Fermentação láctica como estratégia de valorização de resíduos industriais de ketchup e integração em novas formulações

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Costa, Beatriz da Silva Baía
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.14/43413
Resumo: Nos últimos anos, os padrões de produção e consumo cada vez mais insustentáveis levaram a um aumento dos recursos utilizados, com um desperdício anual estimado em 1,3 mil milhões de toneladas, equivalente a um terço da produção mundial de alimentos para consumo humano. A empresa Casa Mendes Gonçalves produz anualmente grandes quantidades de ketchup com a formação inerente de resíduos industriais, designados purgas. Atualmente, a sua valorização passa pela produção de biogás e fertilizantes, mas a solução encontrada não garante a sua valorização na íntegra, uma vez que parte das purgas acabam em aterros e representam um custo significativo para a empresa. Assim, o presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma estratégia de valorização das purgas, através de um processo fermentativo com bactérias ácido lácticas (BAL) e posterior incorporação em ketchups. Para tal, recolheram-se duas purgas da unidade produtiva da empresa, uma sem conservantes e outra com sorbato de potássio, que não apresentaram diferenças significativas (p > 0,05) nos parâmetros físico químicos face aos ketchups, confirmando a sua relevância de valorização. As análises microbiológicas realizadas demonstraram que as purgas possuem parâmetros adequados para o reprocessamento destes fluxos. As purgas revelaram-se meios com condições pouco favoráveis para o desenvolvimento das BAL, pelo que se realizou uma diluição de fator 6 (D6) para diminuir a acidez acética e o °Brix e aumentar o pH. Na purga sem conservantes os inóculos mais promissores, que fermentaram em apenas 7 dias, foram Leuconostoc mesenteroides, individualmente e em consórcio com Lactobacillus plantarum, com D6 e 1,5% de sal. Nesta diluição, também a associação de Debaryomyces hansenii com o consórcio de 4 BAL com 0,4% de sal fermentou ao fim de uma semana. O consórcio das 4 BAL também se destacou na purga com fator de diluição 3 (D3) com atividade fermentativa em 7 dias. Na purga com conservantes, o consórcio das 4 bactérias em estudo com D6 e 0,4% de NaCl, assim como com D3 e 1,5% de sal apresentaram a maior produção de ácido láctico. As quatro fermentações da purga sem conservantes com melhores resultados foram selecionadas para o desenvolvimento de ketchups com diferentes percentagens de incorporação de cada uma das quatro purgas fermentadas. O ketchup sem conservantes que levou à formação das purgas foi utilizado como padrão e, de uma forma geral, não houve diferenças significativas (p > 0,05) nos parâmetros físico químicos entres as amostras desenvolvidas e o padrão. A análise sensorial permitiu selecionar os ketchups com a incorporação de 40,9% de purga fermentada com o consórcio de 4 BAL, com D3 e 1,5% de sal e o ketchup com a incorporação de 39,2% de purga fermentada com Lactobacillus plantarum e Leuconostoc mesenteroides, com D6 e 1,5% de sal. A análise nutricional destas amostras evidenciou a melhoria nutricional dos ketchups com a inclusão da purga fermentada, que apresentaram um conteúdo proteico mais elevado, assim como um teor de cinzas e fibras alimentares mais elevado. Futuramente, é essencial a análise das fermentações com recurso a HPLC para identificação e quantificação dos ácidos orgânicos produzidos e o teor de açúcares ao longo da fermentação, de forma a correlacionar com os resultados de pH e acidez obtidos nos ensaios fermentativos realizados.
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Assim, o presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma estratégia de valorização das purgas, através de um processo fermentativo com bactérias ácido lácticas (BAL) e posterior incorporação em ketchups. Para tal, recolheram-se duas purgas da unidade produtiva da empresa, uma sem conservantes e outra com sorbato de potássio, que não apresentaram diferenças significativas (p > 0,05) nos parâmetros físico químicos face aos ketchups, confirmando a sua relevância de valorização. As análises microbiológicas realizadas demonstraram que as purgas possuem parâmetros adequados para o reprocessamento destes fluxos. As purgas revelaram-se meios com condições pouco favoráveis para o desenvolvimento das BAL, pelo que se realizou uma diluição de fator 6 (D6) para diminuir a acidez acética e o °Brix e aumentar o pH. Na purga sem conservantes os inóculos mais promissores, que fermentaram em apenas 7 dias, foram Leuconostoc mesenteroides, individualmente e em consórcio com Lactobacillus plantarum, com D6 e 1,5% de sal. Nesta diluição, também a associação de Debaryomyces hansenii com o consórcio de 4 BAL com 0,4% de sal fermentou ao fim de uma semana. O consórcio das 4 BAL também se destacou na purga com fator de diluição 3 (D3) com atividade fermentativa em 7 dias. Na purga com conservantes, o consórcio das 4 bactérias em estudo com D6 e 0,4% de NaCl, assim como com D3 e 1,5% de sal apresentaram a maior produção de ácido láctico. As quatro fermentações da purga sem conservantes com melhores resultados foram selecionadas para o desenvolvimento de ketchups com diferentes percentagens de incorporação de cada uma das quatro purgas fermentadas. O ketchup sem conservantes que levou à formação das purgas foi utilizado como padrão e, de uma forma geral, não houve diferenças significativas (p > 0,05) nos parâmetros físico químicos entres as amostras desenvolvidas e o padrão. A análise sensorial permitiu selecionar os ketchups com a incorporação de 40,9% de purga fermentada com o consórcio de 4 BAL, com D3 e 1,5% de sal e o ketchup com a incorporação de 39,2% de purga fermentada com Lactobacillus plantarum e Leuconostoc mesenteroides, com D6 e 1,5% de sal. A análise nutricional destas amostras evidenciou a melhoria nutricional dos ketchups com a inclusão da purga fermentada, que apresentaram um conteúdo proteico mais elevado, assim como um teor de cinzas e fibras alimentares mais elevado. Futuramente, é essencial a análise das fermentações com recurso a HPLC para identificação e quantificação dos ácidos orgânicos produzidos e o teor de açúcares ao longo da fermentação, de forma a correlacionar com os resultados de pH e acidez obtidos nos ensaios fermentativos realizados.In recent years, the increasingly unsustainable production and consumption patterns have led to an increase in the resources used, with an estimated annual waste of 1.3 billion tonnes, equivalent to a third of the world's food production for human consumption. The company Casa Mendes Gonçalves annually produces large quantities of ketchup with the inherent formation of industrial waste, called purges. Currently, its recovery goes through the production of biogas and fertilizers, but the solution found does not guarantee its full recovery, since part of the purges end up in landfill and represent a significant cost to the company. Thus, the present work aims to develop a strategy of valorization of the purges, through a fermentative process with lactic acid bacteria (LAB) and subsequent incorporation in ketchups. To this end, two purges were collected from the company's production unit, one without preservatives and the other with potassium sorbate, which did not present any significant differences (p > 0.05) in the physicochemical parameters compared to ketchups, confirming their relevance of valorization. The microbiological analyses performed demonstrated that the purges have adequate parameters for the reprocessing of these flows. The purges proved to be a medium with unfavorable conditions for the development of LAB, so a dilution of factor 6 (D6) was performed to decrease acetic acidity and °Brix and increase pH. In the purge without preservatives the most promising inoculums, which fermented in just 7 days, were Leuconostoc mesenteroides, individually and in consortium with Lactobacillus plantarum, with D6 and 1.5% salt. Also in this dilution, the association of Debaryomyces hansenii with the consortium of 4 LAB with 0.4% salt fermented after one week. The consortium of the 4 LAB also stood out in the purges with dilution factor of 3 (D3) with fermentative activity in 7 days. In the purge with preservatives, the consortium of the 4 bacteria under study with D6 and 0.4% NaCl, as well as with D3 and 1.5% salt showed the highest lactic acid production. The four preservative-free purge fermentations with the best results were selected for the development of ketchups with different percentages of incorporation of each one of the four fermented purges. The ketchup without preservatives that led to the formation of the purges was used as a standard and, in general, there were no significant differences (p > 0.05) in the physicochemical parameters between the developed samples and the standard. The sensory analysis allowed to select the ketchups with the incorporation of 40.9% of fermented purge with the consortium of 4 LAB, with D3 and 1.5% of salt and the ketchup with the incorporation of 39.2% of fermented purge with Lactobacillus plantarum and Leuconostoc mesenteroides, with D6 and 1.5% of salt. The nutritional analysis of these samples showed the nutritional improvement of ketchups with the inclusion of fermented purge, which has higher protein content as well as a superior content of ash and dietary fiber. In the future, it is essential to analyze the fermentations using HPLC to identify and quantify the organic acids produced and the sugar content throughout the fermentation in order to correlate with the pH and acidity results obtained in the fermentation tests performed.Hogg, Maria da Conceição Barbosa Moreira da SilvaVeritati - Repositório Institucional da Universidade Católica PortuguesaCosta, Beatriz da Silva Baía2023-12-20T11:44:00Z2023-11-102023-092023-11-10T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.14/43413TID:203410220porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-12-26T01:39:01Zoai:repositorio.ucp.pt:10400.14/43413Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T00:56:11.096337Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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