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Tipo do documento: Tese
Title: Obtenção de goma tara modificada e sua aplicação em coacervação complexa para carreamento de curcumina em produtos alimentícios
Other Titles: Obtaining modified tara gum and its application in complex coacervation for loading curcumin into food products
Authors: Soares, Barbara da Silva
Orientador(a): Rojas, Edwin Elard Garcia
Primeiro membro da banca: Rojas, Edwin Elard Garcia
Segundo membro da banca: Barbosa, Maria Ivone Martins Jacintho
Terceiro membro da banca: Pena, Wilmer Edgard Luera
Quarto membro da banca: Bastos, Lívia Pinto Heckert
Quinto membro da banca: Sabino, Silvio José
Keywords: coacervação complexa;microencapsulação;polifenóis;fortificação de alimento;filme comestível;complex coacervation;microencapsulation;polyphenols;food fortification;edible film
Área(s) do CNPq: Ciência e Tecnologia de Alimentos
Idioma: por
Issue Date: 4-May-2023
Publisher: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UFRRJ
Departamento: Instituto de Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos
Citation: SOARES, Barbara da Silva. Obtenção de goma tara modificada e sua aplicação em coacervação complexa para carreamento de curcumina em produtos alimentícios. 2023. 162 f. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ, 2023.
Abstract: A gom tara (GT) é uma galatomanana neutra com alto peso molecular, alta viscosidade e baixa solubilidade, o que limita o seu emprego em diferentes aplicações indutriais. O objetivo desta tese é estudar a obtenção da goma tara por meio da síntese de carboximetilação e tratamento ultrassonico para microencapsulação de curcumina por coacervação complexa utilizando diferentes proteínas e empregar as microcápsulas em filmes comestíveis e pão de trigo. Inicialmente, a GT foi modificada por carboximetilação e posteriormente empregadas como material de parede para encapsular curcumina por coacervação complexa, seguido de aplicação em filmes comestíveis e pão. A formação dos complexos coacervados entre lactoferrina (LF) e goma tara carboximetil (GTCM) foi realizado por diagrama de fases, potencial zeta e calorimetria de titulação isotérmica. As microcápsulas foram utilizadas para a fabricação de filmes comestíveis à base de gelatina. Os resultados mostraram que LF e GTCM podem formar complexos em pH 4,5 por atração eletrostática com alta afinidade e ótima eficiência de encapsulamento da curcumina (74,78%). As microcápsulas protegeram a curcumina durante as fases oral e gástrica com liberação média na fase intestinal de 81,81%. Após a digestão gastrointestinal, a bioacessibilidade da curcumina encapsulada foi de aproximadamente 67%. Microcápsulas de curcumina foram adicionadas a filmes de gelatina comestível, o que resultou em redução da transmissão de luz e presença de atividade antioxidante (FRAP e DPPH⦁+). Os filmes contendo microcápsulas tiveram suas propriedades mecânicas preservadas. As microcápsulas formadas pelos complexos coacervados entre lisozima (LSZ) e GTCM obtiveram ótima eficiência de encapsulamento da curcumina (74,86%). As microcápsulas protegeram a curcumina durante a fase oral e gástrica com uma média de liberação na fase intestinal de 77 a 94%. Após a digestão gastrointestinal, a bioacessibilidade da curcumina encapsulada foi de aproximadamente 47%. O pão contendo curcumina encapsulada apresentaram atividade antioxidante (FRAP e DPPH⦁+), com uma preservação da curcumina após cocção de 95% e bioacessibilidade de 31%. Portanto, microcápsulas contendo curcumina formadas por coacervação complexa de lisozima e goma tara carboximetilada podem ser empregadas para fortifica e enriquecer produtos de panificação como pão. Por fim, GT foi modificado com ultrassom de alta intensidade (HIUS). Os efeitos do HIUS na GT contribui para o aumento solubilidade, consequentemente redução dos tamanhos de partículas e massa molecular. Portanto, os resultados obtidos no presente trabalho possibilita novas perspectivas do uso da GT modificada como material de parede para microencapsulação de curcumina por coacervação complexa e com aplicação dessas microcápsulas na fortificação de alimentos, como pão e na produção de embalagens comestíveis e biodegradáveis.
Abstract: Tara gum (TG) is a neutral galatomannan with a high molecular weight, high viscosity and low solubility, which limits its use in different industrial applications. The objective of this thesis is to study the obtainment of tara gum through the synthesis of carboxymethylation and ultrasonic treatment for microencapsulation of curcumin by complex coacervation using different proteins and to use the microcapsules in edible films and wheat bread. Initially, TG was modified by carboxymethylation and later used as a wall material to encapsulate curcumin by complex coacervation, followed by application in edible films and bread. The formation of coacervate complexes between lactoferrin (LF) and carboxymethyl tara gum (CMTG) was performed by phase diagram, zeta potential and isothermal titration calorimetry. The microcapsules were used to manufacture gelatin-based edible films. The results showed that LF and CMTG can form complexes at pH 4.5 by electrostatic attraction with high affinity and excellent curcumin encapsulation efficiency (74.78%). The microcapsules protected curcumin during the oral and gastric phases with an average release of 81.81% in the intestinal phase. After gastrointestinal digestion, the bioaccessibility of encapsulated betanin was approximately 67%. Curcumin microcapsules were added to edible gelatin films, which resulted in reduced light transmission and presence of antioxidant activity (FRAP and DPPH⦁+). The films containing microcapsules had their mechanical properties preserved. The microcapsules formed by the coacervate complexes between lysozyme (LSZ) and CMTG obtained excellent curcumin encapsulation efficiency (74.86%). The microcapsules protected curcumin during the oral and gastric phase with an average release in the intestinal phase of 77 to 94%. After gastrointestinal digestion, the bioaccessibility of encapsulated curcumin was approximately 47%. Bread containing encapsulated curcumin showed antioxidant activity (FRAP and DPPH), with curcumin preservation after cooking of 95% and bioaccessibility of 31%. Therefore, curcumin-containing microcapsules formed by complex coacervation of lysozyme and carboxymethylated tara gum can be employed to fortify and enrich bakery products such as bread. Finally, the tara gum (TG) was modified with high intensity ultrasound (HIUS). The effects of HIUS on TG contribute to increased solubility, consequently reducing particle sizes and molecular weight. Therefore, the results obtained in the present work provide new perspectives for the use of modified TG as a wall material for microencapsulation of curcumin by complex coacervation and with the application of these microcapsules in the fortification of foods, such as bread and in the production of edible and biodegradable packaging.
URI: https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/9325
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