Estratégias de processamento para a produção de snacks fortificados de frutas e vegetais

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Santos, Karoline Costa dos
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/112/112131/tde-03092025-111326/
Resumo: Esta Tese de Doutorado desenvolveu estratégias de processamento para a produção de snacks fortificados de frutas e vegetais, estudando diferentes tecnologias para incorporação de nutrientes e compostos ativos em matrizes sólidas estruturadas. A Tese foi dividida em dois trabalhos experimentais. No primeiro trabalho, utilizou-se tecnologias simples de processamento para produção de snacks de maçã fortificados com cálcio. Inicialmente, investigou-se a expectativa do consumidor quanto a esses produtos. Os resultados demonstraram a preferência por produtos saudáveis e crocantes, porém sem disposição para pagar preços maiores do que o produto tradicional. Em resposta à essas expectativas, foram desenvolvidos processos simples e potencialmente baratos para a incorporação de cálcio em maçãs: imersão, perfurações e vácuo. Utilizou-se cloreto de cálcio em diferentes concentrações e tempos de processamento. O processo de secagem convectiva foi realizado para estabilização dos produtos. Os diferentes métodos aumentaram o conteúdo de cálcio nos snacks em até 24 vezes, permitindo sua classificação como \"ricos em cálcio\". Alterações microestruturais indicaram deposição intercelular de cálcio, e análises FTIR sugeriram a formação de pectato de cálcio, o que influenciou a textura dos snacks. Os tratamentos não comprometeram o processo de secagem, enquanto a avaliação sensorial mostrou maior aceitação para as técnicas de imersão e perfurações aplicando 4% de cloreto de cálcio por 40 min. Portanto, essas técnicas se destacaram por serem eficientes, potencialmente baratas e fáceis de implementar. No segundo trabalho, combinou-se duas tecnologias emergentes para a produção de snacks de batata fortificados com antocianinas: pré-tratamento com campo elétrico pulsado (PEF) e secagem convectiva assistida por ultrassom. Diferentes condições de processo foram analisadas, avaliando-se a estrutura do material, absorção, degradação e retenção de antocianinas e capacidade antioxidante, cinética de transferência de massa (resistências interna e externa), deformação e cor dos produtos. O PEF intensificou a desintegração celular, favorecendo a incorporação de antocianinas (aumento de 26-86%) e a capacidade antioxidante (56-63%). Após o processamento, os produtos apresentaram retenção de antocianinas de 69-100%, com atividade antioxidante 25- 43% superior ao controle. A combinação do PEF com secagem ultrassônica aumentou a difusividade efetiva da água durante a secagem em até 46%. Portanto, foi possível adicionar antocianinas em fatias de batata com o uso do PEF combinado a secagem ultrassónica, mesmo que um balanço entre os parâmetros do processo (pré-tratamento e secagem) são necessários para otimizar a retenção dos compostos bioativos no produto final. Em conclusão, esta Tese demonstrou diferentes abordagens eficazes para enriquecer alimentos estruturados com nutrientes e compostos bioativos, com potencial para a aplicação industrial.
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Os resultados demonstraram a preferência por produtos saudáveis e crocantes, porém sem disposição para pagar preços maiores do que o produto tradicional. Em resposta à essas expectativas, foram desenvolvidos processos simples e potencialmente baratos para a incorporação de cálcio em maçãs: imersão, perfurações e vácuo. Utilizou-se cloreto de cálcio em diferentes concentrações e tempos de processamento. O processo de secagem convectiva foi realizado para estabilização dos produtos. Os diferentes métodos aumentaram o conteúdo de cálcio nos snacks em até 24 vezes, permitindo sua classificação como \"ricos em cálcio\". Alterações microestruturais indicaram deposição intercelular de cálcio, e análises FTIR sugeriram a formação de pectato de cálcio, o que influenciou a textura dos snacks. Os tratamentos não comprometeram o processo de secagem, enquanto a avaliação sensorial mostrou maior aceitação para as técnicas de imersão e perfurações aplicando 4% de cloreto de cálcio por 40 min. Portanto, essas técnicas se destacaram por serem eficientes, potencialmente baratas e fáceis de implementar. No segundo trabalho, combinou-se duas tecnologias emergentes para a produção de snacks de batata fortificados com antocianinas: pré-tratamento com campo elétrico pulsado (PEF) e secagem convectiva assistida por ultrassom. Diferentes condições de processo foram analisadas, avaliando-se a estrutura do material, absorção, degradação e retenção de antocianinas e capacidade antioxidante, cinética de transferência de massa (resistências interna e externa), deformação e cor dos produtos. O PEF intensificou a desintegração celular, favorecendo a incorporação de antocianinas (aumento de 26-86%) e a capacidade antioxidante (56-63%). Após o processamento, os produtos apresentaram retenção de antocianinas de 69-100%, com atividade antioxidante 25- 43% superior ao controle. A combinação do PEF com secagem ultrassônica aumentou a difusividade efetiva da água durante a secagem em até 46%. Portanto, foi possível adicionar antocianinas em fatias de batata com o uso do PEF combinado a secagem ultrassónica, mesmo que um balanço entre os parâmetros do processo (pré-tratamento e secagem) são necessários para otimizar a retenção dos compostos bioativos no produto final. Em conclusão, esta Tese demonstrou diferentes abordagens eficazes para enriquecer alimentos estruturados com nutrientes e compostos bioativos, com potencial para a aplicação industrial.This PhD Thesis developed processing strategies for the production of fortified fruit and vegetable snacks, studying different technologies for incorporating nutrients and active compounds into structured solid matrices. The thesis was divided into two experimental studies. In the first, simple processing technologies were used to produce calcium-fortified apple snacks. Initially, consumer expectations of these products were investigated. The results showed a preference for healthy, crunchy products, but no desire to pay higher prices than the traditional product. In response to these expectations, simple and potentially inexpensive processes were developed for incorporating calcium into apples: immersion, perforations and vacuum. Calcium chloride was used in different concentrations and processing times. Convective drying was used to stabilize the products. The different methods increased the calcium content of the snacks by up to 24 times, allowing them to be classified as high in calcium. Microstructural changes indicated intercellular calcium deposition, and FTIR analysis suggested the formation of calcium pectate, which influenced the texture of the snacks. The treatments did not compromise the drying process, while the sensory evaluation showed greater acceptance for the immersion and perforation techniques applying 4% calcium chloride for 40 min. Therefore, these techniques stood out for being efficient, potentially cheap and easy to implement. In the second study, two emerging technologies were combined to produce potato snacks fortified with anthocyanins: pulsed electric field (PEF) pre-treatment and ultrasound-assisted convective drying. Different process conditions were evaluated, assessing material structure, absorption, degradation and retention of anthocyanins and antioxidant capacity, mass transfer kinetics (internal and external resistance), deformation and product colour. PEF intensified cell disintegration, favouring the incorporation of anthocyanins (26-86% increase) and antioxidant capacity (56-63%). After processing, the products showed 69-100% retention of anthocyanins, with antioxidant activity 25-43% higher than the control. The combination of PEF with ultrasonic drying increased the effective water diffusivity during drying by up to 46%. Therefore, it was possible to add anthocyanins to potato slices using PEF combined with ultrasonic drying, although a balance between the process parameters (pretreatment and drying) is necessary to optimize the retention of bioactive compounds in the final product. In conclusion, this thesis has demonstrated different effective approaches to enriching structured foods with nutrients and bioactive compounds, with the potential for industrial application.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPAugusto, Pedro Esteves DuarteSantos, Karoline Costa dos2025-03-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/112/112131/tde-03092025-111326/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-03-12T17:35:02Zoai:teses.usp.br:tde-03092025-111326Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-03-12T17:35:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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