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Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.74.2020.tde-12042021-181407
Documento
Autor
Nombre completo
Natalia Cristina da Silva
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
Pirassununga, 2020
Director
Tribunal
Tosi, Milena Martelli (Presidente)
Assis, Odilio Benedito Garrido de
Pinho, Samantha Cristina de
Título en portugués
Extração assistida por ultrassom de compostos fenólicos de resíduos da polpa de acerola: encapsulação em nanopartículas de quitosana e aplicação como cobertura ativa de goiabas
Palabras clave en portugués
Coberturas ativas
Compostos fenólicos totais
Goiaba
Nanoencapsulação
Quitosana
Resumen en portugués
Os resíduos obtidos após o processamento da polpa de acerola ainda podem conter altos níveis de compostos ativos. No entanto, os compostos são instáveis sob várias condições e o encapsulamento pode ser uma alternativa para superar estes problemas e reaproveitá-los. Uma das aplicações para compostos ativos encapsulados é o uso como coberturas ativas para goiabas, uma fruta de alta perecibilidade cujos danos fisiológicos aparecem em um curto intervalo de tempo no período pós-colheita. Para simplificar a produção de nanopartículas de quitosana como sistema encapsulante de compostos ativos, o primeiro objetivo deste estudo foi investigar a extração dos compostos ativos do resíduo da acerola diretamente na suspensão de quitosana (3,88 mg/mL de ácido acético 1%) usando Delineamento Central Composto Rotacional 2², sendo as duas variáveis independentes: massa inicial de resíduo úmido (g) e tempo de extração assistida por ultrassom de ponteira (min). A condição ótima para extração de compostos fenólicos totais (412,3 de ácido gálico/100 g de resíduo úmido) foi de 3,00 g de resíduo úmido/50 mL de suspensão de quitosana e tempo de extração de 10 minutos. O extrato de quitosana com ativos foi submetido à gelificação iônica com tripolifosfato de sódio. As partículas carregadas apresentaram eficiência de encapsulação de 52% com 295 nm e potencial Zeta de +27,4 mV. As partículas mantiveram a quantidade de compostos fenólicos por um período de 18 dias (37% de eficiência de encapsulação). A espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier confirmou as interações iônicas formadas entre os grupos aminos positivos da quitosana e os íons fosfato negativos do tripolifosfato de sódio. A análise termogravimétrica indicou uma melhor estabilidade térmica do sistema encapsulado em comparação com as partículas vazias. A suspensão de nanopartículas carregadas com ativos foi aplicada em goiabas e a cobertura forneceu uma barreira semipermeável que manteve a pigmentação verde da fruta por mais tempo. Foi possível observar, visualmente, uma menor deterioração externa e um retardo no amadurecimento, que resultou em uma maior firmeza (17,09 N) ao final de 15 dias de armazenamento. Este estudo foi importante para viabilizar o aproveitamento de resíduos da indústria alimentícia, simplificar a produção de nanopartículas de quitosana com ativos e demonstrar uma potencial aplicação destas partículas. No que tange a aplicação, novos estudos deverão ser realizados com diferentes concentrações de partículas para melhorar a formação da camada de barreira nas frutas.
Título en inglés
Ultrasonic assisted extraction of phenolic compounds from acerola pulp residues: encapsulation in chitosan nanoparticles and application as active coating of guavas
Palabras clave en inglés
Active coatings
Chitosan
Guava
Nanoencapsulation
Total phenolic compounds
Resumen en inglés
Residues obtained after the processing of acerola pulp may still contain high levels of active compounds. However, the compounds are unstable under various conditions and encapsulation can be an alternative to overcome these problems and reuse them. One of the applications for encapsulated active compounds is the use as active coatings for guavas, a high perishability fruit whose physiological damage appears in a short period of time in the post-harvest period. To simplify the production of chitosan nanoparticles as encapsulating system of active compounds, the first objective of this study was to investigate the extraction of active compounds from acerola residue directly in chitosan solution (3.88 mg/mL of 1% acetic acid) using the Rotational Central Composite Design 2², the two variables being independent: initial wet residue mass (g) and tip ultrasound assisted extraction time (min). The optimal condition for extraction of total phenolic compounds (412.3 g of gallic acid/100 g of wet residue) was 3.00 g of wet residue/50 mL chitosan solution and extraction time of 10 minutes. Chitosan extract with actives was submitted to ionic gelation with sodium tripolyphosphate. The charged particles presented encapsulation efficiency of 52% with 295 nm and Zeta potential of +27.4 mV. The particles maintained the amount of phenolic compounds for a period of 15 days (encapsulation efficiency of 37%). Fourier Transform Infrared spectroscopy confirmed the ionic interactions formed between the positive amino groups of chitosan and the negative phosphate ions of sodium tripolyphosphate. Thermogravimetric analysis indicated better thermal stability of the encapsulated system compared to empty particles. The suspension of active nanoparticles was applied to guavas and the coating provided a semi-permeable barrier that kept the fruit green pigmentation for longer. It was possible to observe, visually, a lower external deterioration and a delay in ripening, which resulted in a greater firmness (17.09 N) at the end of 15 days of storage. This study was important to enable the exploitation of food industry residues, simplify the production of chitosan nanoparticles with assets and demonstrate a potential application of these particles. As regards application, further studies should becarried out with different concentrations of particles to improve the formation of the barrier layer in fruit.
 
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NataliaCSilvaVResu.pdf (465.09 Kbytes)
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Fecha de Liberación
2023-04-12
Fecha de Publicación
2021-04-12
 
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