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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.9.2015.tde-29092015-132615
Documento
Autor
Nome completo
Luis Daniel Daza Ramirez
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2015
Orientador
Banca examinadora
Rodriguez, Maria Ines Genovese (Presidente)
Bedani, Raquel
Trindade, Carmen Silvia Favaro
Título em português
Obtenção de extratos secos de cagaita (Eugenia dysenterica DC) pelo método de atomização: avaliação das propriedades físicas e potencial funcional in vitro
Palavras-chave em português
Atividade antioxidante
Atomização
Cagaita
Compostos fenólicos
Resumo em português
As frutas nativas brasileiras têm grande potencial agroindustrial e farmacêutico por serem excelentes fontes de compostos bioativos fenólicos. A cagaita (Eugenia dysenterica DC.), típica do Cerrado, se destaca por conter compostos fenólicos com alta capacidade de inibir as enzimas envolvidas no metabolismo de carboidratos in vitro. Esta ação também ocorre com o consumo de suco, que causa redução da hiperglicemia pós-prandial em seres humanos, tanto saudáveis como resistentes a insulina. No entanto, devido à alta perecibilidade dos frutos, o armazenamento, transporte e ampla distribuição destes torna-se fator limitante para sua incorporação na dieta. Dessa forma, a aplicação de processos que garantam a conservação dos componentes bioativos e facilitem o transporte e o armazenamento do material pode tornar o fruto mais atrativo para seu uso industrial. Este trabalho teve como objetivos a obtenção de extratos secos a partir do fruto da cagaita através da secagem por atomização, comparando a utilização de goma arábica e inulina como agentes carreadores e avaliando o efeito dos parâmetros de processo sobre as propriedades físico-químicas e estabilidade dos compostos fenólicos nos pós produzidos, assim como seu potencial funcional in vitro. A secagem do extrato bruto foi realizada variando-se a temperatura do ar de entrada (120, 140 e 160°C) e o tipo e a concentração dos carreadores (goma arábica - GA ou inulina - I; 10, 20 ou 30%). Os melhores rendimentos de processo foram os dos pós obtidos usando goma arábica como agente carregador (41% a 81%). Todas as amostras apresentaram menores valores de umidade e atividade de água quando comparadas com a amostra utilizada como controle (amostra liofilizada). O processo de atomização incrementou a solubilidade e reduziu a higroscopicidade das amostras. No caso das amostras obtidas usando GA como carreador, a temperatura de transição vítrea foi principalmente influenciada pela temperatura de ar de entrada. A concentração de carreador foi o parâmetro que mais influenciou a temperatura de transição vítrea das amostras com inulina. A morfologia das partículas foi influenciada por ambos os parâmetros, temperatura do ar de entrada e concentração do carreador. Os valores de retenção de fenólicos totais dos pós com goma arábica variaram de 88% a 99%, e para os pós obtidos com inulina, de 78% a 98%. A retenção das proantocianidinas variou de 72% a 98%, para os pós obtidos com goma arábica, e de 63% a 98%, para os pós obtidos com inulina. Altos coeficientes de correlação de Pearson, entre o conteúdo de fenólicos totais e a capacidade antioxidante das amostras contendo GA e inulina, foram obtidos de 0,90 a 0,99 (p < 0,05). A GA foi o material mais adequado para estabilizar os extratos e evitar a perda de compostos fenólicos ao longo do armazenamento. Comparadas com a acarbose (CI50 = 0,013 mg/mL), as amostras apresentaram uma baixa inibição da enzima α-amilase, sendo que a concentração média inibitória (CI50) dos extratos secos variou entre 11 a 107 mg/mL e entre 10 a 100 mg/mL, para os pós obtidos usando GA e inulina, respetivamente. Todas as amostras mostraram inibição da enzima α-glicosidase (6 mg/mL a 159 mg/mL e 13 mg/mL a 154 mg/mL, para os pós obtidos usando GA e inulina, respetivamente), mas a inibição observada foi média a baixa em comparação com a atividade do controle acarbose (CI50 = 0,11 mg/mL). No entanto, a atividade dos fenólicos dos pós comparada com a acarbose foi boa, 0,3 a 1,1 mg GAE/mL para α-amilase e de 0,3 a 1,7 mg GAE/mL para α-glicosidase. Os pós apresentaram atividade inibitória contra Staphylococcus aureus e Listerya monocytogenes, semelhante aos antibióticos utilizados como controle positivo. Os resultados obtidos sugerem que os produtos do processo de secagem por atomização utilizando goma arábica apresentam melhores propriedades físicas que os pós obtidos utilizando inulina, e que o uso de secagem por atomização para obtenção de extratos secos de cagaita pode se tornar uma alternativa viável para reduzir os custos de transporte e evitar a deterioração dos compostos bioativos que estão relacionados com algumas propriedades benéficas para a saúde.
Título em inglês
Spray-dried extracts from cagaita (Eugenia dysenterica DC): evaluation of physical properties and functional potential in vitro
Palavras-chave em inglês
Antioxidant capacity
Cagaita
Phenolic compounds
Spray drying
Resumo em inglês
Brazilian native fruits have great agroindustrial and pharmaceutical potential for being excellent sources of phenolic bioactive compounds. The cagaita (Eugenia dysenterica DC.), fruit typical of the Cerrado, stands out for containing phenolic compounds with high ability to inhibit enzymes involved in carbohydrate metabolism in vitro. This action also occurs with the consumption of juice, which causes reduction in postprandial hyperglycemia in humans, both healthy and insulin resistant. However, due to the high perishability of the fruit, storage, transportation and broad distribution becomes a limiting factor for its incorporation in the diet. Thus, the application of processes that ensure the preservation of bioactive components and facilitate the transport and storage of the material can make the fruit more attractive for industrial use. This study aimed to obtaining dry extracts from the cagaita fruit by spray drying, comparing the use of gum arabic and inulin as carrier agents and evaluating the effect of process parameters on the physicochemical properties and stability of phenolic compounds produced in the dry extracts, as well as their functional potential in vitro. The drying of the crude extract was performed by varying the inlet air temperature (120, 140 and 160 ° C) and the type and concentration of carrier agent (gum arabic - GA or inulin - I; 10, 20 or 30%) . The best process yields were obtained using gum Arabic as the carrier agent (41% to 81%). All samples showed lower humidity values and water activity when compared with the lyophilized sample used as control. The spray drying process increased solubility and reduced hygroscopicity of the samples. In the case of the samples obtained using GA as a carrier, the glass transition temperature was mainly influenced by the inlet air temperature. The carrier concentration was the parameter that most influenced the glass transition temperature of the samples dried with inulin. The morphology of the particles was influenced by both inlet air temperature and concentration of the carrier. The retention values of total phenolics in gum arabic powders ranged from 88 to 99%, and the powders obtained with inulin, from 78 to 98%. The retention of proanthocyanidins ranged from 72 to 98% for powders obtained with gum arabic, and 63 to 98% for powders obtained with inulin. High Pearson correlation coefficients between the total phenolic content and antioxidant capacity of the samples containing GA and inulin were obtained from 0.90 to 0.99 (p < 0.05). GA was the most suitable material to stabilize the extracts and prevent the loss of phenolic compounds during storage. Compared with acarbose (IC50 = 0.013 mg/mL), samples showed a low inhibition of α-amylase, the half maximal inhibitory concentrations (IC50) of the dried extract ranged from 11 to 107 mg/mL and 10 to 100 mg/mL, for the powders obtained by using Ga and inulin, respectively. All samples showed inhibition of α-glucosidase (6 mg/mL to 159 mg/mL and 13 mg/ml to 154 mg/mL, for the powders produced using inulin and GA, respectively), but the inhibition was lower compared to the activity of acarbose used as a control (IC50 = 0.11 mg/mL). However, the activity of the phenolic compounds of the powders, when compared with acarbose was good 0.3 to 1.1 mg GAE/mL for α-amylase and 0.3 to 1.7 mg GAE/mL for α-glucosidase. The powders showed inhibitory activity against Staphylococcus aureus and Listerya monocytogenes, similar to antibiotics used as positive control. The results suggest that the products of the spray drying process using gum arabic have better physical properties than powders produced using inulin, and the use of spray drying to obtain dry extracts of cagaita can become a viable alternative to reduce transportation costs and avoid the deterioration of bioactive compounds that are related to properties beneficial to health.
 
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Data de Publicação
2015-11-11
 
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