O objetivo geral deste trabalho foi a encapsulação de compostos fitoquímicos extraídos do subproduto de cenoura para aplicação em filmes biodegradáveis de quitosana. Os compostos foram extraídos utilizando-se uma técnica assistida por ultrassom de ponteira em que etanol foi utilizado como solvente para a extração simultânea de compostos fenólicos totais (CFT) e carotenoides. A otimização do processo de extração foi realizada utilizando um planejamento experimental através de um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) utilizando concentração de subproduto e tempo de ultrassom como variáveis independentes. O extrato obtido (E) na condição ótima foi utilizado para a co-encapsulação de CFT e carotenoides em lipossomas (L), em lipossomas recobertos com quitosana (LQ) ou em lipossomas recobertos com quitosana reticulada com tripolifosfato de sódio (LQT). A co-encapsulação apresentou eficiências de encapsulação superiores a 75% para todos compostos estudados (α-caroteno: 76%, β-caroteno: 79% e CFT: 86%) com distribuição polidispersa de tamanho de partículas e valores de potencial zeta positivos para LQ e LQT, indicando que os lipossomas foram recobertos pela quitosana. A estabilidade dos compostos encapsulados em relação à degradação foi estudada durante períodos de armazenagem ou em condições de altas temperaturas (40 e 70 °C). De modo geral, as partículas LQT foram mais eficientes na conservação de carotenoides e CFT. A adição de L e LQ em filmes de quitosana resultou em filmes com separação de fases bastante evidente, indicando que a aplicação destas partículas não foi bem sucedida possivelmente como consequência da aglomeração das partículas na matriz filmogênica. LQT foram adicionadas em três concentrações (50, 60 e 70%) e sua incorporação da matriz filmogênica de quitosana afetou significativamente as propriedades dos filmes quando comparados com o controle. Os filmes com ativos apresentaram propriedades interessantes como atividade antioxidante (AA) e propriedade de barreira à luz ultravioleta e visível, como consequência da presença de compostos fitoquímicos. Entretanto, foram menos brilhosos, menos resistentes, menos rígidos e mais elongáveis. Além disso, os filmes ativos também apresentaram teores mais altos de umidade, o que resultou em um aumento da solubilidade em água e na permeação ao vapor de água. Partículas LQT constituem um sistema eficaz na encapsulação de extratos contendo compostos ativos polares e apolares e podem ser aplicadas como aditivo em matrizes de quitosana para obtenção de filmes ativos.

The main objective of this dissertation was the encapsulation of phytochemical compounds extracted from carrot by-product for the application in chitosan biodegradable films. The phytochemicals were extracted using an ultrasound-assisted technique in which ethanol was utilized as solvent for the simultaneous extraction of total phenolic compounds (CFT) and carotenoids. The optimization of the extraction process was performed using an experimental design with by-product concentration and ultrasound time as independent variables. The extract (E) obtained in the optimal condition was used for the co-encapsulation of CFT and carotenoids in liposomes (L), in liposomes coated with chitosan (LQ), or in liposomes coated with cross-linked chitosan (LQT). The co-encapsulation resulted in encapsulation efficiencies above 75% for all the compounds studied (α-carotene: 76%, β-carotene: 79% and CFT: 86%) with a polydisperse distribution of particle size and positive zeta potential values for LQ and LQT, indicating that the liposomes were coated with chitosan. The stability of the encapsulated compounds was studied according to storage time or high temperatures condition (40 and 70 °C). In general, LQT particles were more efficient in preventing carotenoids and CFT from degradation. The addition of L and LQ in chitosan films resulted in films with evident phase separations, indicating that the application of these particles was not successful due to the particle agglomeration in the film matrix. LQT were added in three different concentrations (50, 60 and 70%) and their incorporation in the chitosan film matrix significantly affected the properties of the film when compared to the control. The active films had some interesting properties such as antioxidant activity and UV/vis light barrier as a result of the presence of phytochemicals. However, they were less resistant, less rigid and more stretchable. Besides, active films also showed higher values of moisture, which implied in an increase in the values of solubility in water and in water vapor permeability. LQT particles are an effective system for the encapsulation of extracts containing polar and non-polar compounds and they can be applied as additives in chitosan matrixes for the production of active films.