Sorvete produzido a partir do crioconcentrado do leite: propriedades físicas, químicas, reológicas e o estudo da viabilidade de um produto probiótico

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2020.O leite de vaca é conhecido por possuir um alto valor nutricional, uma vez que é constituído de substâncias que são benéficas para o homem, principalmente proteínas e vitaminas. Com o objetivo de concentrar essas substâncias, a crioconcentração em blocos foi utilizada para concentrar o leite até o terceiro estágio de crioconcentração. O leite desnatado e o leite concentrado do primeiro estágio de crioconcentração foram utilizados na elaboração dos sorvetes, os quais foram denominados sorvete 1 e sorvete 2, respectivamente. Primeiramente foi realizada a avaliação das propriedades químicas, físicas, estruturais e reológicas. Após essa etapa, o sorvete 2 foi adicionado da bactéria probiótica Bifidobacterium BB-12. O sorvete 2 foi comparado com duas amostras controle, um sorvete fabricado com leite desnatado e com o caldo MRS, o qual fornece uma excelente base para comparação da Bifidobacterium BB-12. Com o intuito de verificar se o sorvete fabricado com leite concentrado servia como veículo probiótico, as três amostras foram submetidas à simulação gastrointestinal in vitro. As amostras foram expostas a cada compartimento do sistema digestório humano, iniciando pela boca, e seguindo de forma sequencial pelo esôfago-estômago, duodeno, íleo e cólon (12, 24 e 48 horas). No final de cada etapa, foi realizada a contagem de células viáveis de Bifidobacterium BB-12 e bem como sua taxa de recuperação. A utilização do leite concentrado influenciou nas propriedades químicas do sorvete 2, resultando em um maior teor de sólidos totais, proteínas, carboidratos, cinzas e acidez total titulável, no entanto apresentou menor pH. Além disso, foi verificado que o sorvete 2 possuía um maior overrun, menor firmeza, menores cristais de gelo e com tendência de coloração esverdeada e amarelada. Entretanto, apresentou maior taxa de derretimento e maior área de histerese. Os modelos da Lei da Potência e Casson foram aplicados com sucesso para descrever o comportamento reológico dos sorvetes, os quais demonstraram ser um fluido Newtoniano. Após a simulação das condições gastrointestinais in vitro foi possível verificar um efeito positivo na contagem de células viáveis e na taxa de recuperação de Bifidobacterium BB-12. Ambos os sorvetes puderam ser classificados como probióticos, entretanto o sorvete 2 apresentou uma maior contagem de células viáveis (9,88 log UFC/g) e maior taxa de recuperação (112,02 %) de Bifidobacterium BB-12 na etapa final (cólon descendente) da simulação gastrointestinal in vitro. Por fim, foi possível concluir que o sorvete produzido com leite concentrado serviu como veículo probiótico. Portanto, vale ressaltar o potencial inovador deste trabalho de dissertação, uma vez que é inédito a utilização de leite concentrado na elaboração e avaliação das propriedades de sorvete probiótico. Cabe também ressaltar que esses resultados contribuirão positivamente para a pesquisa em ciência e tecnologia de alimentos, e, bem como para a indústria láctea.Abstract: Cow milk is known to have a high nutritional value, since it consists of beneficial substances to human?s health, mainly proteins and vitamins. In order to concentrate these substances, the blocks freeze concentration was used to concentrate the milk until the third stage of freeze concentration. Skimmed milk and concentrated milk from the first stage of freeze concentration were used in the production of ice creams, which were denominate ice cream 1 and ice cream 2, respectively. Firstly, the evaluation of chemical, physical, structural and rheological properties was performed. After this step, ice cream 2 was added with the probiotic bacterium Bifidobacterium BB-12. The ice cream 2 was compared with two control samples, an ice cream, manufactured with the skimmed milk, and with the MRS broth, which supplies an excellent base for comparison of Bifidobacterium BB-12. In order to verify if the ice cream manufactured with concentrated milk will serve as a probiotic carrier, the three samples were submitted to in vitro simulation gastrointestinal. The samples were exposed to each compartment of the human digestive system, starting at the mouth, and following sequentially through the esophagus-stomach, duodenum, ileum and colon (12, 24 and 48 hours). At the end of each stage, the viable cell count of Bifidobacterium BB-12 was performed, as well as its recovery rate. The use of concentrated milk influenced the chemical properties of ice cream 2, resulting in a higher content of total solids, proteins, carbohydrates, ash and total titratable acidity, however it presented a lower pH. Moreover, it was verified that ice cream 2 had a greater overrun, less firmness, smaller ice crystals and a tendency to greenish and yellowish coloring. However, it presented a higher melting rate and a larger area of hysteresis. The Power Law and Casson models were successfully applied to describe the rheological behavior of ice creams, which proved to be a Newtonian fluid. After the in vitro simulation gastrointestinal conditions, it was possible to verify a positive effect on the viable cell count and on the recovery rate of Bifidobacterium BB-12. Both ice creams could be classified as probiotics, however ice cream 2 showed a higher viable cell count (9.88 log CFU/g) and a higher recovery rate (112.02 %) of the Bifidobacterium BB-12in the final stage (descending colon) of in vitro simulation gastrointestinal. Finally, it was possible to conclude that the ice cream produced with concentrated milk served as a probiotic carrier. Therefore, it is worth emphasizing the innovative potential of this dissertation work, since the use of concentrated milk in the preparation and evaluation of the properties of probiotic ice cream is unprecedented. It should also be highlighted that these results will contribute positively to research in food science and technology, and, as well, to the dairy industry