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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.11.2019.tde-22112018-152813
Documento
Autor
Nome completo
Talita Costa Negri
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2018
Orientador
Banca examinadora
Brazaca, Solange Guidolin Canniatti (Presidente)
Brigide, Priscila
Comunian, Talita Aline
Selani, Miriam Mabel
Título em português
Bioacessibilidade de ferro na farinha de trigo com adição de ácido ascórbico proveniente de subprodutos de frutas
Palavras-chave em português
Anemia
Coacervação complexa
Microencapsulação
Minerais
Spray drying
Vitamina C
Resumo em português
A nutrição é essencial na promoção da saúde da população para estimular o crescimento e desenvolvimento adequado, sendo necessário o planejamento de ações e programas em saúde pública. A falta ou consumo inadequado dos nutrientes pode desencadear distúrbios fisiológicos que levam a doenças. Com o objetivo de prevenir a anemia ferropriva devido à elevada incidência de deficiência de ferro, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária do Brasil criou uma resolução para que as farinhas de trigo e milho sejam adicionadas de ferro (Fe) e ácido fólico. Na dieta é possível encontrar dois tipos de ferro, sendo o ferro-heme e o ferro não-heme. O ferro heme é bem absorvido pelo organismo e pouco influenciado pelas reservas de Fe ou outros constituintes da dieta. Já o ferro não-heme apresenta variado grau de absorção, dependente de outros componentes da dieta e das reservas de Fe dos indivíduos. Estudos que testam a bioacessibilidade dos nutrientes têm sido realizados para avaliar a quantidade de nutrientes que é liberada da matriz alimentar no processo de digestão e está disponível para ser absorvida pelo intestino, utilizando a simulação do processo de digestão gastrointestinal aliada as culturas de células Caco-2. Os hábitos saudáveis estimulam o consumo de frutas e vegetais, aumentando também a produção de subprodutos agroindustriais como cascas, sementes, caroço e bagaço que são ricos em vitaminas, minerais, fibras e compostos antioxidantes necessários para funções fisiológicas. O aproveitamento de subprodutos agroindustriais para a obtenção de nutrientes vem sendo aplicado na elaboração de diversos produtos alimentícios, como barras nutritivas e hambúrgueres enriquecidos. O ácido ascórbico pode ser encontrado em subprodutos agroindustriais, mas, por ser instável e muito suscetível a oxidação necessita da aplicação de técnicas como a microencapsulação e liofilização para a preservação do composto. Além disso, o ácido ascórbico quando ingerido juntamente com o ferro não-heme possibilita aumento na absorção deste mineral. O objetivo deste trabalho foi extrair ácido ascórbico de subprodutos agroindustriais, aplicar a tecnologia de microencapsulação (spray drying e emulsão dupla seguida da coacervação complexa) e liofilização a este extrato e adicioná-lo na farinha de trigo comercial, observando a bioacessibilidade do ferro presente na farinha no final deste processo. Primeiramente, foram obtidas farinhas de frutas a partir dos subprodutos de mamão e abacaxi liofilizados. Foi extraído o ácido ascórbico das farinhas das frutas, o qual foi quantificado por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). O extrato de mamão foi liofilizado e microencapsulado, pelos métodos de spray drying e emulsão dupla seguida da coacervação complexa. Os tratamentos obtidos foram: micropartículas secas por atomização na proporção 1:1 (T1), micropartículas secas por atomização na proporção 1:2 (T2), micropartículas secas por atomização na proporção 1:3 (T3), micropartículas obtidas por emulsão dupla seguida da coacervação complexa com 50% de emulsão extrato líquido + óleo de milho em relação ao polímero (T4), micropartículas obtidas por emulsão dupla seguida da coacervação complexa com 75% de emulsão extrato líquido + óleo de milho em relação ao polímero (T5) e extrato da farinha de subprodutos de mamão liofilizado (T6). Foram realizadas análises de caracterização tratamentos: umidade, atividade de água, solubilidade, higroscopiciade, análises morfológicas, teor de ácido ascórbico, tamanho das partículas. Para avaliar a bioacessibilidade de ferro, realizou-se o processo de digestão das amostras com a farinha de trigo e o cultivo de células Caco-2, no final do processo o material digerido foi fornecido as células. A bioacessibilidade do ferro foi mensurada pela ferritina. Como resultados, o extrato da farinha de subprodutos de mamão apresentou maior concentração de ácido ascórbico (p<0,05) sendo selecionado para as próximas etapas (microencapsulação e teste in vitro). Os resultados para umidade (inferiores a 13%) e atividade de água (inferiores a 0,3) mostraram segurança para todos os tratamentos quanto ao crescimento microbiológico. Os tratamentos obtidos por spray drying mostraram-se mais solúveis quando comparados aos coacervados e ao extrato liofilizado (p<0,05). O extrato liofilizado de mamão apresentou a maior concentração de ácido ascórbico (p<0,05) e maior higroscopicidade (p<0,05) quando comparado aos outros tratamentos. Quanto a morfologia, os tratamentos apresentaram diferenças principalmente devido à técnica aplicada e aos materiais utilizados. Para a bioacessibilidade do mineral presente na farinha de trigo, o teor médio de ferritina formado variou entre 0,02 e 1,19 ng por mg de proteína. Não houve diferenças significativas positivas dos tratamentos realizados em relação a farinha de trigo comercial (p<0,05). Como conclusão, foi possível extrair o ácido ascórbico de subprodutos agroindustriais e aplicar a microencapsulação e liofilização a este extrato sem grandes perdas do composto para alguns tratamentos. Quanto aos ensaios de bioacessibilidade, pode-se concluir que enriquecer a farinha de trigo com ácido ascórbico nas condições e proporções utilizadas neste estudo não foram suficientes para aumentar a bioacessibilidade do ferro presente na farinha de trigo comercial.
Título em inglês
Bioaccessibility of iron in wheat flour with addition of ascorbic acid from fruit by-products
Palavras-chave em inglês
Anemia
Complex coacervation
Microencapsulation
Minerals
Spray drying
Vitamin C
Resumo em inglês
Nutrition is essential for the promotion of the health of populations in order to encourage the adequate growth and development, turning necessary the planning of public health actions and programs. The lack or the inadequate consumption of nutrients can cause physiological disorders that leads to diseases. With the objective of preventing the anemia occurred due to the elevated incidence of iron deficiency, the Brazilian Health Regulatory Agency has created a resolution for the addition of iron and folic acid in wheat and corn flours. In the diet, it is possible to find two types of iron: heme iron and non-heme iron. The heme iron is well absorbed by the organism and is minimally influenced by the iron reserves and other components of the diet. On the other hand, the non-heme iron presents variable degrees of absorption being dependent of the other components of the diet and the iron reserves of the individuals. Studies that test the bioacessibility of nutrients have been conducted in order to evaluate the quantity of nutrients that are released from the food matrix in the digestive process and are available to be absorbed by the intestine, using simulations of gastrointestinal digestion processes allied to cultures of Caco-2 cells. The healthy habits encourage the consumption of fruits and vegetables, also increasing the production of fruit by-products, such as peels, seeds, cores, and bagasses which are rich in vitamins, minerals, fibers, and antioxidant compounds that are necessary for physiological functions. The exploitation of fruit by-products for the obtainment of nutrients have been applied in the elaboration of various food products, such as nutrition bars and enriched burgers. The ascorbic acid can be found in fruit by-products and because it is unstable and very susceptible to oxidation, it requires the application of techniques for the preservation of the compound, such as microencapsulation and lyophilization. Moreover, when the ascorbic acid is ingested together with the non-heme iron it allows an increase in the absorption of this mineral. The objective of this work was to extract ascorbic acid from fruit by-products, apply the microencapsulation (spray drying and double emulsion followed by complex coacervation) and lyophilization techniques to it, and add it to the commercial wheat flour, to observe the bioacessibility of the iron in the end of the process. First, flours were obtained from lyophilized papayas and pineapples by-products. The ascorbic acid was extracted from the flours and it was quantified by high performance liquid chromatography (HPLC). The papaya extract was microencapsulated by the methods of spray drying and complex coacervation, and lyophilized. The treatments obtained were: spray dried microparticles in the ratio 1:1 (T1), spray dried microparticles in the ratio 1:2 (T2), spray-dried microparticles in the ratio 1:3 (T3), microparticles obtained by double emulsion followed by complex coacervation with 50% emulsion liquid extract + corn oil in relation to the polymer (T4), microparticles obtained by double emulsion followed by complex coacervation with 75% emulsion liquid extract + corn oil in relation to the polymer (T5) and lyophilized extract of papaya by-products flour (T6). Characterization analyses of the treatments were performed: humidity, water activity, solubility, hygroscopicity, morphological analyses, ascorbic acid content and particle size. For the evaluation of the bioacessibility, the process of digestion of the treatments together with the wheat flour was performed by the cultivation of Caco-2 cellular tissues; at the end of the process the material digested was given to the cells. The bioacessibility of the iron was measured by the ferritin. As results, the papaya lyophilized extract presented a higher concentration of ascorbic acid (p<0.05), being selected for the next stages (microencapsulation and in vitro test). The results for humidity (less than 13%) and water activity (less tha 0.3) showed microbiological security for all treatments. The treatments obtained by spray drying was more soluble when compared to the coacervated treatments and to the lyophilized extracts (p<0.05). The papaya lyophilized extract present higher concentration of ascorbic acid (p<0.05), and higher hygroscopicity (p<0.05) when compared to the other treatments. Regarding the morphology, the treatments presented differences mainly due to the technique applied, the used materials and the particle size. For the bioacessibility of the mineral, the mean content of ferritin ranged from 0.02 to 1.19 ng per mg of protein There were no positively significant differences in the treatments conducted in relation with the commercial wheat flour (p<0.05). In conclusion, it was possible to extract ascorbic acid from fruit by-products and apply the microencapsulation and lyophilization to this extract, keeping the ascorbic acid levels for some treatments. In terms of the bioacessibility experiments, it can be concluded that enhancing the wheat flour with ascorbic acid in the conditions and proportions used in this study is not enough to increase the bioacessibility of the iron present in the commercial wheat flour.
 
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Data de Publicação
2019-01-08
 
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