Chemical Characterization of White Lupin (Lupinus albus) Flour Treated by Extrusion Cooking and Aqueous Debittering Processes.

Lupin is a very nutritious legume with high levels of protein and fiber, but it also contains quinolizidine alkaloids which, depending on the species, can accumulate to toxic levels. The objective of this work was to evaluate the white lupin chemical composition, due to the effects of different processes (aqueous debittering, extrusion cooking, and reactive extrusion), aiming at reducing total alkaloids, preserving fibers, and increasing in vitro protein digestibility. Regarding raw material, the aqueous process reduced significantly total alkaloids (-93.87%), increased dietary fiber (+22.03%), and increased protein digestibility (+6.73%), whereas the extrusion processes were inefficient to reduce alkaloids (< -3.70%) and reduced the dietary fiber content, the reduction being more severe during reactive extrusion (-75.36%). Protein digestibility was improved by extrusion cooking (+3.07%), while the reactive extrusion reduced digestibility (-12.50%). Electrophoresis and quantification of soluble proteins and aromatic amino acids confirmed the high digestibility index, staying only the γ-conglutin fraction in the digested samples evaluated by SDS-PAGE. The aqueous process proved to be the best option, as it reduces the alkaloid content to safe levels and improves the protein digestion of white lupin flour.

The Addition of Pinto Bean Flour and Margarine in the Development of Red Rice-Based Novel Gluten-Free Cookies to Improve the Technological, Sensory and Physicochemical Properties.

This study aimed to understand how the addition of pinto bean flour (PBF) and margarine affected the technological, sensory, and physicochemical properties of red rice-based gluten-free cookies. PBF addition (25-75 g/100 g) and margarine content (13.3-19.3 g/100 g dough) were varied according to a central composite rotatable design. Cookies selection was performed by overlaid contour and principal component analysis (PCA) for technological properties and sensory evaluation, respectively. Chemical composition analyses, bioactive compounds, and microstructure were carried out in the selected formulations. In addition, other physicochemical analyses were carried out during storage time. PBF addition affected the technological properties and increased the nutritional content of proteins (up to 13%), fibers (8.28%), iron (2.13%), zinc (1.54%), and phenolic compounds (139.46 mg gallic acid equivalent/100 g), but it negatively affected sensory acceptance. However, margarine's addition improved all the sensory attributes in all the trials, showing an acceptance greater than 70%. Cookies with 50 g PBF, 50 g red rice flour, and 16.3 g margarine/100 g dough showed better technological, nutritional characteristics, and physicochemical quality up to 60 days of storage. This work contributed to the incorporation of mixtures of red rice and pinto bean for developing more nutritious cookies for celiac patients or even those who wish to consume gluten-free products.

Physical Characterization of Maize Grits Expanded Snacks and Changes in the Carotenoid Profile.

The objective of this work was to evaluate the effects of feed moisture (13-17%, wb) and barrel temperature (120-160 °C) on physicochemical properties, and changes in the carotenoid profile of maize grits extruded snacks. The extrudates were obtained in a single-screw extruder, according to a 32 factorial design with two replicates. The linear coefficients of feed moisture and barrel temperature mainly affected the physicochemical properties. On the other hand, the interaction coefficient ß112 dominated the change in total carotenoids, lutein, zeaxanthin, and ß-carotene. The quadratic coefficients were also important for changes in total color (regarding feed moisture), and for ß-cryptoxanthin, specific mechanical energy, and volumetric expansion index (regarding barrel temperature). ß-cryptoxanthin and ß-carotene increased, whereas lutein and zeaxanthin decreased. The mathematical models developed from responses revealed two feasible operating regions under the domain explored. For a satisfactory process, from a technological and nutritional point of view, it is suggested to extrude at the operating conditions ranging between 13.2-13.7% feed moisture and 120-132 °C barrel temperature. Under these conditions, the specific mechanical energy input required was 410-450 kJ/kg, and extrudates with a volumetric expansion index greater than 12, a crispness work less than 0.4 N.mm, and with moderate increments in the levels of ß-carotene and ß-cryptoxanthin were produced. The use of richer cultivars in carotenoids could contribute to the production of healthier snacks.

Gaseous Ozonation to Reduce Aflatoxins Levels and Microbial Contamination in Corn Grits.

Corn is one of the most cultivated cereals in Brazil. However, its grains are constantly exposed to contamination by mycotoxins. Corn grits are used by the food industry to produce a large variety of corn products such as canjiquinha, a cultural food easily purchased by the Brazilian consumer at low prices. Some studies have demonstrated high contamination of this product by aflatoxins (AFs), representing a potential risk of exposure due to such a contamination. In this study, the efficacy of gaseous ozonation was evaluated on the levels of aflatoxins and on the microbial contamination of corn grits. The application of gaseous ozone was tested in different combinations of exposure time, ozone concentration, and canjiquinha mass. After the ozonation treatment, samples were collected for aflatoxin and microbiological analyses. Aflatoxins were evaluated using a high-performance liquid chromatography with fluorescence detection (HPLC-FD) system using pre-column derivatization, and the microbiological analyses were carried out for toxin-producer fungi and mesophilic bacteria. After ozone detoxification, results showed reductions up to 57% in aflatoxin levels. Total fungal count was reduced around 3.0 cycles log CFU g-1 and total mesophilic counts were reduced to non-detectable levels. These results demonstrated that ozonation is an effective alternative for reducing aflatoxin and microbial contamination in products like canjiquinha, thereby improving food safety.

Efeito na atividade de água em farinha mista extrudada de cascas e albedo de maracujá (Passiflora edulis Flavicarpa Degener) e arroz (Oryza sativa L. ) e farinha de maracujá industrializada / Effect of water activity in extruded passion fruit peel (Passiflora edulis Flavicarpa Degener) and rice (Oryza sativa L. ) flour and industrialized passion fruit flour

O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito da atividade de água (Aw) nas farinhas de cascas e albedo de maracujá (FCAM) e farinha de arroz (FA) processadas por extrusão, gerando uma farinha mista pré-cozida de casca e albedo e arroz (FMCAMA). A determinação da (Aw) foi realizada utilizando aparelho digital Aqualab®, modelo CX-2, à temperatura de 25ºC. Os resultados da (Aw) foram mais baixos para as amostras de farinha de cascas e albedo de maracujá e arroz nas amostras FMCAMA1 (0,276±0,015), FMCAMA2 (0,227±0,005) e FMCAMA3 (0,259±0,034) do que para as amostras de FMI industrializada: FMI1 (0,618±0,005), FMI2 (0,553±0,003) e FMI3 (0,540±0,004).

Effects of whey protein concentrate, feed moisture and temperature on the physicochemical characteristics of a rice-based extruded flour.

The influence of whey protein concentrate (WPC), feed moisture and temperature on the physicochemical properties of rice-based extrudates has been investigated. WPC (0.64-7.36g/100g rice) was extruded under 5 moisture (16.64-23.36g/100g) and 5 temperature (106.36-173.64°C) established by a 32 central composite rotational design. Physicochemical properties [color, porosimetry, crystallinity, water solubility and absorption, pasting properties, reconstitution test, proximate composition, amino acids, minerals and electrophoresis] were determined. WPC and feed moisture increased redness, yellowness and decreased luminosity. Feed moisture and temperature increased density and total volume pore. WPC and moisture increased crystallinity, but only WPC increased solubility and decrease the retrogradation tendency. Increasing temperature increased the viscosity of the extrudates. The addition of WPC improved the nutritional composition of the extrudates, especially proteins. It is suggested that the extrusion process positively affected the retention of most of the polypeptides chains.

Efeito do ultrassom na extração e modificação de amidos / Effect of ultrasound on the extraction and modification of starches

RESUMO: O ultrassom é considerado uma tecnologia limpa, por possibilitar menor gasto de energia, de substâncias químicas e menor geração de efluentes. Além disso, proporciona menor tempo de processamento e reduz a necessidade de aplicação de calor em vários processos. Por isso, tem sido alvo de pesquisa e desenvolvimento na indústria de alimentos, tanto para substituir, quanto para aperfeiçoar ou acelerar técnicas convencionais de processamento. Dentre as diferentes possibilidades de utilização na indústria de alimentos, o ultrassom pode ser considerado uma alternativa para substituir ou reduzir a utilização de substâncias químicas em processos de extração ou modificação de amidos. Quando utilizado na extração, possibilita maior pureza do amido obtido. Já na modificação, algumas alterações nos grânulos de amido podem ser provocadas pelo ultrassom, mas dependem da origem botânica, da composição do amido, dos parâmetros do equipamento e das condições de processamento.

ABSTRACT: Ultrasound is considered a clean technology, because it allows lower energy and chemicals compounds consumption as well as lower generation of waste. Furthermore, it provides shorter processing time and reduces the need for heat application in various processes. Therefore, this technology has been studied in the food industry to replace, improve or accelerate conventional processing techniques. Among the different possibilities of use in the food industry, ultrasound might be considered as an alternative to replace or reduce the use of chemicals during the extraction processes or modification of starches. When used in the starch extraction allows a greater purity of the final product. Towards the modification some changes in the starch granules can be caused by ultrasound, but it depends on the botanical source and starch composition, equipment's parameters and processing conditions.

Aceitabilidade de sopas instantâneas elaboradas a partir de farinhas pré-gelatinizadas de milho e feijão carioca / Acceptability of instant soups made from pregelatinized maize and carioca beans

Alimentos de fácil e rápido preparo são alvos da indústria de alimentos, visto que grande parte da população mundial, em função do atribulado cotidiano, possui pouco tempo para alimentação no lar. O objetivo deste trabalho foi avaliar a aceitabilidade de sopas instantâneas à base de milho e feijão do tipo carioca, por meio de análise sensorial, assim como elaborar ficha de preparo para as mesmas. O estudo contou com a participação de 65 julgadores não treinados, de ambos os sexos, com idade igual ou superior a 18 anos, sendo estes alunos, professores e funcionários do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Espírito Santo. Após a análise estatística dos dados por meio do teste Tukey foi verificado que não houve diferença significativa (p>0,05) entre as amostras de sopas. Pode-se considerar posteriormente maior diluição das mesmas, pois sua consistência foi considerada um atributo de pouca aceitação.

Ready to eat foods are the main target of food industry, since the most part of the population, due to the troubled daily life, have almost no time for preparing food at home. The aim of this study was to evaluate the acceptability of instant soups made from maize and Carioca type beans, through sensory analysis, as well as elaborate a preparation form for soups. This study had the participation of 65 untrained panelists of both sexes, aged over 18 years, among them, students, professors and staff of the Espirito Santo Federal University (CCA-UFES). After statistical analysis using the Tukey test was detected no significant difference (p> 0.05) between the soups. It can be considered a greater dilution of the samples, once its consistency was considered an attribute of low acceptance.

EFEITO DA EXTRUSÃO TERMOPLÁSTICA NAS CARACTERÍSTICAS DE VISCOSIDADE DE PASTA, SOLUBILIDADE E ABSORÇÃO DE ÁGUA DE FARINHAS PRÉ-GELATINIZADAS DE MILHO E FEIJÃO CARIOCA (BRS PONTAL) / EFFECT OF THERMOPLASTIC EXTRUSION ON THE CHARACTERISTICS OF PASTA VISCOSITY, SOLUBILITY AND WATER ABSORPTION OF PRE-COOKED FLOURS MADE WITH MAIZE AND CARIOCA TYPE BEANS (BRS PONTAL)

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da extrusão termoplástica nas características de pasta, solubilidade e absorção de água de farinhas pré-gelatinizadas de milho e feijão do tipo carioca (BRS Pontal). Os parâmetros utilizados no processamento por extrusão termoplástica foram: rotação do parafuso (318,2 a 392,9 rpm); umidade inicial na mistura (10,9 a 21%) e adição de feijão sem casca BRS Pontal do tipo carioca (4,8 a 55,2%). Esses parâmetros foram estabelecidos, nos seus devidos níveis, por meio de delineamento experimental composto rotacional de segunda ordem, cujas variáveis respostas estudadas foram: índice de solubilidade em água (ISA), índice de absorção de água (IAA), viscosidade máxima inicial (V25), viscosidade máxima a 95°C (VMax) e viscosidade final (VF). Por meio do estudo realizado verificou-se que o aumento do conteúdo de feijão nas amostras elevou a solubilidade das farinhas extrudadas, entretanto não influenciou de forma significativa os valores de absorção em água. A viscosidade de pasta apresentada pelas farinhas está condizente com a característica de pré-gelatinizada, sendo solubilizadas sem a necessidade de cozimento. Os pontos ótimos considerados para a elaboração das farinhas pré-gelatinizadas foram: ISA, 13,07 %; IAA, 5,81 g gel/g matéria seca; V25, 436,52 cP; VMax, 157,86 cP e VF, 390,26 cP para valor de desejabilidade de 0,90.

Benefícios e perigos do aproveitamento da casca de maracujá (Passiflora edulis) como ingrediente na produção de alimentos / Benefits and risks of using passion fruit peel (Passiflora edulis) as an ingredient in food production

A produção do maracujá amarelo cresce no Brasil e o descarte inadequado das cascas representa tanto umproblema para o meio ambiente, como a perda de ingrediente rico em fibras. O seu uso é fonte de rendapara o produtor rural. Esta revisão traz os estudos que têm sido realizados sobre o aproveitamento da cascado maracujá, considerando-se os aspectos nutricionais e, também, uma alternativa segura, em termostoxicológicos, para o aproveitamento desse resíduo. Muitos autores avaliaram a casca do maracujá edetectaram teores de fibra alimentar de 35 a 90 %; e os benefícios do seu consumo foram identificados pormeio de testes in vivo em ratos e em humanos. Em função de interesse, incentivou-se o desenvolvimentode produtos enriquecidos em fibra alimentar utilizando esse resíduo como componente da formulação. Hámuito tempo foram identificados glicosídeos cianogênicos no maracujá, exceto nas sementes. Os efeitostóxicos de alimentos com cianogênicos são observados em países africanos, onde é comum o consumoda mandioca brava sem o tratamento adequado. O processo de extrusão termoplástica tem sido estudadocomo ferramenta útil na redução de substâncias tóxicas e sua utilização será importante para processar ascascas e reduzir cianogênicos aos níveis aceitáveis pela legislação.

Influência da concentração de NaCl e pH na extração de ricina em torta de mamona (Ricinus communis L.) e sua caracterização por eletroforese / Influence of NaCl and pH concentration on the extraction of ricin in castor bean (Ricinus communis L.) and its characterization by electrophoresis

A mamoneira (Ricinus communis L.) é uma oleaginosa de alto valor econômico pelo fato de apresentar um mercado bem definido para o óleo extraído de suas sementes. A torta, que é um resíduo desta extração, se destaca pelo alto teor em proteínas. Dentre as proteínas encontradas na torta destaca-se a ricina, uma citotoxina, que inviabiliza sua utilização como fonte protéica alternativa para alimentação animal. O presente trabalho tem como objetivo identificar um melhor tratamento experimental para a extração de ricina da torta de mamona, visando futuros estudos de perda de integridade da ricina, o que garantiria a inocuidade do produto. Para tanto, buscou-se identificar a solução de maior capacidade de extração de proteínas, empregando a metodologia de superfície de resposta. Um delineamento composto central rotacional foi elaborado a fim de verificar o melhor pH e concentração de NaCl para a extração. Dos cinco diferentes valores de pH (4,0; 4,6; 6,0; 7,4; 8,0) e concentração de NaCl (0,0M; 0,3M; 1,0M; 1,7M; 2,0M) utilizados, o tratamento associando fosfato de potássio 0,2M/NaCl 1,7M pH 7,4 foi escolhido como o melhor. A concentração de proteína extraída neste tratamento chegou a valores quatro vezes maiores que o encontrado no de mínima extração de proteína. Pela evidenciação do gel de eletroforese não houve extração preferencial de ricina nos tratamentos testados, entretanto etapas de purificação usando diálise e precipitação com sulfato de amônio, permitiram uma evidenciação melhor das duas cadeias polipeptídicas de ricina.

Castor bean (Ricinus communis L.) is an oilseed crop of high economic value due to the fact of presenting a clearly defined market for the oil extracted from its seeds. Castor cake, which is a residue of oil extraction, is at the moment receiving special attention because of its high protein content. However, among the proteins found in this cake it is observed the presence of ricin, a cytotoxin, which turns this seed dangerous to be used as an alternative protein source for animal feed. The present research has the objective of identifying the best experimental treatment for extraction of ricin from castor cake, with the aim of future studies of loss of ricin integrity, which would ensure the safety of the product. With this aim, it was initiated the search for a buffer of higher capacity of proteins extraction, using the response surface methodology. A central composite design was developed in order to determine the best pH and NaCl concentration for extraction. Of the five different pH values (4.0, 4.6, 6.0, 7.4, 8.0) and NaCl (0.0M, 0.3M, 1.0M, 1.7M, 2.0M) used, the treatment containing 0.2M potassium phosphate / 1.7M NaCl pH 7.4 was chosen as the best. The amount of protein extracted in this treatment reached values four times larger than the minimum found in other treatment studied. The electrophoresis analysis showed that there was no preferential extraction of ricin in the treatments; however purification steps using dialysis and precipitation with ammonium sulfate led to a better resolution of the two polypeptide chains presents in ricin.

Caracterização tecnológica de extrusados de terceira geração à base de farinhas de mandioca e pupunha / Technological chracterization of third generation extruded from cassava (Manihot esculenta crantz) and pupunha (Bactris gasipaes kunth.) flour

Conduziu-se este trabalho,com o objetivo de estudar as propriedades funcionais tecnológicas de extrusados de terceira geração obtidos de misturas de farinhas de pupunha (Bactris gasipaes Kunth.) e mandioca (Manihot esculenta Crantz), por meio das análises de densidade aparente, índice de absorção de água, índice de solubilidade em água e viscosidade de pasta (RVA). Os extrusados foram formulados, adicionando-se 15, 20 e 25 por cento de farinha de pupunha à farinha de mandioca, sendo processados em extrusora monorosca, escala piloto. Os parâmetros de extrusão foram fixos, utilizando-se cinco zonas de extrusão com temperaturas de 30ºC, 40ºC, 60ºC, 65ºC e 70ºC; velocidade do parafuso 177rpm; taxa de alimentação 292g/min e matriz laminar de 1mm. Os extrusados de terceira geração obtidos apresentaram valores relativamente baixos ou intermediários de IAA e ISA, variando de 5,01 a 6,48g/g e 5,37 a 7,34 por cento para IAA e ISA, respectivamente. Após o processo de fritura dos extrusados, observou-se expansão e, consequentemente, redução na densidade aparente dos mesmos. O desenvolvimento ou aplicação de tecnologias como a extrusão, que permitam o aproveitamento de matérias-primas regionais, entre elas a mandioca e a pupunha, é uma forma de agregação de valor às riquezas existentes e, ao mesmo tempo, possibilita a diversificação de novos produtos alimentícios prontos para o consumo.

The objective of this work was to study the technological functional properties of third generation extruded products obtained from cassava (Manihot esculenta Crantz) and pupunha (Bactris gasipaes Kunth.) flour mixtures, in terms of apparent density, water absorption index (WAI), water solubility index (WSI) and paste viscosity. The extruded products were formulated by adding 15 percent, 20 percent or 25 percent pupunha flour to cassava flour, and processing the mixtures in a pilot scale single screw extruder. The extrusion parameters were fixed by using five extrusion zones (at 30ºC, 40ºC, 60ºC, 65ºC, and 70ºC); screw speed, 177 rpm; feed rate, 292g/min; laminar matrix with 1 mm. The formed third generation extruded presented relatively low or intermediate values of WAI and WSI. After being fried, the extruded elements were expanded and thus their apparent density were reduced. Development or application of technologies such as extrusion, which allow utilization of regional raw food materials such as cassava and pupunha, is a way of aggregating value to the natural resources, at the same time allowing development of new food products ready for consumption.

Influência do processo de beneficiamento na qualidade de amêndoas de castanha-do-brasil / Influence of Brazil nut processing on the quality of nuts

A castanha-do-brasil (Bertholletia excelsa H.B.K.) é uma matéria-prima importante que constitui a base de subsistência para os povos da região Amazônica. Em razão do alto teor de lipídios insaturados, cerca de 60 a 70 por cento torna-se altamente perecível. Inadequadas práticas de beneficiamento fazem com que o descascamento resulte alto índice de amêndoas quebradas ou danificadas. Neste trabalho objetivou-se fazer um comparativo das propriedades físico-químicas, teor de minerais, ácidos graxos e perfil de aminoácidos essenciais de amêndoas que sofreram danos mecânicos em comparação a amêndoas intactas, que foram beneficiadas, embaladas e armazenadas nas mesmas condições. O teor de minerais totais de amêndoas danificadas e intactas, armazenadas durante três meses à temperatura ambiente, não apresentaram diferenças significativas entre si. Entretanto, resultou em perdas significativas de ácidos graxos insaturados, como o oléico e o linoléico, além de aminoácidos essenciais, principalmente a lisina. Isso pode implicar na redução do valor biológico da castanha, principalmente na sua qualidade sensorial.

Brazil nut (Bertholletia excelsa H.B.K.) is an important raw material. It constitutes a basic stable of the population living in the Amazon region. Due to high unsaturated lipid content, around 60 to 70 percent is highly perishable. Moreover, inadequate processing practices result in high broken or damaged nuts. The objective this work was to make a comparative study of the physicochemical properties, mineral contents, lipids, and essential amino acid profiles between intact and highly damaged Brazil nut. All samples were stored in the same conditions. Samples were stored during three months at room temperature.The mineral profile of both samples did not show significant variation in total contents. It resulted, however, in significant loss of unsaturated fatty acids such as oleic and linoleic acid, besides essential amino acid, specially lysine. This fact can imply a reduction in the nutritional and sensory properties of the nut.

Efeito dos parâmetros de extrusão nas características de viscosidade de pasta e índice de absorção de água de macarrões pré-cozidos elaborados a partir de farinha mista de arroz integral e milho obtidos por extrusão / Effect of extrusion parameters in the characteristics of pasta viscosity and water absorption index of pre cooked pasta prepared by mixed flour of brown rice and maize obtained by extrusion cooking

Foram estudados os efeitos das variáveis umidade, temperatura e formulação nas características de viscosidade de pasta e índice de absorção de água (AA) em macarrões pré-cozidos, elaborados a partir de farinha mista de arroz integral e milho, obtidos por extrusão termoplástica. O delineamento experimentado foi elaborado para verificar o efeito de tres níveis de substituição de farinha de milho (20, 30 e 40 por cento), tres níveis de umidade (30, 35 e 40 por cento) e tres temperaturas na zona de alta pressão (70, 80 e 90ºC), originando 20 tratamentos. Os resultados obtidos indicaram que a viscosidade inicial a 25ºC não foi afetada por nenhuma das variáveis de extrusão. Entretanto, a viscosidade máxima sofreu efeito negativo da umidade e da formulação (Porcentagem de farinha de milho) e a viscosidade final sofreu efeito negativo de todos os parâmetros estudados. O índice de abserção de água também não foi afetado pelos valores encontrados para as variáveis do delineamento. Portanto, a elaboração de massas pré-cozidas por extrusão requer cuidados para se obter produto íntegro, rsistente ao cozimento e com adequado rendimento final.