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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.74.2024.tde-29072024-112027
Documento
Autor
Nome completo
Camily Aparecida Reis
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Pirassununga, 2024
Orientador
Banca examinadora
Sobral, Paulo José do Amaral (Presidente)
Alencar, Severino Matias de
Ditchfield, Cynthia
Otoni, Caio Gomide
Pinho, Samantha Cristina de
Tosi, Milena Martelli
Título em português
Desenvolvimento de filmes ativos incorporados com própolis vermelha bruta encapsulada em emulsões
Palavras-chave em português
Atividade antioxidante
Barreira UV/Vis
Biopolímeros
Estabilidade física
Filmes biodegradáveis
Proteínas
Resumo em português
A própolis vermelha apresenta propriedades antioxidante e antimicrobiana, o que faz com que ela apresente grande potencial para aplicação na área de alimentos. Entretanto, sua baixa solubilidade em água pode limitar sua aplicação nesta área. A própolis vermelha bruta pode então ser utilizada na sua forma emulsificada, a fim de proteger seus compostos e permitir sua dispersão em um sistema aquoso, como no caso de filmes ativos biopoliméricos para aplicação como embalagem de alimentos. Assim, o objetivo desta tese foi o desenvolvimento de filmes ativos a base de gelatina ou isolado proteico de soja incorporados de própolis vermelha bruta encapsulada em emulsões óleo em água (O/A) empregando diferentes emulsificantes. Para selecionar as melhores emulsões foi empregado um planejamento experimental Box-Behnken, sendo as variáveis estudadas a concentração de emulsificante (Tween 80 ou saponina), de PGPR (poliricinoleato de poliglicerol) e número de ciclos. As variáveis resposta foram o índice de estabilidade, diâmetro médio de gota e span. O caseinato de sódio também foi empregado, variando-se a concentração deste para a produção da melhor emulsão. As emulsões selecionadas foram caracterizadas quanto a sua cor, pH, comportamento reológico, atividade antioxidante e antimicrobiana. Os filmes ativos à base de gelatina ou isolado proteico de soja foram produzidos a partir da incorporação das emulsões selecionadas. Estes foram caracterizados quanto a sua microestrutura, propriedades térmicas, propriedades mecânicas, propriedades ópticas, atividade antioxidante e antimicrobiana. Os resultados mostraram que a concentração de emulsificante apresentou efeito sobre a estabilidade e tamanho de gota das emulsões encapsulando própolis vermelha bruta e que o Tween 80 foi o emulsificante capaz de produzir a emulsão com melhor estabilidade. As emulsões apresentaram um comportamento reológico de fluido newtoniano, atividade antioxidante e atividade antimicrobiana contra bactérias gram positivas. A incorporação das emulsões nos filmes ativos, à base de gelatina ou isolado proteico de soja, produziram filmes com a presença de gotas de óleo na superfície e porosos internamente. O ângulo de contato de água, a solubilidade em água e o brilho diminuíram nos filmes de gelatina e isolado proteico de soja com a incorporação das emulsões. A emulsão causou o aumento da barreira à luz UV/visível e filmes mais resistentes e extensíveis, no caso da gelatina, exceto o filme com incorporação da emulsão emulsificada com caseinato de sódio. Já para os filmes de isolado proteico de soja, as emulsões provocaram um aumento na elongação na ruptura, mas não afetaram sua resistência. Apesar de as emulsões apresentarem atividade antimicrobiana contra bactérias gram positivas, os filmes ativos não exibiram a formação de halo de inibição. Os filmes ativos apresentaram atividade antioxidante, independente do emulsificante utilizado na produção das emulsões. Assim, observou-se que os filmes ativos incorporados de emulsões encapsulando própolis vermelha bruta apresentou grande potencial para aplicação como embalagem ativa de alimentos passíveis de oxidação.
Título em inglês
Development of active films incorporated with crude red propolis encapsulated in emulsions
Palavras-chave em inglês
Antioxidant activity
Biodegradable films
Biopolymers
Physical stability
Proteins
UV/Vis barrier
Resumo em inglês
Red propolis has antioxidant and antimicrobial properties, which means it has great potential for application in the food sector. However, its low solubility in water may limit its application in this area. Crude red propolis can be used in its emulsified form, in order to protect its compounds and allow their dispersion in an aqueous system, as in the case of biopolymeric active films for application as food packaging. Thus, the objective of this thesis was the development of active films based on gelatin or soy protein isolate incorporated with crude red propolis encapsulated in oil-in-water (O/W) emulsions using different emulsifiers. To select the best emulsions, a Box-Behnken experimental design was used, with the variables studied being the concentration of emulsifier (Tween 80 or saponin), PGPR (polyglycerol polyricinoleate) and number of cycles. The response variables were the stability index, average droplet diameter and polydispersity index. Sodium caseinate was also used, varying its concentration to produce the best emulsion. The selected emulsions were characterized regarding their color, pH, rheological behavior, antioxidant and antimicrobial activity. Active films based on gelatin or soy protein isolate were produced by incorporating the selected emulsions. These were characterized regarding their microstructure, thermal properties, mechanical properties, optical properties, antioxidant and antimicrobial activity. The results showed that the emulsifier concentration had an effect on the stability and droplet size of the emulsions encapsulating crude red propolis and that Tween 80 was the emulsifier capable of producing the emulsion with the best stability. The emulsions showed a rheological behavior of Newtonian fluid, antioxidant activity and antimicrobial activity against gram positive bacteria. The incorporation of emulsions into active films, based on gelatin or soy protein isolate, produced films with the presence of oil droplets on the surface and internally porous. The water contact angle, water solubility and gloss decreased in gelatin and soy protein isolate films with the incorporation of emulsions. The emulsion caused an increase in the barrier to UV/visible light and more resistant and extensible films, in the case of gelatin, except for the film incorporating the emulsion emulsified with sodium caseinate. As for soy protein isolate films, the emulsions caused an increase in elongation at break, but did not affect their resistance. Although the emulsions showed antimicrobial activity against gram positive bacteria, the active films did not exhibit the formation of an inhibition halo. The active films showed antioxidant activity, regardless of the emulsifier used in the production of the emulsions. Thus, it was observed that active films incorporated into emulsions encapsulating crude red propolis had great potential for application as active packaging for foods subject to oxidation.
 
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Data de Publicação
2024-07-29
 
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