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Orientador: Marcelo Cristianini Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: Leites fermentados probióticos são considerados alimentos funcionais, devendo conferir proteção às culturas. A alta pressão dinâmica (APD) vem sendo investigada como alternativa na produção de leite fermentado, pois altera a funcionalidade de alguns constituintes. Este trabalho objetivou avaliar o uso de leite submetido à APD na cinética de fermentação de S. thermophilus e L. acidophilus, bem como a viabilidade das culturas, as características físico-químicas e reológicas durante a estocagem refrigerada do leite fermentado probiótico.Leite (3% de gordura) foi submetido ao processo de APD (100MPa e 200MPa) e comparados com controle (15/5MPa), e avaliada a cinética de fermentação (pH), atividade proteolítica e a viabilidade durante a fermentação do L. acidophilus (Cap.2). Outro experimento foi realizado com leite (2% de gordura) submetido à APD (50/5MPa, 100/5MPa, 150/5MPa e 180/5MPa) e comparado com o controle (15/5MPa), no qual foi avaliada a cinética de fermentação de S. thermophilus em co-cultura com L. acidophilus (Cap.3), bem como o comportamento reológico (Cap.3) e as características físico-químicas (Cap.4) do leite fermentado probiótico durante a estocagem refrigerada. A cinética de fermentação de Lactobacillus acidophilus foi alterada pela APD (100MPa e 200MPa) em comparação com o controle (15/5MPa), aumentando consideravelmente o tempo de fermentação com o aumento da pressão, sendo que após 24 horas de fermentação as amostras apresentaram valores de pH 4,49 (15/5MPa), pH 4,72 (100MPa) e 4,93 (200MPa). A atividade proteolítica foi alterada, sendo que pressões elevadas reduziram a atividade, atingindo no final da fermentação uma redução de 21,39% (100MPa) e 35,89% (200MPa), quando comparadas com o controle. Além disso, as amostras submetidas à APD apresentaram menor número de células viáveis de L. acidophilus no fim da fermentação em relação ao controle (0,28 ciclos log) (p

Orientador: Mirna Lúcia Gigante Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: A adição de micro-organismos probióticos em queijos tem sido explorada devido ao potencial desses produtos na proteção aos micro-organismos durante a estocagem e o consumo do produto, o que garante os efeitos benéficos à saúde conferidos pelos probióticos. O processo de microencapsulação é uma alternativa que pode aumentar a proteção dos micro-organismos probióticos adicionados aos produtos. Este estudo teve como objetivo a microencapsulação de Lactobacillus acidophilus e sua aplicação em queijo Prato. Primeiramente, foram avaliadas diferentes metodologias para a contagem seletiva de L. acidophilus, com o objetivo de selecionar o método mais eficiente para a contagem do probiótico adicionado ao queijo Prato produzido com Lactococcus lactis subsp. lactis e Lactococcus lactis subsp. cremoris. As metodologias consideradas seletivas, avaliadas tanto em culturas puras como em queijo Prato foram: ágar MRS adicionado de sorbitol incubado a 45ºC/72 horas em anaerobiose para contagem de L. acidophilus e ágar M17 incubado a 30ºC/72 horas em aerobiose para a contagem de Lactococcus lactis. Foram produzidas microcápsulas de pectina por gelificação iônica e coacervação complexa, recobertas com proteína de soro tratada ou não termicamente com a finalidade de avaliar o efeito do recobrimento sobre a viabilidade do L. acidophilus durante a simulação da passagem pelo trato gastrointestinal. As microcápsulas apresentaram alto teor de umidade, morfologia semelhante e viabilidade do L. acidophilus próxima de 8 log UFC/g, indicando que não houve perda de viabilidade durante o processo de microencapsulação. A microencapsulação do L. acidophilus conferiu maior proteção ao micro-organismo após exposição a suco gástrico artificial em pH 3,0 quando comparado ao micro-organismo livre. As microcápsulas recobertas com proteína do soro, por sua vez, não conferiram proteção adicional ao micro-organismo quando exposto às mesmas condições. Para a fabricação de queijo Prato probiótico foram escolhidos três tratamentos: 1) adição de Lactobacillus acidophilus livre; 2) adição de L. acidophilus em microcápsulas de pectina; 3) adição de L. acidophilus em microcápsulas de pectina recobertas com proteína de soro tratada termicamente. Os queijos probióticos apresentaram composição típica de queijo Prato tradicional, não havendo diferença entre os tratamentos. Durante 60 dias de armazenamento refrigerado, os queijos apresentaram aumento da proteólise, redução da firmeza, e boa aceitação e intenção de compra na avaliação sensorial. A população de L. acidophilus nos queijos apresentou redução de 1 ciclo logarítmico durante o armazenamento, apresentando contagens com valor inferior ao estabelecido pela legislação brasileira para produtos probióticos. Não houve redução significativa do micro-organismo probiótico durante a exposição dos queijos à simulação da passagem pelo trato gastrointestinal. Os resultados indicam que o queijo Prato é um veículo adequado para a adição de micro-organismos probióticos, porém nas condições avaliadas a microencapsulação do probiótico comercial Lactobacillus acidophilus La5 não conferiu proteção adicional ao micro-organismo no queijo Abstract: The addition of probiotic microorganisms in cheese has been explored due to the potential of these products in protecting the microorganisms during storage and consumption, which ensures the health benefits of probiotics. The microencapsulation process is an alternative to increase protection of probiotics microorganisms added to the products. The aim of this study was the microencapsulation of Lactobacillus acidophilus and its application in Prato cheese. First, we evaluated different methodologies for the selective count of L. acidophilus in order to select the most efficient method for the enumeration of probiotic in Prato cheese produced with Lactococcus lactis subsp. lactis and Lactococcus lactis subsp. cremoris. The methodologies considered selective both in pure cultures and in Prato cheese were: MRSsorbitol agar under anaerobic conditions at 45 °C/72 h for enumeration of L. acidophilus and M17 agar under aerobic conditions at 30 °C/72 h for enumeration of Lactococcus lactis. Microcapsules were obtained by ionotropic gelation and complex coacervation and covered with whey protein (with or without heat treatment) for the purpose of evaluating the effect of coating on the viability of L. acidophilus during the simulation of the passage through the gastrointestinal tract. The microcapsules presented high moisture content, similar morphology and 8 log CFU / g viability of L. acidophilus, indicating no loss of viability during the microencapsulation process. Microencapsulation of L. acidophilus conferred greater microorganism protection after exposure to artificial gastric juice at pH 3.0 when compared to the free microorganism. The whey protein coated microcapsules, in turn, did not provide additional protection for the microorganism when exposed to the same conditions. For the manufacture of the probiotic Prato cheeses the following treatments were studied: 1) addition of free L. acidophilus, 2) addition of L. acidophilus in pectin microcapsules, 3) addition of L. acidophilus in pectin microcapsules coated with heattreated whey protein. The probiotic cheeses presented typical composition of Prato cheese, with no difference between treatments. During 60 days of refrigerated storage, the cheeses had increased proteolysis, decreased firmness and showed good sensorial acceptance and purchase intention. Population of L. acidophilus in the cheeses decreased 1 log cycle during storage, with counts below the limit established by Brazilian legislation for probiotic products. There was no significant reduction of the probiotic microorganism during the simulation of the passage through the gastrointestinal tract. Although the results indicate the cheese is a suitable vehicle for the addition of probiotic microorganisms, the microencapsulation of probiotic Lactobacillus acidophilus LA5 did not confer additional protection for the microorganism in cheese under the conditions studied Doutorado Tecnologia de Alimentos Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: José de Assis Fonseca Faria Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: O sódio é um elemento essencial na alimentação, contudo, o seu consumo em excesso poderá ter efeitos nocivos para a saúde, tais como o aumento da pressão sanguínea e a redução da absorção de cálcio. Devido a estes efeitos, a redução do teor de sódio nos alimentos tem sido uma das prioridades nas campanhas realizadas por órgãos governamentais, nomeadamente no setor de laticínios onde o queijo é considerado um gênero alimentício com elevados níveis deste elemento. Dessa forma, o presente trabalho objetivou avaliar o efeito da substituição parcial de NaCl por KCl e MgCl2 nos parâmetros de qualidade do queijo cottage probiótico durante 28 dias de estocagem refrigerada e verificar a viabilidade da cultura starter e das culturas probióticas utilizadas para o processamento do queijo. Além disso, objetivou-se avaliar a aceitação sensorial para identificar direções para a melhoria de atributos sensoriais do produto perante consumidores. Com base nos resultados obtidos observou-se que o ideal de gosto salgado para o queijo cottage probiótico com NaCl foi de 1,12% (p/p), e as concentrações equivalentes em salinidade para todos os sais hipossódicos avaliados mantiveram-se as mesmas do NaCl (1,12% p/p). As contagens de Lactobacillus acidophilus e Bifidobacterium animalis subsp. lactis variaram de 7,74 a 6,20 e 8,58 a 7,93 log (UFC. g-1), respectivamente no primeiro e no último dia de estocagem, valores esses suficientes para benefícios à saúde humana. Porém, as contagens da cultura starter permaneceram baixas com valores inferiores a 3,0 log UFC. g-1 para todas as formulações. Com relação aos ácidos orgânicos, o ácido lático foi o mais encontrado em todas as formulações, seguido pelo ácido cítrico e ácido acético. Quanto a atividade proteolítica, os resultados demonstraram que a formulação controle (100% p/p NaCl sem probióticos) foi a que apresentou menor atividade durante 28 dias de estocagem refrigerada, diferindo estatisticamente das demais formulações. Todos os queijos desse estudo podem ser classificados como de baixo teor de gordura, porque o teor de gordura variou de 4.33 a 4.69 %, e muito alta umidade (74.60 a 75.59 %), segundo a legislação brasileira. A adição de culturas probióticas e a redução de sódio não provocaram mudanças significativas no perfil de ácidos graxos em todos os queijos formulados. Os resultados demonstraram que todas as formulações de queijo cottage apresentaram potencial probiótico, desde que consumidas numa quantidade adequada (2 porções diárias de 50 g), uma vez que as concentrações dos probióticos permaneceram dentro dos padrões estipulados pela legislação brasileira. Entre as formulações elaboradas com sais hipossódicos, a formulação mais aceita foi aquela com redução de sódio de 25% (p/p) de NaCl e substituição por KCl (12,5% p/p) e MgCl2 (12,5% p/p), e o atributo que mais afetou a aceitação dessas formulações foi a textura das amostras. Dessa forma, o queijo cottage probiótico demonstrou ser uma excelente matriz para inserção de sais-hipossódicos, pois não modifica o poder de salga em relação ao NaCl Abstract: Sodium intake is essential for the welfare of human being, however, its overconsumption may lead to unhealthy effects, namely increased blood pressure and lower calcium absorption. Due to the aforementioned effects, sodium content in food is one of the main focuses of attention in campaigns by government agencies, especially in the dairy sector where cheese is perceived as being a food with high sodium content. Thus, this study aimed to evaluate the effect of partial replacement of NaCl by KCl and MgCl2 on the parameters of quality probiotic cottage cheese during 28 days of refrigerated storage and to determine the viability of starter culture and probiotic cultures used in cheese processing. Furthermore, the objective was to evaluate the sensory acceptance to identify directions for improving the sensory attributes of the product before consumers.Using magnitude estimation method, the salty flavor in probiotic cottage was generated using 1.12% (w/w) NaCl, and equivalent concentrations in salinity for all low-sodium salts, was the same as for NaCl (1.12% w/w). The counts of Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium animalis subsp. lactis ranged from 7.74 to 6.20 and from 8.58 to 7.93 log (CFU. g-1), respectively in the first and last day of storage, enough for benefits to consumers. However, the starter culture counts remained at values below 3.0 log CFU. g-1 for all formulations. Lactic acid was the organic acid found in greater quantities in all formulations, followed by citric acid and acetic acid. The proteolytic activity results showed that the control formulation (100% w/w NaCl without probiotics) showed the lowest activity during 28 days of refrigerated storage, differing from the other formulations. All cheeses of this study can be classified as low-fat, because the fat content ranged 4.33 to 4.69% and very high humidity (74.6 to 75.59%), according to Brazilian regulation. The addition of probiotic cultures and reducing sodium did not cause significant changes in the fatty acid profile of all tested cheeses.The results showed that all the formulations showed probiotic potential if consumed in appropriate portion (2 portions of 50 g daily), since the concentration of probiotics remained within the Brazilian standards. Among formulations prepared with low-sodium salt the best one was that with a reduction of 25%(w/w) sodium substitution of KCl and NaCl (12.5% w/w) and MgCl2 (12.5% w/w) and the attribute that most affected the acceptance was the texture of the samples. Thus, the probiotic cottage cheese proved to be an excellent matrix for the insertion of low-sodium salts, because it does not change the power of brining in relation to NaCl Mestrado Tecnologia de Alimentos Mestra em Tecnologia de Alimentos

Orientadores: Walkiria Hanada Viotto, Cláudio Francisco Tormena Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: O requeijão cremoso é um dos tipos de queijos processados mais consumidos no Brasil. Para sua produção é necessária a utilização de sais emulsificantes, geralmente polifosfatos de sódio, capazes de promover os fenômenos de peptização e cremificação da massa. O requeijão pode ser obtido a partir de diferentes tipos de massa, que diferem entre si, principalmente, pelo pH. O pH é um dos fatores que mais influenciam a funcionalidade e textura de queijos. Além disso, pHs ácidos também são conhecidos como agentes catalisadores de reações de hidrólise de polifosfatos. O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito do pH (5,2, 5,6, 6,0, 6,4, 6,8) sobre a hidrólise dos polifosfatos adicionados durante a fabricação do requeijão e seus efeitos sobre a composição química, propriedades de textura e microestrutura dos queijos. O trabalho foi dividido em duas etapas: 1) efeito do pH na hidrólise de polifosfatos em água, leite e em solução de caseinato de cálcio por espectroscopia de RMN de ³¹P; 2) efeito do pH na hidrólise de polifosfatos e propriedades funcionais de requeijão cremoso. Em água e leite, a taxa de hidrólise aumentou com a diminuição do pH, sendo maior em leite devido à presença dos íons Ca2+. No caseinato de cálcio, a maior taxa de hidrólise ocorreu à pH 5,6 ao invés do pH 5,2, provavelmente em função do efeito conjunto dos íons H+ e maior mobilidade molecular. O comportamento da hidrólise dos polifosfatos no requeijão foi similar ao ocorrido no caseinato de cálcio. No requeijão cremoso, a hidrólise foi mais intensa do que no caseinato de cálcio, provavelmente devido ao alto grau de agitação a que o requeijão é submetido durante o processo. O pH também influenciou os parâmetros de textura e microestrutura dos queijos. Os requeijões fabricados a partir de massas com menores valores de pH (5,2 e 5,6) apresentaram maior firmeza e adesividade, com a presença de grandes agregados proteicos, como revelado pela microestrutura dos queijos. A pHs mais elevados (6,0 a 6,8), os requeijões apresentaram uma diminuição da firmeza e adesividade, apresentando uma rede proteica mais densa e homogênea, com maior absorção de água pela matriz Abstract: "Requeijão cremoso" is the most consumed process cheese variety in Brazil. For its production, it is necessary to use emulsifying salts, generally sodium polyphosphates, capable of promoting the phenomenon of curd peptization and creaming. The "requeijão" may be obtained from different types of curd, which differ mainly in pH. The pH is one of the factors that has the major influence on the functionality and texture the cheese. Furthermore, acid pHs are also known as catalysts agents polyphosphates hydrolysis reactions. The aim of this study was to evaluate the effect of pH (5,2, 5,6, 6,0, 6,4, 6,8) on the hydrolysis of polyphosphates added during the manufacture of cheese and its effect on the chemical composition, texture properties and microstructure of cheeses. The study was divided into two parts: 1) effect of pH on hydrolysis of polyphosphates in water, milk and in a solution of calcium caseinate by ³¹P NMR spectroscopy; 2) Effect of pH on hydrolysis of polyphosphates and functional properties of "requeijão cremoso". In water and milk, the rate of hydrolysis increased with decreasing pH, which is higher in milk due to the presence of Ca2+ ions. In calcium caseinate, the high rate of hydrolysis takes place at pH 5,6 instead of pH 5.2, probably due to the combined effect of H+ ions and higher molecular mobility. The behavior of polyphosphate hydrolysis in "requeijão" was similar to the calcium caseinate. In "requeijão cremoso" the hydrolysis was higher than those in calcium caseinate, probably due to the high degree of agitation to which the "requeijão cremoso" is subjected during the process. The pH also influenced the parameters of texture and microstructure of the cheeses. Cheeses made from curd with lower pH values (5.2 and 5.6) showed greater hardness and adhesiveness, with the presence of large protein aggregates, as disclosed by the microstructure of the cheeses. The "requeijão cremoso" made with curds with higher pH values (6.0 to 6,8) showed lower values for hardness and adhesiveness and a more dense and homogeneous protein network with higher water absorption by the matrix Mestrado Tecnologia de Alimentos Mestra em Tecnologia de Alimentos CAPES

Orientador: Marta Cristina Teixeira Duarte Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: As disfunções metabólicas causadas pelo desequilíbrio da microbiota intestinal estão sendo associadas ao consumo de alimentos industrializados. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar espécies de bactérias probióticas e a ação "in vitro" de aditivos alimentares usados como conservadores e edulcorantes, bem como possíveis substitutos destes aditivos, como cascas de frutas e óleos essenciais. A ação sobre o crescimento das bactérias foi investigada através de teste turbidimétrico, pela concentração inibitória mínima (MIC) e concentração bactericida mínima (MBC). Em seguida, as culturas probióticas foram expostas aos compostos com maior ação antimicrobiana e submetidas a cultivo em meio com inulina para investigação da produção de ácidos graxos de cadeia curta (acetato, propionato e butirato), que foram analisados em cromatografia líquida. Os resultados obtidos mostraram que os conservadores sorbato de potássio (25 mg/mL), benzoato de sódio (5 mg/mL), bissulfito de sódio (0,7 mg/mL) e 1,5 mg/mL dos óleos essenciais de canela (Cinnamomum zeilanicum), cravo (Eugenia caryophyllata), orégano (Origanum vulgare) e capim-limão (Cymbopogon citratus) apresentaram maior ação antimicrobiana sobre as espécies estudadas. Lacticaseibacillus rhamnosus foi avaliada quanto à atividade metabólica por citometria de fluxo, o que demonstrou que o sorbato de potássio causou injúria e morte em 35% da população e redução da produção de ácidos graxos de cadeia curta. A sacarina, um dos edulcorantes avaliados, apresentou ação antimicrobiana na concentração de 5 mg/mL, e reduziu a produção de ácidos graxos de cadeia curta pelas espécies Lactococcus lactis, Lactobacillus acidophilus e L. rhamnosus. O óleo essencial de canela apresentou o menor valor de MIC, de 0,31 mg/mL, para Bifidobacterium longum. Este óleo essencial causou injúria em 27% das células de L. rhamnosus e diminuição da produção de ácidos graxos de cadeia curta em L. rhamnosus, Lactobacillus acidophilus e Lactococcus lactis. Em relação aos extratos, a casca de melancia (Citrullus lanatus) agiu sobre L. acidophilus, L. rhamnosus e B. longum com inibições, avaliada pelo teste turbidimétrico, de 13, 10 e 24%, e na produção de ácido acético de 62, 90 e 17%, respectivamente. Assim, este extrato foi selecionado para identificação de sua composição química. Por fim, o óleo essencial de cravo apresentou maior concentração de compostos fenólicos, com 902,6 mg Equivalente Ácido Gálico (EAG)/ g amostra. A análise química do extrato etanólico da casca de melancia mostrou a presença de 19 compostos fenólicos dentre 49 moléculas principais encontradas, sendo a concentração deste componente de 11,7 mg EAG/g de amostra Abstract: Metabolic dysfunctions caused by the imbalance of the gut microbiota have been associated with the consumption of processed foods. Thus, this study aimed to evaluate probiotic bacteria species and the "in vitro" effects of food additives used as preservatives and sweeteners, as well as their substitutes, such as fruit peels and essential oils. The inhibition of bacterial growth was evaluated by turbidimetric detection, minimal inhibitory concentration (MIC), and minimum bactericidal concentration (MBC). Then, the probiotic cultures were exposed to the compounds with greater antimicrobial properties and subjected to cultivation in an inulin-based medium for the production of short-chain fatty acids (acetate, propionate, and butyrate), which went analyzed by liquid chromatography. The results showed that potassium sorbate (25 mg / mL), sodium benzoate (5 mg / mL), sodium bisulfite (0,7 mg / mL), and 1,5 mg/mL of cinnamon (Cinnamomum zeilanicum), cloves (Eugenia caryophyllata), oregano (Origanum vulgare), and lemongrass (Cymbopogon citratus) essential oils exhibited greater antimicrobial power on the species studied. The metabolic activity determined by flow cytometry with Lacticaseibacillus rhamnosus demonstrated that potassium sorbate led to 35% of cell damage, and death, and lower production of short-chain fatty acids. An antimicrobial effect was observed for saccharin at 5 mg/mL, and lower production of short-chain fatty acids for the Lactococcus lactis, Lactobacillus acidophilus, and L. rhamnosus species. Cinnamon essential oil had the lowest MIC (0,31 mg / mL) for Bifidobacterium longum, and caused damage in 27% of the L. rhamnosus cells, with lower production of short-chain fatty acids for the L. rhamnosus, Lactobacillus acidophilus, and Lactococcus lactis species. Concerning the extracts studied, the watermelon peel (Citrullus lanatus) ethanolic extract presented a higher inhibitory effect on L. acidophilus, L. rhamnosus, and B. longum, with 13, 10, and 24% inhibition, and 62, 90, and 17% reduction of acetic acid production, respectively. The clove essential oil showed a higher amount of phenolic compounds, with a 902,6 mg GAE/g sample. Finally, 49 compounds were identified in the chemical characterization of the watermelon peel ethanolic extract, of which 19 were phenolic compounds, with a value of 11,7 mg GAE/g of sample Doutorado Ciência de Alimentos Doutora em Ciência de Alimentos

Orientador: Anderson de Souza Sant'Ana Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: Produtos lácteos fermentados são alimentos mundialmente consumidos e caracterizam-se como um dos principais veículos para a adição de probióticos. Nos últimos anos, a pré-submissão ou pré-cultivo de probióticos à condições de estresse têm-se apresentado como uma prática eficaz no aumento da viabilidade destes micro-organismos durante processos fermentativos e de secagem. Apesar da aplicação de probióticos pré-submetidos à condições de estresse em iogurtes naturais ter sido relacionada com a alteração do metaboloma destes micro-organismos, ainda inexistem trabalhos que demonstrem o impacto de culturas probióticas "estressadas" ou "adaptadas" em aspectos nutricionais (como na bioacessibilidade de vitaminas e minerais) de leites fermentados e iogurtes naturais ou fortificados. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da pré-submissão de Lactobacillus acidophilus à condições de estresse na cinética de crescimento, viabilidade e metaboloma gerado durante a produção de leites fermentados naturais e fortificados com bagaço de laranja (fonte de minerais) ou polpa de buriti (fonte de carotenoides). E, posteriormente, avaliar o impacto desta adição em efeitos relacionados à saúde e na bioacessibilidade de carotenoides provitamina A e cálcio. A cepa probiótica de L. acidophilus DSM 13241 foi separadamente pré-submetida à condições de estresse ácido, oxidativo e osmótico, sendo posteriormente inoculada ao leite, em mono ou co-cultura com Streptococcus thermophilus e L. delbrueckii subsp. bulgaricus, para a fabricação dos leites fermentados e iogurtes naturais ou fortificados. A cinética de crescimento e viabilidade das culturas utilizadas foram avaliadas durante o processamento e vida de prateleira dos produtos fabricados. A composição de metabólitos voláteis foi avaliada por Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas (CG-MS). A composição de metabólitos não voláteis foi avaliada por Ressonância Magnética Nuclear (RMN). A bioacessibilidade de cálcio e carotenoides foi inicialmente avaliada por ensaios in vitro simulando respectivamente a diálise e micelização destes compostos. E, a bioacessibilidade de carotenoides provitamina A e cálcio e o impacto dos produtos fermentados fortificados na atividade do sistema antioxidante endógeno, expressão de proteínas endógenas de resposta ao estresse (HSPs), composição da microbiota fecal e saúde óssea foram avaliadas através de um ensaio in vivo utilizando ratos machos saudáveis da linhagem Wistar (n=6) por um período de 60 dias. Os resultados demonstraram que a pré-submissão de L. acidophilus à condições de estresse ácido, oxidativo e osmótico foi responsável por alterar a taxa de multiplicação, o tempo de fase lag e em alguns casos a viabilidade das culturas probiótica e starter. A utilização da cultura "estressada" impactou na produção de compostos voláteis e na bioacessibilidade de cálcio e carotenoides dos produtos avaliados. Além disso, o ensaio in vivo demonstrou que o consumo de produtos fermentados fortificados aumentou a absorção de vitamina A, expressão de HSPs e atividade do sistema antioxidante endógeno; além de em alguns casos modificar a abundância relativa de determinados gêneros presentes na microbiota fecal, aumentar a produção de ácidos graxos de cadeia curta e reduzir a concentração de lipopolissacarídeo no sangue. Desta maneira, os resultados do presente estudo demonstram novos achados com relação à aplicação de micro-organismos probióticos submetidos à condições de estresse em produtos fermentados naturais e fortificados aumentando a compreensão dos impactos decorrentes de sua utilização tanto nas características relacionadas ao processo e produto como no que diz respeito ao seu valor nutricional e terapêutico Abstract: Fermented dairy products are widely consumed foods and are characterized as one of the main vehicles for the addition of probiotics. In recent years, a pre-submission or pre-cultivation of probiotics to stress conditions has been shown to be an effective practice in increasing the viability of these microorganisms during fermentation and drying processes. Although the application of pre-cultured probiotics to stress conditions in natural yogurts has been related to a change in the metabolome of these microorganisms, there are still no studies that demonstrate the impact of "stressed" or "adapted" probiotic cultures in nutritional aspects (such as in the bioaccessibility of vitamins and minerals) of natural or fortified fermented milk and yogurts. Given the above, the objective of this work was to study the effect of pre-submission of Lactobacillus acidophilus to stress conditions on growth kinetics, viability and metabolome generated during the production of natural fermented milks and fortified with orange by-product (source of minerals) or buriti pulp (source of carotenoids). And, later, to evaluate the impact of this addition on health-related effects and on the bioaccessibility of carotenoids provitamin A and calcium. The probiotic strain of L. acidophilus DSM 13241 was pre-submitted to oxidative, acid, and osmotic stress conditions, being subsequently inoculated into milk, in mono or co-culture with Streptococcus thermophilus and L. delbrueckii subsp. bulgaricus, for the manufacture of natural or fortified fermented milk and yogurts. The growth kinetics and viability of the cultures used were evaluated during the processing and shelf life of the manufactured products. The composition of volatile metabolites was evaluated by Gas Chromatography coupled to Mass Spectrometry (GC-MS). The composition of non-volatile metabolites was evaluated by Nuclear Magnetic Resonance (NMR). The bioaccessibility of calcium and carotenoids was assessed by in vitro tests simulating, respectively, the dialysis and micellization of these compounds. And the bioaccessibility of carotenoids provitamin A and calcium and the impact of fortified fermented products on the activity of the endogenous antioxidant system, expression of endogenous stress response proteins (HSPs), composition of the fecal microbiota, and bone health were performed through an in vivo assay using healthy male Wistar rats (n = 6) for 60 days. The results demonstrated that the pre-submission of L. acidophilus to acid, oxidative, and osmotic stress conditions was responsible for altering the multiplication rate, the lag phase time, and in some cases the viability of the probiotic and starter cultures. The use of the "stressed" culture had an impact on the production of volatile compounds and on the bioaccessibility of calcium and carotenoids in the evaluated products. Besides, the in vivo test demonstrated that the consumption of fortified fermented products increased the absorption of vitamin A, expression of HSPs, and activity of the endogenous antioxidant system; in addition to in some cases modifying the relative abundance of certain genera present in the fecal microbiota, increasing the production of short-chain fatty acids and reducing the lipopolysaccharide blood content. In this way, the results of the present study demonstrate new findings regarding the application of probiotic microorganisms subjected to stress conditions in natural and fortified fermented products, increasing the understanding of the impacts resulting from their use, both in the characteristics related to the process and product and in the regards its nutritional and therapeutic value Doutorado Ciência de Alimentos Doutora em Ciência de Alimentos FAPESP 2016/12001-0 CNPQ CAPES

Orientador: Mirna Lúcia Gigante Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: As proteínas lácteas são consideradas as principais fontes de peptídeos bioativos que podem apresentar diversos efeitos benéficos à saúde tais como atividades antimicrobiana, antioxidante, imunomodulatória, opióide, carreadora de minerais e anti-hipertensiva. Esses peptídeos estão presentes nas proteínas precursoras em sua forma latente e podem apresentar atividade biológica se liberados pela ação enzimática durante o processamento ou digestão de leite e produtos lácteos. No caso do queijo, esses peptídeos podem ser formados pela proteólise que ocorre nos processos de fermentação, fabricação e maturação. De forma geral, todos os fatores que afetam a proteólise em queijos podem também afetar a liberação de peptídeos bioativos. Esses fatores incluem as culturas láticas utilizadas no processamento, o teor de sal e o tempo de maturação. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivos avaliar o efeito da adição de uma cultura adjunta proteolítica, da redução no teor de sal e do tempo de maturação sobre perfil de peptídeos e potencial anti-hipertensivo de queijo Prato, bem como avaliar o efeito da digestão gastrointestinal sobre o perfil de peptídeos formado durante fabricação e maturação do queijo. Para alcançar esses objetivos, as atividades do projeto foram divididas em três etapas. Na primeira etapa, o potencial da cultura adjunta Lactobacillus helveticus LH-B02 para modificação do perfil de peptídeos do queijo Prato foi avaliado durante 60 dias de maturação. Na segunda etapa do projeto, foram avaliados os efeitos da adição da cultura adjunta Lactobacillus helveticus LH-B02, da redução de 25% no teor de sal e do tempo de maturação (120 dias) sobre o perfil de peptídeos e atividade inibidora da enzima conversora de angiotensina (ECA) do queijo Prato. Na terceira e última etapa do projeto, o perfil de peptídeos de queijos Prato com e sem a adição de Lactobacillus helveticus LH-B02 foi acompanhado durante a simulação in vitro da digestão gastrointestinal, utilizando dois modelos de digestão, o modelo estático proposto pela rede de cooperação internacional INFOGEST e o simulador do ecossistema microbiano humano (SEMH®), um modelo dinâmico de simulação da digestão. O perfil de peptídeos dos queijos e das amostras obtidas nas etapas das simulações in vitro da digestão gastrointestinal foram avaliadas por espectrometria de massas por ionização e dessorção a laser assistida por matriz (MALDI-MS). Os resultados revelaram que tanto a adição de Lactobacillus helveticus LH-B02 quanto a redução de sal modificaram o perfil de peptídeos do queijo Prato. A adição de Lactobacillus helveticus como cultura adjunta na fabricação de queijo Prato resultou em maior atividade inibidora da ECA, sendo, portanto, uma estratégia eficaz para aumentar o potencial bioativo do queijo. As simulações in vitro da digestão gastrointestinal em modelos estático e dinâmico demonstraram que a hidrólise enzimática que ocorre durante a digestão aproximou o perfil de peptídeos de queijos produzidos com e sem a adição da cultura adjunta. Abstract: Dairy proteins are considered the main sources of bioactive peptides that may have several beneficial health effects such as antimicrobial, antioxidant, immunomodulatory, opioid, mineral carrier, and antihypertensive activities. These peptides are present in the precursor proteins in their latent form and may present biological activity if released through enzymatic hydrolysis that occurs during the processing or digestion of milk and dairy products. In cheeses, these peptides can be released by the proteolysis that occurs in the fermentation, manufacturing and ripening processes. In general, every factor that affects proteolysis in cheese may also affect the release of bioactive peptides. These factors include the lactic cultures used in the cheesemaking process, the salt content and the ripening time. In this context, the present study aimed to evaluate the effect of the addition of an adjunct proteolytic lactic culture, the reduction in salt content and the ripening time on the peptide profile and antihypertensive potential of Prato cheese, as well as to evaluate the effect of the gastrointestinal digestion on the peptide profile formed during cheese manufacturing and ripening. To achieve these objectives, the project activities were divided into three phases. In the first phase, the potential of the adjunct culture Lactobacillus helveticus LH-B02 to modify the peptide profile of Prato cheese was evaluated during 60 days of ripening. In the second phase of the project, the effects of the addition of the adjunct culture Lactobacillus helveticus LH-B02, the reduction of 25% in the salt content and the ripening time (120 days) on the peptide profile and the angiotensin-converting enzyme inhibitory activity (ACE) of Prato cheese were evaluated. In the third and last phase of the project, the peptide profiles of Prato cheese produced with and without the addition of Lactobacillus helveticus LH-B02 were tracked during the in vitro simulation of gastrointestinal digestion using two digestion models, the static model proposed by the INFOGEST international cooperation network and the simulator of the human microbial ecosystem (SHIME®), a dynamic digestion simulation model. The peptide profile of cheeses and digests from different stages of the in vitro simulations of gastrointestinal digestion were evaluated by matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry (MALDI-MS). The results showed that the addition of Lactobacillus helveticus LH-B02 and the reduction of salt content modified the peptide profile of Prato cheese. The addition of Lactobacillus helveticus as an adjunct culture in the manufacture of Prato cheese resulted in a higher ACE-inhibitory activity, thus being an effective strategy to increase the bioactive potential of the cheese. The in vitro simulations of gastrointestinal digestion in static and dynamic models showed that enzymatic hydrolysis that occurs during digestion approximated the peptide profile of cheeses produced with and without the addition of the adjunct culture. Doutorado Tecnologia de Alimentos Doutora em Tecnologia de Alimentos CAPES 88881.188480/2018-01 CNPQ 140739/2016-5

Orientador: Adriana Pavesi Arisseto Bragotto Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: O leite é um alimento altamente nutritivo, possui custo relativamente baixo e consumo amplamente difundido no Brasil e no mundo, abrangendo toda a pirâmide populacional, seja na forma in natura ou de produtos derivados, como o queijo. Entretanto, esses alimentos podem ter sua qualidade e inocuidade comprometidas em função do uso de fármacos veterinários na criação dos animais, com consequências negativas tanto do ponto de vista tecnológico como de saúde pública. Os antibióticos ionóforos poliéteres são amplamente utilizados na criação animal mundial, não apenas para tratar infecções, mas também como promotores de crescimento em bovinos de corte e no aumento da lactação em bovinos de leite e outros animais. Resíduos desses fármacos têm sido encontrados em diversos alimentos, como ovos, leite e carne, mas não há informações na literatura sobre sua ocorrência em produtos lácteos. O objetivo principal deste trabalho foi realizar um estudo sobre a presença de resíduos de ionóforos poliéteres em leite pasteurizado e queijo Minas Frescal, investigando a influência desses compostos no processo de fermentação do leite e nas etapas de produção do queijo, e contribuindo para um melhor entendimento dos riscos à saúde relacionados à presença destes fármacos na dieta. Inicialmente, foi feito um estudo de ocorrência dos ionóforos poliéteres (lasalocida, maduramicina, monensina, narasina, salinomicina e semduramicina) em amostras comerciais de leite pasteurizado por cromatografia líquida de alta eficiência acoplada à espectrometria de massas (LC-MS/MS). Verificou-se que apenas resíduos de monensina foram encontrados nas 40 amostras analisadas. Esse ionóforo foi confirmado em 45% das amostras e quantificado em 32,5%, em concentrações variando de 0,1 a 0,27 ?g kg-1. Em seguida, foi desenvolvido um método quantitativo para a determinação de ionóforos poliéteres (lasalocida, monensina e salinomicina) em queijo Minas Frescal por cromatografia líquida de ultra eficiência acoplada à espectrometria de massas (LC-MS/MS). O método desenvolvido foi validado em relação à linearidade, efeito da matriz, seletividade, limites de detecção (LOD) e quantificação (LOQ), exatidão (teste de recuperação) e precisão (repetibilidade e precisão intermediária), limite de decisão (CC?) e capacidade de detecção (CC?) e se mostrou adequado para a identificação e quantificação dos compostos no queijo Minas Frescal, pois atingiu todos os parâmetros exigidos pelo protocolo de validação adotado. Foram avaliadas 60 amostras de queijo Minas Frescal comerciais e apenas foram encontrados resíduos de monensina, que foi detectada em 55% das amostras e quantificada em cinco delas em níveis médios variando de 1,00 a 1,73 ?g kg?1. O método proposto demonstrou a adequação para monitorar essas substâncias no queijo. Por fim, foi investigada a influência do resíduo de monensina presente no leite em processos fermentativos bem como a estabilidade dessa substância durante o processamento do queijo Minas Frescal. Os resultados mostraram pela primeira vez que o fármaco não interfere na fermentação e pode se concentrar no queijo, demonstrando a estabilidade dessa substância frente aos processos de pasteurização e fabricação do produto. Apesar de constatada uma alta incidência de amostras contendo monensina, cálculos preliminares de exposição demonstraram que sua ingestão está muito abaixo da Ingestão Diária Aceitável (IDA) e que as concentrações da substância encontradas em leite pasteurizado e queijo Minas Frescal não representam um risco à saúde. Este é um trabalho inédito na literatura que pretendeu contribuir para um melhor entendimento dos riscos à saúde relacionados à presença destes fármacos na dieta e seus impactos na fabricação de produtos lácteos Abstract: Milk is a highly nutritious food, has relatively low cost and it is widely consumed in Brazil and the world, covering the entire population pyramid, whether being consumed as a beverage or as a derived products, such as cheese. However, these foods may have their quality and safety compromised due to the use of veterinary drugs in animal husbandry, with negative consequences from both a technological and public health point of view. Polyether ionophore antibiotics are widely used in animal husbandry worldwide, not only to treat infections but also as growth promoters in beef cattle and in the increase of lactation of dairy cows and other animals. Residues of these drugs have been reported in various foods, such as eggs, milk and meat, but there is no information in the literature about their occurrence in dairy products. The main aim of this work was to conduct a study about the presence of polyether ionophores residues in pasteurized milk and Minas Frescal cheese, investigating the influence of these compounds on the milk fermentation process and cheese production stages, and contributing to a better understanding of the health risks related to the presence of these drugs in the diet. Initially, a survey of polyether ionophores (lasalocid, maduramicin, monensin, narasin, salinomycin and semduramicin) in commercial samples of pasteurized milk was performed by using high performance liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-MS/MS). Only residues of monensin were found in the 40 samples analyzed. This ionophore was confirmed in 45% of the samples and quantified in 32.5%, at concentrations ranging from 0.1 to 0.27 ?g kg-1. Posteriorly, a quantitative method was developed for the determination of polyether ionophores (lasalocida, monensin and salinomycin) in Minas Frescal cheese by ultra high-performance liquid chromatography coupled with triple quadrupole mass spectrometry (LC-MS/MS). The developed method was validated in relation to linearity, matrix effect, selectivity, detection limits (LOD) and quantification limits (LOQ), accuracy (recovery test), precision (repeatability and intermediate precision), decision limit (CC?) and detection capacity (CC?). The method proved to be appropriated for the identification and quantification of these compounds in Minas Frescal cheese, as it fulfilled all the parameters required by the adopted validation protocol. Sixty commercial samples of Minas Frescal cheese were evaluated by the validated method and only monensin residues were found, which was detected in 55% of samples and quantified in five of them at average levels ranging from 1.00 to 1.73 ?g kg?1. The proposed method demonstrated to be suitable to monitor these substances in cheese. Finally, the influence of monensin residues on fermentative processes as well as the stability of this substance during the processing of Minas Frescal cheese were investigated. The results showed for the first time that the drug does not interfere with fermentation and concentrates on cheese, demonstrating the stability of this substance during the heat treatment and cheese making process. Although a high incidence of monensin was found in the samples, preliminary exposure calculations showed that its intake is well below the Acceptable Daily Intake (ADI) and the concentrations found in pasteurized milk and Minas Frescal cheese do not represent a health risk. This is a new work in the literature that aimed to contribute to a better understanding of the health risks related to the presence of these drugs in the diet and their impacts on the manufacture of dairy products Doutorado Ciência de Alimentos Doutor em Ciência de Alimentos CAPES 3300301702P1

Orientadores: Anderson de Souza Sant'Ana, Rafael Chacon Ruiz Martinez Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: O emprego de esporos probióticos de Bacillus é uma alternativa promissora para o desenvolvimento de novos alimentos probióticos, visto que micro-organismos probióticos dos gêneros Lactobacillus e Bifidobacterium possuem baixa resistência a etapas do processamento de alimentos que são mais agressivos como o tratamento térmico, acidificação, refrigeração, baixa umidade. Apesar do exposto anteriormente, em nosso conhecimento não existem estudos sobre a aplicação de micro-organismos esporulados probióticos em alimentos no Brasil. O uso de matrizes alimentícias como carreadoras de probióticos são importantes, visto que seu consumo além de fornecer nutrientes básicos, podem ser fontes de compostos bioativos e micro-organismos benéficos à saúde. O requeijão cremoso é um produto tipicamente brasileiro e de alto consumo, o que faz dele uma matriz promissora para inoculação de bactérias probióticas a fim de promover ingestão contínua, propiciando maior viabilidade e colonização desses microorganismos no trato gastrintestinal (TGI) do homem e dessa maneira promover saúde. Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento destes micro-organismos em matrizes alimentícias (requeijão cremoso, suco de laranja e pão caseiro), no seu processamento e estocagem, e frente às condições simuladas do TGI, assim como avaliar parâmetros de saúde em ratos Wistar alimentados com requeijão cremoso adicionado de esporos de Bacillus probiótico. Além disso, fez-se uso da modelagem preditiva visando o entendimento da cinética de inativação de micro-organismos probióticos em condições simuladas dos fluidos gastrointestinais (estática e dinâmica). Os esporos probióticos de Bacillus apresentaram elevado percentual de sobrevivência (acima de 80%) quando comparadas às bactérias ácido láticas (BAL) probióticas, expostos as condições do TGI ao final da vida de prateleira dos alimentos testados, estando acima de 6 log UFC/g ou mL do produto. A adição dos esporos de Bacillus probióticos na etapa de fusão do requeijão cremoso (90º/5 min) mostrou-se a mais apropriada, facilitando o processo tecnológico, mantendo boa viabilidade das cepas probióticas e evitando a recontaminação do produto final. Durante o processamento do requeijão cremoso, esporos probióticos de B. coagulans GBI-30 6086 apresentaram melhor sobrevivência durante todas as etapas do processamento do requeijão cremoso, exibindo populações acima de 6 log esporos/g ao longo da vida de prateleira do produto (45 dias a 6ºC). O consumo dessa matriz probiótica, por ratos sadios, não afetou a homeostase metabólica dos animais estudados, sem alterações nos parâmetros hematológicos, bioquímicos e moleculares (estresse e antioxidante), indicando que esporos probióticos em estudo são seguros. Os dados das contagens das populações de micro-organismos probióticos expostos às diferentes valores de pH nas condições gástricas simuladas foram modulados em um modelo cinético de inativação log linear com cauda. Os esporos dos Bacillus probióticos mantiveram¿se estáveis durante toda a digestão, mostrando uma boa resistência às soluções do trato gastrintestinal, não gerando modelo matemático. A avaliação dos parâmetros de inativação para L. paracasei PXN 37 foi significativo em pH 1 (R2>0,90), onde apresentou contagens de células viáveis baixas (aproximadamente 1 ciclo log UFC/g ou mL), no suco de laranja e no requeijão cremoso. Dessa maneira, o emprego de esporos probióticos de Bacillus sp. inoculados em alimentos deve ser mais explorado, possibilitando a indústria alimentícia elaborar diferentes matrizes alimentares com atributos funcionais/probiótico, alcançando maior parcela da população e propiciando saúde de forma preventiva e natural Abstract: The use of Bacillus spores probiotic is a promising alternative for the development of novel probiotic foods, since probiotic microorganisms of the genera Lactobacillus and Bifidobacterium have low resistance to food processing steps that are more aggressive such as heat treatment, acidification, refrigeration and low humidity. Despite the above, in our knowledge there are no studies on the application of probiotic sporeforming microorganisms in foods in Brazil. The use of food matrices as probiotic carriers is important, since their consumption in addition to providing basic nutrients, can be sources of bioactive compounds and microorganisms beneficial to health. The spreadable processed cheese (requeijão cremoso) is a typical Brazilian product with a high consumption, which makes it a promising matrix for the inoculation of probiotic bacteria in order to promote continuous ingestion, providing greater viability and colonization of these microorganisms in the gastrointestinal tract (GIT) of man and in this way promote health. The objective of this study was to evaluate the behavior of these microorganisms in food matrices (spreadable processed cheese, orange juice and homemade bread), in their processing and storage, and against the simulated GIT conditions, as well as to evaluate health parameters in Wistar rats fed with creamy curd added with probiotic Bacillus spores. In addition, predictive modeling was used to understand the kinetics of inactivation of probiotic microorganisms under simulated conditions of gastrointestinal (static and dynamic) fluids. Bacillus spores probiotics showed a high percentage of survival (over 80%) when compared to probiotic lactic acid bacteria (LAB), exposed to TGI conditions at the end of the shelf life of the tested foods, being above 6 log CFU/g or ml of the product. The addition of the Bacillus spores probiotic in the cream cheese (90º/5 min) fusion stage proved to be the most appropriate, facilitating the technological process, maintaining good viability of the probiotic strains and avoiding the recontamination of the final product. During processing of the spreadable processed cheese, probiotic spores of B. coagulans GBI-30 6086 showed better survival during all stages of spreadable processed cheese processing, exhibiting populations above 6 log spores/g over the shelf life of the product (45 days at 6°C). The consumption of this probiotic matrix by healthy rats did not affect the metabolic homeostasis of the studied animals, without alterations in hematological, biochemical and molecular parameters (stress and antioxidant), indicating that probiotic spores are safe. Data from the counts of populations of probiotic microorganisms exposed to different pH values in the simulated gastric conditions were modulated in a log linear inactivation kinetic model with tail. Bacillus spores probiotics remained stable throughout the digestion, showing good resistance to gastrointestinal tract solutions, not generating a mathematical model. The evaluation of the inactivation parameters for L. paracasei PXN 37 was significant at pH 1 (R2> 0.90), where it presented low viable cell counts (approximately 1 log cycle CFU/g or mL), orange juice and spreadable processed cheese. Thus, the use of Bacillus sp. spores probiotics inoculated in food should be further explored, allowing the food industry to elaborate different food matrices with functional attributes, reaching a larger portion of the population and providing health in a preventive and natural way Doutorado Ciência de Alimentos Doutora em Ciência de Alimentos FAPESP 2013/21544-9

Orientadores: Anderson de Souza Sant'Ana, Pablo Christiano Lollo Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: Micro-organismos dos gêneros Lactobacillus e Bifidobacterium são os mais utilizados como culturas probióticas em alimentos. No entanto, algumas cepas de bactérias formadoras de esporos, tais como Bacillus coagulans, Bacillus subtilis, Bacillus polyfermenticus e Bacillus pumilus têm sido recentemente caracterizadas como probióticas. A principal vantagem das cepas probióticas de Bacillus frente à Lactobacillus e Bifidobacterium, reside no fato de sobreviverem melhor às condições gástricas e intestinais adversas em animais em virtude da formação de esporos. Apesar disto, o estudo da aplicação dos micro-organismos probióticos esporulados, Bacillus, em alimentos são incipientes e também faltam informações sobre o comportamento destes micro-organismos durante o processamento/estocagem de diferentes alimentos, impacto sobre a microbiota intestinal e, benefícios à saúde influenciados por diferentes matrizes. Desta forma, o presente estudo objetivou caracterizar a resistência de diversas cepas de Bacillus probióticos frente à diferentes processos/condições de produção de alimentos e elucidar o impacto de diferentes matrizes alimentares (lácteas e vegetais) na sobrevivência/funcionalidade de cepas probióticas de Bacillus no trato gastrointestinal, na modulação da microbiota intestinal e benefícios à saúde em ratos machos da linhagem Wistar. Em nosso estudo, Bacillus mostrou sobrevivência/resistência a todos os processos tecnológicos. Entretanto, o comportamento/resistência das cepas de Bacillus variou de processo para processo. Além disso, a sobrevivência e a especificidade do Bacillus no processo tecnológico e no alimento, respectivamente, variaram de cepa para cepa, assim a resposta pode ser considerada como cepa-dependente. Estudos complementares devem ser feitos para entender o mecanismo de ação e as diferenças protéicas envolvidas na resistência e especificidade da cepa ao processo e alimento em particular, respectivamente. Portanto, nosso estudo está trazendo grandes contribuições para a diversificação no mercado de alimentos probióticos. Ainda, no geral, Bacillus coagulans GBI-30, 6086 apresentou elevada resistência ao processo de forneamento e também durante o armazenamento. Portanto, ambos os pães de forma tradicionais e integrais são matrizes alimentares promissoras como transportadoras de probióticos. No entanto, o pão de forma integral mostrou maior capacidade para proteger a cepa probiótica, possivelmente pela presença de fibras na sua composição. Adicionalmente, percebeu-se que é evidente a necessidade de testes in vitro que precedem experiências in vivo. De acordo com a elevada sobrevivência de B. coagulans GBI-30, 6086 observadas em duas matrizes alimentares, tanto o suco como o iogurte provaram, possivelmente, ser excelentes matrizes alimentares para funcionarem como transportadores probióticos durante a passagem através do trato gastrointestinal (in vitro). O desenvolvimento de produtos alimentares contendo B. coagulans GBI-30, 6086 é muito promissor para o crescimento da área de alimentos funcionais. O estudo in vivo mostrou que o iogurte apresenta vantagens frente ao suco. Uma vez que o consumo diário de iogurte contendo o probiótico B. coagulans GBI-30, 6086 durante 21 dias foi capaz de diminuir significativamente os níveis de glicose e triglicerídeos e modular a microbiota intestinal. Assim, o iogurte pode ser uma matriz alimentar mais eficiente para o fornecimento de probióticos Abstract: Microorganisms of the genus Lactobacillus and Bifidobacterium are the most used as probiotic cultures in foods. However, some strains of spore-forming bacteria, such as Bacillus coagulans, Bacillus subtilis, Bacillus polyfermenticus and Bacillus pumilus have recently been characterized as probiotic. The main advantage of Bacillus probiotic strains over Lactobacillus and Bifidobacterium lies in the fact that they better survive adverse gastric and intestinal conditions in animals due to the formation of spores. Despite this, the study of the application of sporulated probiotic microorganisms, Bacillus, in foods are incipient and also lack information on the behavior of these microorganisms during the processing/storage of different foods, impact on intestinal microbiota and health benefits influenced by different matrix. Thus, the present study aimed to characterize the resistance of several strains of Bacillus probiotics to different food production processes/conditions and elucidate the impact of different food matrix (dairy and vegetables) on the survival/functionality of Bacillus probiotic strains in the gastrointestinal tract, intestinal microbiota modulation and health benefits in male Wistar rats. In our study, Bacillus showed survival/resistance to all technological processes. However, the behavior/resistance of Bacillus strains varied from process to process. In addition, the survival and specificity of Bacillus in the technological process and in the food, respectively, varied from strain to strain, so the response could be considered as strain-dependent. Complementary studies should be done to understand the mechanism of action and the protein differences involved in the resistance and specificity of the strain to the particular process and food, respectively. Therefore, our study is bringing great contributions to the diversification in the probiotic food market. Furthermore, in general, Bacillus coagulans GBI-30, 6086 showed high resistance to the delivery process and also during storage. In addition, both wheat and whole wheat pan breads are promising food matrix as probiotic carriers. However, whole wheat pan bread showed greater capacity to protect the probiotic strain, possibly due to the presence of fibers in its composition. Additionally, it has noticed that the need for in vitro tests preceding in vivo experiments is evident. According to the high survival of B. coagulans GBI-30, 6086 observed in two food matrix, both juice and yogurt proved to be excellent food matrices to function as probiotic transporters during passage through the gastrointestinal tract (in vitro). The development of food products containing B. coagulans GBI-30, 6086 is very promising for the growth of functional food area. The in vivo study showed that yogurt has advantages over juice. Thus, yogurt may be a more efficient food matrix for the delivery of probiotics. Since the daily consumption of yogurt containing the probiotic B. coagulans GBI-30, 6086 for 21 days was able to significantly decrease glucose and triglyceride levels and to modulate the intestinal microbiota Doutorado Ciência de Alimentos Doutora em Ciência de Alimentos CNPQ 148353/2013-4

Orientadores: José de Assis Fonseca Faria, Adriano Gomes da Cruz Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: O estresse oxidativo das bactérias probióticas representa uma grande preocupação para a indústria de alimentos probióticos, pois a presença de oxigênio pode levar tais bactérias à morte em poucos dias fazendo com que o produto deixe de apresentar suas propriedades funcionais alegadas. Assim, estudos são cada vez mais necessários para prolongar a vida de prateleira dos produtos probióticos. Nesse sentido foi avaliado o potencial do extrato da casca de jabuticaba, obtido por extração com fluido supercrítico, como fonte natural de antioxidantes, que além de promover a redução do estresse oxidativo das bactérias probióticas, também pode trazer benefícios à saúde. O extrato de jabuticaba foi bastante eficiente na manutenção da contagem das culturas de Lactobacillus acidophilus e Bifidobacterium lactis no Petit Suisse ao longo de 28 dias de estocagem refrigerada. O Petit Suisse acrescido do extrato também apresentou menor valor de pH final e maior produção de ácidos orgânicos o que pode estar relacionado com a maior atividade antioxidante do extrato em relação aos demais antioxidantes estudados, ácido ascórbico, cisteína e glicose oxidase, o que favorece o metabolismo das culturas probióticas. O Petit Suisse com o extrato também apresentou boa aceitação por possíveis consumidores do produto, obtendo elevada intenção de compra Abstract: The oxidative stress of the probiotic bacteria represents a great preoccupation for the probiotics food products, since the presence of oxygen may cause bacteria death in a few days making that the product don't present the functional properties cited. Thus, studies are each more necessaries to improve the shelf life of the probiotic products. Then it was evaluated the potential of the jaboticaba peel supercritical fluid extract, a natural source of antioxidants, that promotes the reduction of the oxidative stress of the probiotic bacteria, and also achieving health benefits. The jaboticaba peel was very efficient on the maintenance of the counts of the cultures of Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium lactis on Petit Suisse during 28 days of storage. The Petit Suisse added of the extract also presents lowest value of final pH and greatest production of organic acids which may be related with the greatest antioxidant activity of the extract in comparison with the others antioxidants studied, ascorbic acid, cistein and glucose oxidase, what favors the probiotic cultures metabolism. The Petit Suisse containing extract also present good acceptability between the potential consumers of the product, obtaining great purchase intent Doutorado Tecnologia de Alimentos Doutora em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Walkiria Hanada Viotto Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: Leite cru foi armazenado por tres dias sob tres temperaturas (3, 7 e 10oC) para a utilizacao em processamento de leite longa vida (ou UHT ¿ ultra high temperature) em embalagem flexivel, de polietileno de baixa densidade (PEBD). Tambem foi produzido leite UHT com leite cru da ordenha do dia (amostra controle), totalizando, portanto, 4 tratamentos. Os lotes de leite UHT foram estocados no escuro a temperatura ambiente. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influencia da temperatura de armazenamento do leite cru sobre sua qualidade, e a qualidade e vida de prateleira do leite UHT com ele produzido. Foi verificado maior desenvolvimento bacteriano, de mesofilos e psicrotroficos aerobios e Pseudomonas spp., no leite cru armazenado a 10°C/ 3 dias quando comparados aos armazenados a 3 e 7°C pelo mesmo periodo de tempo. Da mesma forma, o leite UHT produzido a partir de leite cru que foi armazenado por 3 dias a 10oC, apresentou maiores extensoes de lipolise, possivelmente pela maior atividade enzimatica das enzimas termorresistentes de psicrotroficos. Não houve aumento de viscosidade. Na oitava semana de estocagem, todos os lotes de leite UHT, inclusive o controle feito com leite fresco, foram rejeitados pelos provadores atraves dos atributos de sabor e impressao global. Concluiu-se que o leite UHT em embalagem flexivel produzido a partir de leite cru refrigerado de boa qualidade e armazenado por tres dias antes do processamento, apresentou vida de prateleira maxima de 7 semanas quando estocado no escuro a temperatura ambiente. Em outro experimento, o leite UHT em embalagem flexivel (PEBD + 1,5% TiO2) foi exposto a luz (1920 ±?100 lux) pelo periodo de 72h com o objetivo de avaliar a qualidade do produto nessas condicoes de estocagem. Os resultados mostraram um aumento da oxidacao lipidica com o tempo e rejeicao dos provadores a partir de 24h de exposicao, mostrando que o leite UHT nesta embalagem necessita de uma barreira complementar a luz Abstract: Raw milk was stored for three days under three different temperatures (3, 7 and 10oC) for use in UHT milk processing, and then stored in flexible low density polyethylene (LDPE) package. UHT milk was also made from raw milk taken from same day milking (control sample), therefore completing a total of 4 different treatments. The milk was later stored in dark, room temperature conditions. The objective of this work was to evaluate the influence of temperature on the quality of the milk, and on the shelf life and quality of UHT milk made from it. A larger bacterial development, of aerobic mesophilic and psychrotrophic and Pseudomonas spp was verified. In the same way, the UHT Milk made from raw milk stored for three days showed more lipolysis, possibly due to psychrotrophic thermoresistant enzyme action. No increase in viscosity was detected. On the eighth week of storage, all the UHT milk samples, including the control sample, were rejected by the panellists on the attributes of taste and general impression. This lead to the conclusion that when stored in flexible package under dark room temperature conditions, the UHT milk made from good quality raw milk, even when submitted to a three day refrigeration abuse, presents a maximum shelf life of 7 weeks. In another experiment, the flexible package (LDPE + 1,5% TiO2) UHT milk was exposed to light (1,920 ±?100 lux) for a 72 hour period with the objective of evaluating the quality of the product under these conditions. The results showed an increase of lipid oxidation through time, and rejection by panelists after 24 hours, indicating that this package needs another complementary layer working as a light barrier Doutorado Doutor em Tecnologia de Alimentos