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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.74.2020.tde-11052021-115531
Document
Author
Full name
Carla Giovana Luciano
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Pirassununga, 2020
Supervisor
Committee
Sobral, Paulo José do Amaral (President)
Anjos, Carlos Alberto Rodrigues
Tosi, Milena Martelli
Augusto, Pedro Esteves Duarte
Moraes, Izabel Cristina Freitas
Rigo, Eliana Cristina da Silva
Title in Portuguese
Desenvolvimento de filmes com atividades antioxidante e antimicrobiana empregando extrato hidroetanólico de folha de pitangueira e nisina ou natamicina
Keywords in Portuguese
Agentes antimicrobianos
Antioxidantes naturais
Filmes biodegradáveis
Natamicina
Nisina
Abstract in Portuguese
Atualmente, existe uma crescente preocupação e uma preferência por alimentos com reduzida incorporação de aditivos e com utilização de compostos naturais em substituição aos sintéticos. Assim, os filmes ativos a base de biopolímeros podem ser uma boa alternativa. Eles podem permitir uma maior vida de prateleira, garantindo a segurança alimentar, sem a incorporação direta de conservantes nos alimentos. O objetivo geral desta tese foi o desenvolvimento e a caracterização de filmes ativos a base de gelatina, com duas camadas, uma camada de gelatina sem aditivo, e uma segunda camada, mais fina, contendo os princípios bioativos: agente antioxidante (extrato hidroetanólico de folhas de pitangueira, EHFP) e/ou agente antimicrobiano (nisina ou natamicina). Especificamente, pretendeu-se estudar as atividades antioxidante e antimicrobiana dos filmes ativos dupla camada contendo EHFP com, e sem, nisina ou natamicina; estudar as propriedades físicas desses filmes ativos dupla camada a base de gelatina; e aplicar um filme ativo selecionado, contendo EHFP e/ou nisina na segunda camada, na conservação da Copa fatiada. Os filmes ativos foram caracterizados para conhecimento do efeito dos aditivos na segunda camada, sobre suas propriedades físico-químicas, mecânicas, ópticas, microestruturais, térmicas e atividades antimicrobiana e antioxidante. A adição de nisina foi capaz de produzir filmes com atividade antimicrobiana, enquanto a adição do EHFP produziu filmes com atividade antioxidante e antimicrobiana. A adição de ambos aditivos conjuntamente não provocou efeito antagônicos, ou seja, os filmes apresentaram ambas as atividades. Em nenhum dos casos, houve prejuízos às propriedades físicas dos filmes. Por outro lado, a adição de natamicina também produziu filmes ativos contra os fungos estudados, no entanto, a natamicina mostrou um efeito maior nas propriedades físico-químicas dos filmes a base de gelatina quando comparado à nisina ou ao extrato. A adição conjunta do extrato com o agente antimicrobiano permitiu observar que não houve interação entre eles que pudesse diminuir ou inibir a ação de um dos compostos. Ou seja, esses filmes a base de gelatina incorporados com agentes ativos podem ser usados como um potencial material de embalagem ativa para aumentar a vida útil e a segurança dos alimentos. No estudo da aplicação dos filmes a base de gelatina contendo EHFP e nisina em Copa fatiada, pode-se comprovar a eficiência da incorporação de ambos aditivos na segunda camada do filme em contato com o alimento, na conservação do produto em estocagem a 4 °C por até 120 dias, comparado com o controle. Pode-se então concluir que foi possível desenvolver filmes ativos, com atividades antioxidante e antimicrobiana, com potencial aplicação na conservação de alimentos.
Title in English
Development of films with antioxidant and antimicrobial activities employing Pitanga leaf hydroethanolic extract and nisin or natamycin
Keywords in English
Antimicrobial agents
Biodegradable films
Natamycin
Natural antioxidants
Nisin
Abstract in English
Currently, there is a preference for foods with reduced incorporation of additives and with natural compounds to replace synthetic ones. Thus, biopolymer-based active films can be a good alternative, as they allow longer shelf life and ensure food safety without the direct incorporation of agents in food. The general goal of this thesis was the development and characterization of gelatin-based double-layer active films, the first layer of gelatin being free of additives, while the second (thinner one), contains the bioactive principles: antimicrobial agent (nisin or natamycin) and/or antioxidant agent (Pitanga leaf hydroethanolic extract, PLHE). Specifically, the goal was to study the antimicrobial and antioxidant activities of active double layer films containing nisin or natamycin, with and without PLHE, as well as the physical properties of these films; and to apply a selected active film, containing nisin and/or PLHE in the second layer, to preserve dry cured pork shoulder (coppa). The active films were characterized in order to determine the effect of additives in the second layer on their physical-chemical, mechanical, optical, microstructural, thermal and antimicrobial and antioxidant activities. The addition of nisin was proven to produce films with antimicrobial activity, while the addition of PLHE produced films with antioxidant activity. The addition of both additives together did not cause an antagonistic effect, that is, the films presented both activities. In none of the cases, damage to the physical properties of the films was observed. On the other hand, the addition of natamycin also produced films active against the studied fungi. However, natamycin showed a greater effect on the properties of gelatin films when compared to nisin or to the extract. In the case of joint addition of the extract and the antimicrobial agent, no interaction between them that could decrease or inhibit the action of one of the compounds was observed. That is, these gelatin films incorporated with active agents can be used as a potential active packaging material to increase the shelf life and safety of food. In the study of the application of gelatin films containing nisin and PLHE, in sliced coppa, it is possible to prove the efficiency of incorporating both additives in the second layer of the film in contact with the food in preserving the product in storage at 4 °C for up to 120 days. In conclusion, the possibility of developing active films, with antioxidant and antimicrobial activities, with potential application in food preservation was proven.
 
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Publishing Date
2021-05-11
 
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