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Title in Portuguese: Desenvolvimento de uma rota tecnológica para obtenção de um produto funcional de yacon e suas implicações na saúde humana
Title: Development of a technological route to obtaining of a yacon functional product and its implications on human health
Author: Silva, Maria de Fátima Gomes da
Advisor(s): Pontes, Dorasilvia Ferreira
Co-advisor(s): Dionísio, Ana Paula
Keywords: Xarope de yacon
Frutooligossacarídeos
Ácido clorogênico
Microfiltração em mebranas
Maceração enzimática
Issue Date: 2017
Citation: SILVA, Maria de Fátima Gomes. Desenvolvimento de uma rota tecnológica para obtenção de um produto funcional de yacon e suas implicações na saúde humana. 2017. 149 f. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Alimentos)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
Abstract in Portuguese: O objetivo desta pesquisa foi definir uma rota tecnológica para um produto inovador e versátil de yacon, rico em frutooligossacarídeos (FOS) prebióticos e compostos fenólicos, e as implicações do consumo deste produto funcional na saúde humana, por meio de ensaios clínicos. Inicialmente, o método de superfície de resposta foi empregado para otimizar os principais parâmetros do processo de obtenção do suco clarificado de yacon. Para isso, utilizaram-se enzimas pectinolíticas e celulolíticas, agitação e temperatura como variáveis independentes do processo, sob 13 respostas dependentes (características físico-químicas, químicas e fluxo de permeado na clarificação por microfiltração). Os resultados indicaram que nas condições otimizadas, o fluxo de permeado obtido foi cerca de 40% maior do que fluxo de permeado da polpa de yacon sem tratamento enzimático, tornando-se um material límpido com baixa turbidez (5,09 ± 0,08 NTU) e níveis elevados de FOS (2,23 ± 0,47%; 2,33 ± 0,09%; 1,44 ± 0,11%, para GF2, GF3 e GF4, respectivamente) e ácido clorogênico (ACG) (23,92 ± 2,03 µg g-1). Posteriormente, o suco clarificado foi utilizado para obtenção de xarope de yacon e sua caracterização foi realizada por diversas técnicas analíticas, incluindo RMN e UPLC-QToF-MSE. O xarope apresentou elevada concentração de FOS e ACG, além de apresentar elevados teores de elementos minerais, tais como K, Ca e P. Aminoácidos essenciais como a valina, treonina e triptofano também foram observados. Dentre os 25 compostos tentativamente identificados, ressalta-se os principais compostos fenólicos derivados do ácido quínico e trans-cinâmicos como ACG, ácido dicafeoilquínico e ésteres de ácido caféico. A influência das diferentes etapas de processamento do xarope de yacon no perfil de fenólicos, e na composição de FOS e ACG também foi avaliada. Os resultados demonstraram que não houve influência nos conteúdos de FOS e ACG nas etapas de processamento (sendo elas, polpa, maceração enzimática e microfiltração), exceto para a última etapa (concentração a vácuo), que esses compostos apresentaram uma concentração cerca de 6 vezes maior do que a concentração encontrada na polpa de yacon. Para avaliar as potenciais aplicações do xarope de yacon em alimentos, utilizou-se um grupo focal. Dentre as observações realizadas pelo grupo, destacou-se a sua aplicação em iogurte. O iogurte adicionado do xarope de yacon apresentou valores hedônicos superiores a 7,0 para aceitação global, aroma e sabor, correspondendo a "gostei moderadamente" a "gostei muito", e 64% dos provadores indicaram atitude positiva para a compra do produto. Para avaliação dos efeitos do consumo do xarope de yacon sob a saciedade de indivíduos saudáveis, utilizou-se teste de escala visual (visual analogue scale – VAS) em ensaios de curta (1 dia) e média (15 dias) duração. Os resultados demonstraram que houve efeito no tratamento na saciedade e plenitude após estratificação por sexo, sendo estatisticamente significativa (P < 0,05) somente para mulheres após 15 dias de consumo do xarope de yacon. Por fim, ensaios clínicos foram realizados para avaliação do impacto do consumo diário (totalizando 15 dias) do xarope de yacon no metabolismo glicêmico, lipídico e inflamatório de indivíduos saudáveis, além de hormônios relativos à saciedade, como grelina e GLP-1. Os resultados não revelaram diferenças significativas (P > 0,05) nos índices avaliados durante o período de 15 dias, porém foi observada uma tendência -embora não significativa- no aumento do hormônio GLP-1 durante o período avaliado. Desta forma, o produto obtido se mostrou diferenciado do ponto de vista nutricional e funcional, respondendo a um nicho de mercado ávido por produtos inovadores na área de alimentos funcionais, e o processo tecnológico utilizado foi adequado para a obtenção de um produto de elevada qualidade.
Abstract: The objective of this research was to define a technological route for an innovative and versatile product of yacon, rich in prebiotic fructooligosaccharides (FOS) and phenolic compounds, and as implications of functional product consumption in human health, through clinical trials. Initially, the Response Surface method was used to optimize the main process parameters of obtaining yacon clarified juice. For this, pectinolytic and cellulolytic enzymes, agitation and temperature were used as independent variables of the process, under 13 dependent responses (physic-chemical, chemical and permeate flux in the clarification by microfiltration). The results indicated that in the optimized conditions the permeate flux obtained was about 40% higher than the permeate flux of yacon pulp without enzymatic treatment, becoming a clear material with low turbidity (5.09 ± 0.08 NTU) and high levels of fructooligosaccharides (2.23 ± 0.47%; 2.33 ± 0.09%; 1.44 ± 0.11%, for GF2, GF3 and GF4, respectively) and chlorogenic acid (23.92 ± 2.03 μg g-1) were obtained. Subsequently, the clarified juice was used to obtain yacon syrup and its characterization was carried out by means of several analytical techniques, including NMR and UPLC-QToF-MSE. The syrup had a high concentration of FOS and CGA, in addition to presenting high levels of mineral elements, such as K, Ca and P. Essential amino acids such as valine, threonine and tryptophan were also observed. Among the 25 compounds tentatively identified, the main phenolic compounds derived from quinic and trans-cinnamic acids such as CGA, dicaffeoylquinic acid and esters of are highlighted. The influence of the different processing steps of yacon syrup on the phenolic profile, and on the composition of FOS and CGA was also evaluated. The results showed that there was no influence on the contents of FOS and CGA in the processing steps (pulp, enzymatic maceration and microfiltration), except for the last step (vacuum concentration), that these compounds presented a concentration about 6 times higher than the concentration found in yacon pulp. To evaluate the potential applications of yacon syrup in foods, a focal group was used. Among the observations made by the group, its application in yogurt stood out. Yogurt added yacon syrup showed hedonic values higher than 7.0 for global acceptance, appearance, aroma and flavor, corresponding to "liked very much" the "liked moderately", and 64% of the tasters indicated a positive attitude for the purchase of the product. To evaluate the effects of yacon syrup consumption on the satiety of healthy subjects, a visual analogue scale (VAS) test was used in short (1 day) and medium duration (15 days) trials. The results showed that there was treatment effect on "satiety" and "fullness" after stratification by sex, being statistically significant (P < 0.05) only for women after 15 days of consumption of yacon syrup. Finally, clinical trials were conducted to evaluate the impact of daily consumption (totaling 15 days) of yacon syrup on the glycemic, lipid and inflammatory metabolism of healthy individuals, as well as hormones related to satiety such as ghrelin and GLP- 1. The results did not reveal significant differences (P > 0.05) in the indices evaluated during the study, but a tendency - although not significant - was observed in the increase of the GLP-1 hormone during the period evaluated. In this way, the product obtained was differentiated from a nutritional and functional point of view, responding to a market niche avid for innovative products in the area of functional foods, and the technological process used was suitable for obtaining a high-quality product.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/23722
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