Emulsões de azeite de oliva com isolado proteico de ervilha para formulação de margarina clean label

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Nascimento, Fernando Henrique
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Campo Mourao
Medianeira
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Alimentos
UTFPR
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: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34850
Resumo: Margarine stands out for its history of changes in composition and processes aimed at improving its sensorial and nutritional quality. Eliminating trans fatty acids (TFAs) and reducing saturated (SFAs) to reduce proven risks to consumer health is a research focus nowadays. The trend towards clean label consumption and regulatory pressures from the markets reinforce the urgency of this new change. The development of edible emulsions emerges as an alternative as it allows the structuring of oils rich in mono- and polyunsaturated fatty acids (MUFA and PUFA), replacing additives and SFAs with new natural structures, such as protein micro-particles. The pea protein isolate (PPI) can be denatured, cross-linked and micro-particulated through physical and enzymatic processes to formulate emulsions. Extra virgin olive oil is a source of monounsaturated fatty acids and natural antioxidants, making it a healthy choice with oxidative stability. Using these two ingredients, emulsions were formulated with the aim of modeling clean label margarine bases. These emulsions were structured using Pickering emulsions, employing microparticles of denatured pea protein isolate that were sonicated using high-intensity ultrasound, with and without prior cross-linking by microbial transglutaminase. A full factorial design was used to study the effects of the following factors over 20 days: pH (ranging from 3 to 8), aqueous fraction (from 0.3 to 0.4), and protein concentration in the aqueous phase (from 5% to 10%). The emulsions containing 10% protein in the aqueous phase, at pH 8, and with an aqueous fraction of 0.3 to 0.4 (by volume), exhibited greater stability, firmness, and consistency. Denatured PPI samples were also characterized by Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, revealing that changes in the secondary structure due to enzymatic cross-linking altered the emulsifying properties of the protein. These results formed the basis for a Central Composite Rotatable Design (CCRD) to model formulations regarding texture stability, oil retention, oil phase quality, and morphology. The obtained models demonstrated that heat-denatured PPI stabilizes firm and consistent emulsions with an aqueous fraction ranging from 0.25 to 0.30 and a protein concentration of 3% to 12%. Additionally, the olive oil maintained stability against oxidation during the 20-day storage period.
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The development of edible emulsions emerges as an alternative as it allows the structuring of oils rich in mono- and polyunsaturated fatty acids (MUFA and PUFA), replacing additives and SFAs with new natural structures, such as protein micro-particles. The pea protein isolate (PPI) can be denatured, cross-linked and micro-particulated through physical and enzymatic processes to formulate emulsions. Extra virgin olive oil is a source of monounsaturated fatty acids and natural antioxidants, making it a healthy choice with oxidative stability. Using these two ingredients, emulsions were formulated with the aim of modeling clean label margarine bases. These emulsions were structured using Pickering emulsions, employing microparticles of denatured pea protein isolate that were sonicated using high-intensity ultrasound, with and without prior cross-linking by microbial transglutaminase. A full factorial design was used to study the effects of the following factors over 20 days: pH (ranging from 3 to 8), aqueous fraction (from 0.3 to 0.4), and protein concentration in the aqueous phase (from 5% to 10%). The emulsions containing 10% protein in the aqueous phase, at pH 8, and with an aqueous fraction of 0.3 to 0.4 (by volume), exhibited greater stability, firmness, and consistency. Denatured PPI samples were also characterized by Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, revealing that changes in the secondary structure due to enzymatic cross-linking altered the emulsifying properties of the protein. These results formed the basis for a Central Composite Rotatable Design (CCRD) to model formulations regarding texture stability, oil retention, oil phase quality, and morphology. The obtained models demonstrated that heat-denatured PPI stabilizes firm and consistent emulsions with an aqueous fraction ranging from 0.25 to 0.30 and a protein concentration of 3% to 12%. Additionally, the olive oil maintained stability against oxidation during the 20-day storage period.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)A margarina destaca-se pelo histórico de mudanças de composição e processos visando aprimorar sua qualidade sensorial e nutricional. Eliminar ácidos graxos trans (TFAs) e reduzir saturados (SFAs) para reduzir os riscos já comprovados à saúde do consumidor é um dos focos de pesquisas atualmente. A tendência do consumo clean label e pressões normativas dos mercados reforçam a urgência desta nova mudança. O desenvolvimento de emulsões comestíveis emerge como alternativa por permitir estruturar óleos ricos em ácidos graxos mono e polinsaturados (MUFA e PUFA, respectivamente), substituindo aditivos e SFAs por novos estruturantes naturais, tais como proteínas microparticuladas. O isolado proteico de ervilha (IPE) pode ser desnaturado, reticulado e microparticulado por processos físicos e enzimáticos e formular emulsões. O azeite de oliva extra virgem é uma opção de óleo rico em ácidos graxos monoinsaturados e antioxidantes naturais, sendo uma opção saudável e com estabilidade oxidativa. Com estes dois ingredientes, formularam-se emulsões com o objetivo de modelar formulações de bases de margarina clean label. Estas foram estruturadas por emulsões de Pickering usando micropartículas obtidas do isolado proteico de ervilha desnaturado termicamente e sonicado em ultrassom de alta intensidade com e sem reticulação prévia por transglutaminase microbiana. Através de planejamento fatorial completo foram estudados os efeitos dos fatores pH (de 3 a 8), fração aquosa (de 0,3 a 0,4) e concentração de proteína na fase aquosa (5 a 10%) na estabilidade e na textura durante 20 dias. As emulsões contendo 10% de proteína na fase aquosa, pH 8 e fração aquosa de 0,3 a 0,4 (em volume) foram mais estáveis, firmes e consistentes. Amostras de IPE desnaturado também foram caracterizadas por espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), demonstrando que alterações na estrutura secundária causadas pela reticulação enzimática da proteína desnaturada, alteraram sua propriedade emulsificante. Os resultados foram a base para um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) visando modelar formulações em relação a estabilidade da textura, retenção de óleo, qualidade da fase óleo e morfologia. Os modelos obtidos mostraram que o IPE desnaturado e microparticulado estabiliza emulsões firmes e consistentes com fração aquosa de 0,25 a 0,30 e concentração de proteína de 3 a 12%. Além disso, o azeite de oliva manteve estabilidade contra a oxidação durante os 20 dias de armazenagem.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCampo MouraoMedianeiraBrasilPrograma de Pós-Graduação em Tecnologia de AlimentosUTFPRGoncalves, Odinei Hesshttps://orcid.org/0000-0002-9528-8187http://lattes.cnpq.br/2485580934187356Freitas, Rilton Alves dehttps://orcid.org/0000-0002-7424-2999http://lattes.cnpq.br/2295510206948339Gonçalves, Odinei Hesshttps://orcid.org/0000-0002-9528-8187http://lattes.cnpq.br/2485580934187356Bona, Evandrohttps://orcid.org/0000-0001-8557-7527http://lattes.cnpq.br/5489832361560996Moreira, Thaysa Fernandes Moyahttps://orcid.org/0000-0001-8687-5438http://lattes.cnpq.br/1424096721101709Nascimento, Fernando Henrique2024-09-20T14:53:30Z2024-09-20T14:53:30Z2024-06-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfNASCIMENTO, Fernando Henrique. Emulsões de azeite de oliva com isolado proteico de ervilha para formulação de margarina clean label. 2024. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Alimentos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2024.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34850porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2024-09-21T06:09:02Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/34850Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2024-09-21T06:09:02Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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