 rpm; 3 min) and ii) high-pressure homogenization (100MPa; 6 cycles)3. Then, it was analysed by optical microscopy, zeta potential and particle size. The SpE (66.6%±0.31 protein) presented the lowest solubility at pH 3.0 and the highest at pH 8.0. The protein extract showed higher absorption capacity in oil (21.7±0.10 g oil/ g SPE) than in water (10.3±0.50 g water/ g SPE). From the FTIR analysis (Figure 1a), the SpE showed two peaks at 1635 cm-1 and 1535 cm-1 (red circle in Figure 1a) attributed to the presence of characteristic protein groups, amide I and amide II, respectively. The oil-in-water emulsion (ESp) presented a light blue-green colour due to the presence of SpE (Figure 1a) and remained stable for 30 days (Figure 1b). The SpE presented a zeta potential of -47.20 mV and a particle size of 330 nm (D50, volume distribution) on the 30th storage day. Small and spherical droplets were observed, evidencing the particle size and stability over the storage time (Figure 1c). Thus, the SpE showed the ability to form emulsions with stability for up to 30 days, being a great alternative to replace animal-based and synthetic emulsifiers. CIMO (UIDB/00690/2020), and AL LSRE-LCM (UIDB/50020/2020) funded by FCT/MCTES (PIDDAC). National funding by FCT, P.I., through the institutional scientific employment program-contract for L. Barros, A. Fernandes, A. Santamaria, and Y. Manrique contracts. G. Colucci thanks project GreenHealth for her contract. A4F, SA – Algae for Future (www.a4f.pt) for supplying the studied microalga. FCT for the Research grant (SFRH/BD/148281/2019) of Samara Cristina da Silva. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

Spirulina platensis (spirulina) é uma microalga azul esverdeada certificada pela FDA (Food and Drug Administration) como segura para ser adicionada em alimentos. Ê uma matriz rica em nutrientes como proteínas e aminoácidos, vitaminas, minerais, ácidos gordos e pigmentos [l]. No entanto, a sua adição na forma pura apresenta algumas limitações, nomeadamente presença de compostos que conferem sabor e odor indesejáveis [2] e dificuldade de dispersão em matrizes hidrofílicas. A microencapsulação é uma tecnologia que pode solucionar estes problemas sendo capaz de mascarar compostos indesejáveis e melhorar a solubilidade. Assim, o objetivo deste trabalho consistiu na caracterização de uma amostra comercial de spirulina quanto ao valor nutricional e energético, açúcares livres, ácidos gordos, tocoferóis e pigmentos e sua posterior microencapsulação pela técnica de spray-drying. Realizaram-se dois ensaios de encapsulação: i) spirulina/maltodextrina (SM) e ii) spirulina/maltodextrina reticulada com ácido cítrico (SMA), tendo-se feito a caracterização quanto ao rendimento (a eficiência e carga foram estimadas), características de degradação térmica (análise termogravimétrica (TGA/DTG)) e tamanho de partícula. Posteriormente, efetuou-se a incorporação das microesferas em iogurtes naturais, tendo-se comparado com a spirulina livre quanto à sua capacidade de homogeneização no iogurte. A microalga analisada apresentou alto teor em proteínas e cinzas. Foram identificados ácidos gordos essenciais (y-linolénico) e tocoferóis e ainda pigmentos como: β-caroteno, clorofila e a ficocianina. Esta microalga apresentou temperatura máxima de degradação de 304°C e resíduo de 27,65% a 600°C. Para a microencapsulação foi possível obter rendimentos relevantes, sendo 66% para SM e 75% para SMA'. Pela análise de TGA/DTG notou-se que as microesferas SM apresentaram duas zonas de degradação mais definidas comparativamente com SMA onde a primeira zona não é tão pronunciada. Esta situação é justificada pela ocorrência da reação de reticulação para a SMA, resultando numa melhor homogeneidade do material e um efeito de proteção superior. Notou-se que a distribuição do tamanho de partícula em volume e em número apresentaram comportamentos semelhantes para SM e SMA. Relativamente aos iogurtes observou-se uma melhor homogeneidade quando a spirulina foi adicionada na forma microencapsulada, tendo os iogurtes adicionados com spirulina livre apresentado heterogeneidade (um aspeto de efeito pontilhado) (Fig. l). Em síntese, conclui-se que a microencapsulação da bionÍassa de spirulina melhorou a compatibilidade desta microalga em matrizes hidrofílicas, tornando estes produtos de elevado valor nutricional mais atrativos para o consumidor. UID/AGR/00690/2013 (CIMO) e POCI-OI-0145-FEDER-006984 (LA LSRELCM) financiados pelo FEDER, através do POCI-COMPETE2020 e FCT; Projeto NORTE-01-0145- FEDER-000006, financiado pelo NORTE2020 e PT2020. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

The lactic acid bacteria are involved with food fermentation and in such cases with food spoilage. Considering the need to reduce the lactic acid bacteria growth in meat products, the aim of this work was to enumerated and investigated the lactic acid bacteria present on sliced vacuum-packed cooked ham stored at 4 °C and 8 °C for 45 days by phenotypic and molecular techniques. The quantification showed that the lactic acid bacteria were present from the first day with mean count of 1.98 log cfu/g for the four batches analyzed. The lactic acid bacteria grew rapidly on the samples, and plate counts around 7.59 log cfu/g and 8.25 log cfu/g were detected after 45 days of storage at 4 °C and 8 °C, respectively; storage temperatures studied showed significant influence on the microorganism in study growth. The predominant lactic acid bacteria associated with the spoilage samples at one day of storage includes Lactobacillus sp., the phenotypic overlap Leuconostoc / Weissella sp. and Enterococcus sp. At 45 days of storage at 4 and 8 °C the mainly specie was Lactobacillus curvatus , following by Lactobacillus sakei and Leuconostoc mesentereoides ; the Enterococcus sp. was not present in the samples.

The aim of this study was to evaluate the influence of Lactobacillus plantarum isolated and associated with prebiotics (inulin, oligofrutose, β-glucan and polydextrose) on the aflatoxin B1 (AFB1) reduction in artificially contaminated milk. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

O presente trabalho pretendeu avaliar o perfil enzimático de leveduras isoladas durante o processo de fermentação natural de azeitonas de mesa da cultivar Negrinha de Freixo, a mais importante da região do Nordeste de Portugal. Foram isoladas e identificadas molecularmente onze leveduras pertencentes aos géneros Saccharomyces, Candida, Pichia, Debaromyces, Rhodotorula e Galactomyces, que posteriormente foram testadas através de métodos qualitativos para a produção das enzimas lipase, protease, amilase, xilanase, catalase e β-glucosidase. A actividade da catalase foi observada em todas as espécies isoladas (C. tropicalis, P. membranifaciens, S. cerevesiae, C. norvegica, D. hansenii, R. graminis, C. boidinii, P. guilliermondii, R. glutinis, P. manshurica e G. ressii). A atividade da amilase foi observada apenas em G. ressii. Todas as espécies testadas apresentaram reduzida ou nula atividade para as enzimas xilanase e protease. R. graminis, R. glutinis e G. ressi apresentaram elevada atividade da enzima β-glucosidase e S. cerevisae e P. manshurica elevada atividade lipolítica. Os resultados obtidos demonstram o potencial de uso de algumas leveduras para fins biotecnológicos, designadamente como culturas starters durante o processamento de azeitona de mesa. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

Yeasts have an important role in fermented foods, including table olives. These microorganisms can be a new source of natural antioxidants. Free-radical-scavenging antioxidants have potential as protective agents against various degenerative diseases caused by oxidative damage. In the present study, antioxidant activity of indigenous yeasts isolated during the natural fermentation of table olives (Negrinha Freixo cv) was evaluated. These strains had previously been identified by sequencing the ITS region of rDNA. The antioxidant activity was performed by the percentage of reduction of the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical. The studied strains are included in the genera Saccharomyces, Candida, Pichia, Debaryomyces, Rhodotorula and Galactomyces. Saccharomyces boulardii was included as probiotic reference strain. All strains showed distinct antioxidant activity. The ability to scavenge DPPH radical indicated that S. cerevisiae isolated from table olives may be a promising candidate strain for use as probiotics with antioxidant activity info:eu-repo/semantics/publishedVersion

O vinagre é um alimento milenar, sendo que há aproximadamente 5000 anos, os egípcios, babilônios, indianos, persas e gregos já conheciam a arte de fabricação e a versatilidade do vinagre, contudo ainda existem poucos estudos na tentativa de conhecer e otimizar as etapas envolvidas no processo produtivo. O objetivo desse trabalho é apresentar os estudos realizados no intuito de aperfeiçoar os processos de produção e de desenvolvimento de novos substratos para a fabricação de vinagres. Trata-se de um alimento produzido por duas fermentações sucessivas, alcoólica e acética, tornando necessário utilizar apenas matérias-primas com amidos e/ou açúcares fermentescíveis, sendo que os polissacarídeos devem primeiramente ser hidrolisados para conversão em açúcares mais simples. Para a sua produção, podem ser utilizados os processos tradicionais, sendo as fermentações realizadas de forma espontânea e sem controle, dando origem a produto com sabores e aromas peculiares, ou pelos métodos industriais, destacando o processo lento ou Orleans, e o processo rápido, também conhecido por alemão ou submerso. O processo rápido é o mais utilizado devido à sua alta produtividade. Tendo em vista que o vinagre é um alimento muito utilizado como tempero pela maioria da população, e na indústria alimentícia como acidulante, conservante e aromatizante, é necessário que mais estudos sejam conduzidos visando agregar maior valor a este produto, por meio da utilização de diferentes substratos e na tentativa de controlar e aperfeiçoar as etapas envolvidas em sua produção.

Linguiças frescais são um dos derivados cárneos mais fabricados no Brasil, sendo essencial a presença de estabilizantes na formulação, a fim de conferir liga entre os pedaços de carne e suculência ao produto final. O emprego de diversos aditivos tem sido questionado quanto a sua inocuidade, e considerando o fato de que os aditivos naturais têm recebido atenção especial por nutricionistas e pesquisadores, há uma tendência geral no processamento de alimentos em substituir os aditivos químicos por naturais. A Spirulina tem sido estudada por apresentar diversas propriedades funcionais, como a atividade antioxidante e emulsificante, em função da presença de compostos fenólicos e de seu elevado teor de proteínas, respectivamente. Neste trabalho, objetivou-se a substituição dos polifosfatos por Spirulina platensis, como agente estabilizante e antioxidante, em linguiças frescais. A partir de uma formulação básica foram testadas duas formulações, uma com polifosfatos e uma com Spirulina platensis (ausência de polifosfatos), as quais foram avaliadas durante o tempo de armazenamento quanto ao grau de oxidação lipídica (índice de peróxidos), parâmetros de textura, qualidade microbiológica e avaliação sensorial. A formulação adicionada de Spirulina apresentou índice de peróxidos de 1,95 meq/kg (crua) e 3,18 meq/kg (assada), após 30 dias de armazenamento, resultados considerados baixos quando comparados com a legislação em vigor. Com relação à avaliação sensorial, não houve diferença significativa (p>0,05) no teste de preferência pareada, entre a formulação adicionada de Spirulina platensis e a formulação com polifosfato. No teste de aceitabilidade, os atributos de aroma, sabor e textura apresentaram índice de aceitabilidade superior a 70%.