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Type: Tese
Title: Da inovação à solução industrial: estudo sobre proteínas de insetos comestíveis e defeito em leites UHT
Author: Alves, Natália Maria Germano
First Advisor: Stephani, Rodrigo
Co-Advisor: Oliveira, Luiz Fernando Cappa de
Referee Member: Lima, Raquel Reis
Referee Member: Richards, Neila Silvia Pereira dos Santos
Referee Member: Silva, Maurício Antônio Pereira da
Referee Member: Cuin, Alexandre
Resumo: Esta tese, desenvolvida no Programa de Pós-Graduação em Química da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) e financiada pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) (Edital 003/2020), investiga sistemas proteicos de interesse alimentar em dois eixos: Proteínas de insetos comestíveis e estruturas proteicas em leites tratados por ultraalta temperatura (UHT), buscando gerar conhecimento aplicável a processos e produtos. No eixo dos insetos, o capítulo 1 apresenta uma revisão narrativa atualizada sobre Tenebrio molitor, destacando a composição, processamento, propriedades tecnofuncionais, aplicações, segurança e perspectivas, e aponta gargalos tecnológicos para inovação sustentável e diversificação de fontes proteicas. O capítulo 2 avalia e otimiza a extração ácido–base de proteínas do grilo tropical a partir da farinha comercial, incorporando a sonicação como variável de processo. A metodologia de superfície de resposta (Box–Behnken; 5 fatores × 3 níveis; 6 pontos centrais) identificou a condição ótima na região de maior concentração e volume de NaOH, tempo de agitação curto e temperatura moderada, com sonicação intermediária. Sendo a concentração de NaOH ≈ 1,00 mol L -1 , o volume de NaOH 25 mL, o tempo de agitação 30 minutos, a temperatura de agitação ≈ 37,1 °C, o tempo de sonicação ≈ 77,6 minutos, sendo esses valores reais ótimos determinados. No eixo do leite, o capítulo 3 caracteriza estruturas rígidas pósfervura doméstica em produtos com tratamento de Ultra-Alta-Temperatura (UHT), combinando técnicas clássicas de proteínas e microscopia para elucidar composição, morfologia e gênese sob condições domésticas. Observou-se que o tipo de leite se relaciona diretamente ao teor de proteínas retido nas estruturas. A presença de estabilizantes contribuiu para uma maior homogeneidade espectral e a Análise de Componentes Principais (PCA) revelou padrões estruturais e agrupamentos associados ao tipo de leite, o excesso do tratamento térmico e composição estrutural proteica. O capítulo oferece subsídios práticos para diagnóstico e controle do fenômeno no ambiente industrial. Em conjunto, os resultados integram conhecimento sobre sistemas proteicos tradicionais como o leite e, alternativos como os insetos, destacando o potencial funcional das proteínas de insetos, ganhos de eficiência pelo uso criterioso de variáveis de processo e a relevância tecnológica de fenômenos induzidos pela fervura doméstica em produtos amplamente consumidos.
Abstract: The presents thesis, developed in the Graduate Program in Chemistry at the Federal University of Juiz de Fora (UFJF) it was by the National Council for Scientific and Technological Development (CNPq) (Call 003/2020), investigates protein systems of food interest along two axes: edible insect proteins and protein structures in ultra-high-temperature (UHT) treated milk, aiming to generate knowledge applicable to processes and products. In the insect axis. The chapter 1 presents an updated narrative review on Tenebrio molitor, highlighting its composition, processing, techno-functional properties, applications, safety, and perspectives, and points out technological bottlenecks for sustainable innovation and diversification of protein sources. The chapter 2 evaluates and optimizes the acid–base extraction of proteins from tropical cricket flour, incorporating sonication as a process variable. The response surface methodology (Box–Behnken; 5 factors × 3 levels; 6 centers points) identified the optimal condition in the region of higher NaOH concentration and volume, short stirring time, and moderate temperature, with intermediate sonication. The optimal real values were determined as follows: NaOH concentration ≈ 1.00 mol L⁻¹, NaOH volume 25 mL, stirring time 30 minutes, stirring temperature ≈ 37.1 °C, and sonication time ≈ 77.6 minutes. In the milk axis, the chapter 3 characterizes rigid structures formed after domestic boiling in ultra-high-temperature (UHT) treated products, combining classical protein and microscopy techniques to elucidate composition, morphology, and genesis under domestic conditions. It was observed that the type of milk is directly related to the protein content retained in these structures. The presence of stabilizers contributed to greater spectral homogeneity, and Principal Component Analysis (PCA) revealed structural patterns and groupings associated with milk type, excessive heat treatment, and protein structural composition. The chapter provides practical insights for diagnosing and controlling this phenomenon in industrial environments. Taken together, the results integrate knowledge about both traditional protein systems, such as milk, and alternative ones, such as insects—highlighting the functional potential of insect proteins, efficiency gains through the careful use of process variables, and the technological relevance of boiling-induced phenomena in widely consumed products.
Keywords: Insetos
Sonicação
Box–Behnken
Extração alcalina
Leite UHT
Agregação proteica
Insects
Sonication
Alkaline extraction
UHT milk
Protein aggregation
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Química
Access Type: Acesso Embargado
Attribution 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/19897
Issue Date: 23-Sep-2025
Appears in Collections:Doutorado em Química (Teses)



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