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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.74.2013.tde-19042013-084817
Documento
Autor
Nome completo
Volnei Brito de Souza
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Pirassununga, 2013
Orientador
Banca examinadora
Fávaro-Trindade, Carmen Silvia (Presidente)
Dacanal, Gustavo Cesar
Tonon, Renata Valeriano
Título em português
Aproveitamento dos subprodutos de vinificação da uva Bordô (Vitis labrusca) para obtenção de pigmentos com propriedades funcionais
Palavras-chave em português
Antocianinas
Atividade biológica
Atomização
Bagaço de uva
Maltodextrina
Propriedades físico-químicas
Resumo em português
O objetivo deste trabalho foi produzir pigmentos em pó a partir dos subprodutos de vinificação da uva tinta, variedade Bordô (Vitis labrusca), através da secagem em spray dryer utilizando maltodextrina como agente carreador. Foram estudados os efeitos das condições de processo sobre algumas propriedades físico-químicas, além da estabilidade e da atividade biológica do material obtido. Extratos etanólicos das cascas e sementes da uva foram obtidos e concentrados até um terço do volume inicial. Este extrato foi então misturado com o agente carreador maltodextrina 10 DE nas concentrações de 10, 20 ou 30% e atomizado em spray dryer, com vazão de alimentação de 44 mL/min e temperaturas do ar de entrada de 130, 150 ou 170°C, num total de nove ensaios. Além disso, foi obtida uma amostra de extrato concentrado liofilizado, sem a presença do agente carreador, para efeito de comparação. Avaliou-se o rendimento do processo de atomização; e para as amostras obtidas determinou-se o teor de umidade, retenção de antocianinas, higroscopicidade e solubilidade em água, a fim de verificar a influência das condições de processo sobre essas características. Estas amostras também foram avaliadas quanto à morfologia, distribuição do tamanho de partículas e isotermas de sorção de umidade. Todas as amostras obtidas (atomizadas e liofilizada) foram avaliadas quanto à cor instrumental, espectroscopia de infravermelho, estabilidade durante a estocagem, presença de compostos bioativos (fenólicos, flavonóides, antocianinas e proantocianidinas), além de atividade antioxidante, antimicrobiana e de inibição da arginase de Leishmania. As condições de processo avaliadas (temperatura de secagem e concentração de agente carreador) tiveram forte influência nas características estudadas. O teor de umidade, a retenção de antocianinas, a morfologia e o tamanho das partículas, foram bastante influenciados pela temperatura de secagem e pela concentração de agente carreador, enquanto que a higroscopicidade sofreu maior influência da concentração de agente carreador. Esse parâmetro também apresentou grande influência nas isotermas de sorção de umidade das amostras. Não houve grande interferência do processo de secagem na composição química do material obtido, evidenciada pelos espectros de infravermelho. Quanto à avaliação da estabilidade durante a estocagem, foi observado que as amostras contendo maltodextrina conservaram mais as antocianinas e a cor, quando comparadas com as amostras sem carreador e os extratos líquidos, indicando, que o processo de secagem e a presença do carreador, promoveram um efeito protetor aos compostos e sua cor. Todas as amostras apresentaram altos teores de flavonóides totais, antocianinas, proantocianidinas e elevados valores de atividade antioxidante variando de 314,06 a 441,04 µmolesTE/g de extrato seco pelo método DPPH e de 993,32 a 1138,68 µmolesTE/g de extrato seco pelo método FRAP. Apresentaram atividade antimicrobiana principalmente contra Staphylococcus aureus e Listeria monocytogenes. Além disso, tiveram grande capacidade de inibir a enzima arginase de Leishmania com porcentagem de inibição variando de 54,60 a 83,43%. Os resultados encontrados sugeriram que o processo de secagem em spray dryer com maltodextrina, dos extratos obtidos dos subprodutos da uva Bordô, produziu pós com diversas características interessantes, como baixa higroscopicidade, alta solubilidade e estabilidade, além de grande potencial biológico. Tais resultados evidenciam que este subproduto da indústria vinícola pode ser aproveitado como fonte natural de ingredientes funcionais.
Título em inglês
Use of vinification byproducts of Bordo grape (Vitis labrusca) to obtain pigments with functional properties
Palavras-chave em inglês
Anthocyanins
Biological activity
Grape pomace
Maltodextrin
Physicochemical properties
Spray drying
Resumo em inglês
The aim of this work was to produce powder pigments from grape byproducts of Bordo variety (Vitis labrusca) by spray drying using maltodextrin as carrier agent. The effects of process conditions on some physicochemical properties, stability and biological activity of the product were studied. Ethanol extracts were obtained from grape pomace (skins and seeds) and concentrated to one-third the initial volume. This extract was then mixed with the carrier agent 10 DE maltodextrin at concentrations of 10, 20 or 30% and atomized in a spray dryer, with feed flow rate of 44 mL/min and inlet drying air temperatures of 130, 150 or 170°C a total of nine tests. In addition, a sample of freeze-dried concentrated extract without carrier agent was obtained for comparison. It was evaluated process yield and the samples obtained were initially evaluated for moisture content, anthocyanins retention, hygroscopicity and solubility in water, in order to verify the influence of process conditions on these characteristics. These samples were also evaluated for morphology, particle size distribution and moisture sorption isotherms. All samples (spray-dried powders and freeze-dried extract) were evaluated for instrumental color, infrared spectroscopy, stability during storage, presence of bioactive compounds (phenols, flavonoids, anthocyanins and proanthocyanidins) plus antioxidant activity, antimicrobial activity and inhibition of Leishmania arginase. Process conditions evaluated (inlet drying air temperature and carrier agent concentration) had a strong influence on the characteristics studied. The moisture content, anthocyanin retention, morphology and particle size of the samples were strongly influenced by drying temperature and carrier agent concentration while the hygroscopicity suffered greater influence of the carrier agent concentration. The concentration of carrier agent also had great influence on the moisture sorption isotherms of the samples. There was no significant interference of the drying process on the chemical composition of the material evidenced by infrared spectroscopy. Regarding the evaluation of stability during storage, it was observed that the samples containing maltodextrin, retained much more anthocyanins and original color when compared with the sample without a carrier or liquid extracts, indicating both, the drying process and the presence of carrier, promoted a protective effect to the compounds and its color. All samples showed high levels of flavonoids, anthocyanins, proanthocyanidins and high levels of antioxidant activity ranging from 314.06 to 441.04 µmolTE/g of extract (dry weight), by DPPH and 993.32 to 1138.68 µmolTE/g of extract (dry weight) by FRAP method. Most samples showed antimicrobial activity against Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes. Moreover, had great ability to inhibit the enzyme arginase of Leishmania with inhibition percentage ranging from 54.60 to 83.43%. The results suggest that the drying process of Bordo grape pomace extracts in a spray dryer with maltodextrin, produced powders with various interesting characteristics such as low hygroscopicity, high solubility and stability, and large biological potential. This shows that this byproduct of wine industry can be used as a natural source of functional ingredients.
 
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ME7487031COR.pdf (3.70 Mbytes)
Data de Publicação
2013-04-25
 
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  • SILVA, MARIANA CASAGRANDE, et al. Use of the jabuticaba (Myrciaria cauliflora) depulping residue to produce a natural pigment powder with functional properties [doi:10.1016/j.lwt.2013.08.026]. Lebensmittel-Wissenschaft + Technologie / Food Science + Technology [online], 2014, vol. 55, p. 203-209.
  • Souza, V.B., et al. Effect of spray drying on the physical-chemical properties and color stability of the powdered pigment obtained from vinification byproducts of Bordo grape (Vitis labrusca). Food and Bioproducts Processing, 2013.
  • Fujita, A., et al. Avaliação de propriedades físicas, capacidade antioxidante e teor de proantocianidinas do pó de camum-camu (Myrciaria dubia) seco por atomização em diferentes condições. In XXII Congresso Brasileiro de Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, 2012. Anais do XXII Congresso Brasileiro de Ciência e Tecnologia de Alimentos., 2012. Resumo.
  • MEDEIROS, A. C. L., et al. Efeito do processo de atomização por spray drying na viabilidade de Bifidobacterium lactis. In XXI Congresso Latino Americano de Microbiologia (XXI ALAM), Santos, 2012. Anais do XXI ALAM., 2012. Resumo.
  • Silva, M.C., et al. Phenolic content and antioxidant activity of powdered jabuticaba (Myrciaria caulifora) skin and seed extract. In 16th IUFoST World Congress of Food Science and Technology, Foz do Iguaçu, 2012. Anais do 16th IUFoST World Congress., 2012. Abstract.
  • Souza, V.B., Thomazini, M., and Favaro-Trindade, C. S. Solvent influence on total anthocyanins extraction of bordo grape (Vitis labrusca) pomace. In 16th IUFoST World Congress of Food Science and Technology, Foz do Iguaçu, 2012. Anais do 16th IUFoST World Congress., 2012. Abstract.
  • Souza, V.B., Thomazini, M., and Favaro-Trindade, C.S. Influence of process conditions on the morphology and Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectra of grape pomace extract powder produced by spray drying. In South-American Symposium on Microencapsulation, Limeira, 2012. Anais of South-American Symposium on Microencapsulation., 2012. Abstract.
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