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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.74.2017.tde-18042017-110434
Document
Author
Full name
Laura Maria Reyes Mendez
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Pirassununga, 2017
Supervisor
Committee
Sobral, Paulo José do Amaral (President)
Carvalho, Rosemary Aparecida de
Grosso, Guillermo Salamanca
Landgraf, Mariza
Tosi, Milena Martelli
Title in Portuguese
Produção, caracterização e estudo da estabilidade de filmes à base de gelatina e extrato de própolis vermelha enriquecidos com óleos essenciais de manjericão (Ocicum basilicum), cravo (Syzygium aromaticum) ou hortelã (Mentha piperita)
Keywords in Portuguese
Antimicrobianos
Antioxidantes
Biopolímeros
Carne
Filmes ativos
Abstract in Portuguese
Os óleos essenciais e a própolis vermelha são reconhecidos pela atividade antimicrobiana e capacidade antioxidante, e têm sido utilizados em filmes à base de biopolímeros como agentes ativos. O objetivo geral desta tese foi o desenvolvimento de filmes à base de gelatina contendo extrato etanólico de própolis vermelha (EEP) e óleo essencial de cravo (OE cravo), de manjericão (OE manjericão) ou de hortelã (OE hortelã), e aplicação na conservação de carne bovina moída. O EEP e OE´s foram caracterizados em relação ao conteúdo de fenóis totais, atividade antioxidante (ABTS e DPPH) e atividade antimicrobiana contra bactérias Gram (+) S. aureus, L. monocytogenes e bactérias Gram (-) E. coli e S. enteritidis. Foram elaborados filmes com diferentes concentrações de OE´s (8 tratamentos) seguindo um delineamento experimental simplex com dois componentes, e quatro filmes controles: gelatina; gelatina e EEP, gelatina e OE cravo, gelatina e OE manjericão. Os filmes foram caracterizados em relação a conteúdo de fenóis, capacidade antioxidante, atividade antimicrobiana, umidade e solubilidade, propriedades mecânicas (tração e perfuração), propriedades óticas e barreira à luz, permeabilidade ao vapor de água (PVA). Também foram realizadas análises por espetroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), por difração de raios x (DXR), por calorimetria diferencial de varredura (DSC), e por microscopia eletrônica de varredura (SEM) e microscopia de força atômica (AFM). O filme ativo que apresentou melhor atividade antimicrobiana e capacidade antioxidante e os filmes controles, foram acondicionados a 4 °C e 58%UR por quatros semanas para avaliação da estabilidade antioxidante e antimicrobiana. Amostras de carne bovina moída foram recobertas com o filme ativo e filmes controles, e acondicionadas a 4 ± 2 °C por 10 dias, com avaliações nos dias 0, 3, 7 e 10 de parâmetros cromáticos, índice de peróxidos (IP) e atividade antimicrobiana frente a coliformes totais, aeróbios mesófilos e S. aureus. Observou-se que o EEP apresentou capacidade antioxidante e atividade antimicrobiana, dependentes do tratamento de extração. Foram adicionados no filme de gelatina o EO cravo e OE manjericão por apresentarem atividade antimicrobiana e capacidade antioxidante maior que OE hortelã. A adição de EEP e OE´s na matriz de gelatina proporcionou um aumento no conteúdo de fenóis totais nos filmes. As propriedades mecânicas foram alteradas com a adição dos OE´s e propriedades óticas e barreira a luz UV-Vis pela adição de EEP. A umidade, solubilidade, PVA não foram modificadas drasticamente com a adição dos compostos ativos. Propriedades térmicas, cristalinidade e os resultados das análises espectrofotométricas FTIR apresentaram discretas modificações. O filme ativo e filmes controles diminuíram o crescimento microbiano nas amostras de carne bovina moída comparado com à amostra controle, além de apresentar diminuição no IP ao longo do tempo. Pode-se concluir que a adição de EEP e OE´s melhorou algumas propriedades físicas, além de conferir atividade antimicrobiana e antioxidante aos filmes de gelatina que podem ser aplicados na conservação de alimentos de baixa ou intermediária umidade e susceptíveis à oxidação lipídica.
Title in English
Production, characterization and stability study of gelatine-based films and red propolis extract enriched with essential oils of basil (Ocicum basilicum), clove (Syzygium aromaticum) or mint (Mentha piperita)
Keywords in English
Active films
Antimicrobials
Antioxidants
Biopolymers
Meat
Abstract in English
Essential oils and red propolis are recognized by its antimicrobial activity and antioxidant capacity, and have been used in films based on biopolymers as active agents. The general objective of this thesis was the development of gelatin-based films added with red propolis ethanolic extract (EEP) and essential oil of clove (OE clove), basil (OE basil) and mint (OE mint), and its application for conservation of ground beef. The EEP and OE's were characterized in relation to the total phenol content, antioxidant capacity (ABTS and DPPH) and antimicrobial activity against Gram (+) bacteria S. aureus, L. monocytogenes and Gram (-) bacteria E. coli and S. enteritidis. Films with different concentrations of EO clove and EO basil (8 treatments), following a simplex experimental design with two components, and four control films were prepared: gelatin, gelatin and EEP, gelatin and OE clove, gelatin and OE basil. The films were characterized in relation to phenols content, antioxidant capacity, antimicrobial activity, moisture and solubility, mechanical properties (tensile strength and puncture tests), optical properties and light barrier, water vapor permeability (WVP). Moreover, analyses were performed by fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), by X-ray diffraction (DXR), by differential scanning calorimetry (DSC), and by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). The active film that showed better antimicrobial and antioxidant capacity and controls films were stored at 4 °C and 58% RH for four weeks to evaluate antioxidant and antimicrobial stability. Ground beef were coated with active film and controls films and conditioned at 4 ± 2 ° C for 10 days, with evaluations on days 0, 3, 7 and 10 of the color parameters, peroxide value (PV) and antimicrobial activity against total coliforms, aerobic mesophiles and S. aureus. The EEP presented antioxidant capacity and antimicrobial activity, depending on the extraction treatment. OE clove and OE basil were added to the gelatin film because they presented antimicrobial activity and antioxidant capacity higher than OE mint. The addition of EEP and OE's in the gelatin matrix provoked an increase in the content of total phenols in films. The mechanical properties were altered with the addition of OE's and optical properties and UV-Vis light barrier by addition of EEP. The moisture, solubility, PVA did not change strongly with the addition of the active compounds. Thermal properties, crystallinity and FTIR spectrophotometric results presented slight modifications. The active film and control films decreased the microbial growth in ground beef samples compared to the control sample, besides showing decrease in the PV over time. It can be concluded that the addition of EEP and OE's improved some physical properties, besides conferring antimicrobial and antioxidant activity to the gelatin films that can be applied in the preservation of foods of low or intermediate moisture and susceptible to lipid oxidation.
 
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Publishing Date
2017-04-20
 
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