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Doctoral Thesis
Full name
Allana Patrícia Santos Alexandre
Knowledge Area
Date of Defense
Piracicaba, 2018
Augusto, Pedro Esteves Duarte (President)
Iamanaka, Beatriz Thie
Brazaca, Solange Guidolin Canniatti
Furlong, Eliana Badiale
Title in English
Ozone technology as an alternative for reducing mycotoxin contamination in wheat products
Keywords in English
Rheological properties
Abstract in English
The objective of this study was to evaluate the reduction on the levels of mycotoxins in wheat products and by-products: deoxynivalenol (DON) in whole wheat flour, wheat bran and the efluent from wet milling of wheat flour, and zearalenone (ZEN) in wheat bran. Firstly, the reduction of DON contamination was studied on whole wheat flour, naturaly contaminated, and considering different moisture levels, as well as in wet milling effluent of wheat flour. Further, the impact of the ozonation process on the rheological properties of the processed flour was evaluated. Secondly, the wheat bran naturally co-contaminated with DON and ZEN was studied, considering the degradation of both mycotoxins and the impact of the ozonation process on the bran phenolic compound content and on the antioxidant capacity. The DON degradation in the whole wheat flour increased with both processing time and moisture content. By changing these process parameters, it was possible to obtain products in accordance with the legal limits of Brazil and the European Union, even starting with concentration 2-4 times higher than the legal limits. However, the rheological properties of the whole wheat flour were affected by the process, probably due to protein modifications. The DON concentration on the wet milling effluent was linearly reduced by the ozonation. In wheat bran naturally contaminated and in its equilibrium moisture, the ozonation reduced both DON and ZEN contamination. The degradation of ZEN was higher and faster than the degradation of DON, which could be explained by their molecular structures. It was also observed that the ozonation process did not negatively affect the phenolic compounds and the antioxidant capacity, which is high desirable from a nutritional point of view. Consequently, this work concludes that the ozonation process was effective in reducing DON and ZEN in different wheat products and efluent. It is noteworthy that the results obtained are promising for future studies and to elucidate the mechanism of action of ozone on mycotoxins and constituents of food.
Title in Portuguese
Tecnologia do ozônio como alternativa para reduzir a contaminação de micotoxinas em produtos de trigo
Keywords in Portuguese
Propriedades reológicas
Abstract in Portuguese
O objetivo deste estudo foi avaliar a redução nos níveis de micotoxinas em produtos e subprodutos de trigo: desoxinivalenol (DON) em farinha de trigo integral, farelo de trigo e efluente de moagem da farinha de trigo e zearalenona (ZEA) em farelo de trigo. No primeiro momento, a redução da contaminação por DON foi estudada em farinha de trigo integral, naturalmente contaminada e considerando diferentes níveis de umidade, bem como no efluente de moagem úmida da farinha. Além disso, o impacto do processo de ozonização nas propriedades reológicas da farinha processada foi avaliado. Em segundo lugar, estudou-se o farelo de trigo naturalmente co-contaminado com DON e ZEA, considerando a degradação de ambas as micotoxinas e o impacto do processo de ozonização no conteúdo do composto fenólico do farelo e na capacidade antioxidante. A degradação de DON na farinha de trigo integral aumentou tanto com o tempo de processamento quanto com o teor de umidade. Ao alterar esses parâmetros de processo, foi possível obter produtos de acordo com os limites legais do Brasil e da União Européia, mesmo com a concentração 2-4 vezes superior aos limites legais. Contudo, as propriedades reológicas da farinha de trigo integral foram afetadas pelo processo, provavelmente devido a modificações de proteínas. A concentração de DON no efluente de moagem úmida foi linearmente reduzida pela ozonização. Em farelo de trigo naturalmente contaminado e em sua umidade de equilíbrio, a ozonização reduziu a contaminação DON e ZEA. A degradação do ZEA foi maior e mais rápida que a degradação do DON, o que poderia ser explicado pelas suas estruturas moleculares. Observou-se também que o processo de ozonização não afetou negativamente os compostos fenólicos e a capacidade antioxidante, o que é altamente desejável do ponto de vista nutricional. Consequentemente, este trabalho conclui que o processo de ozonização foi efetivo na redução de DON e ZEA em diferentes produtos de trigo e efluentes. Vale ressaltar que os resultados obtidos são promissores para futuros estudos e elucidar o mecanismo de ação do ozônio sobre micotoxinas e constituintes dos alimentos.
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