Beta-glucanos e manoproteínas do excedente de levedura cervejeira para formulação de filmes biodegradáveis e edíveis aplicados à indústria alimentar

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Main Author: Mendes, Luís André Moreira
Publication Date: 2020
Format: Master thesis
Language: eng
Source: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Download full: http://hdl.handle.net/10400.22/16941
Summary: A Estratégia Europeia para os Plásticos na Economia Circular refere que até 2030, todas as embalagens plásticas devem ser reutilizáveis ou recicláveis de uma forma economicamente eficiente. Assim, revela-se imperativo o desenvolvimento de soluções de embalagens inteligentes. O presente trabalho apresenta uma revisão bibliográfica sobre a aplicação dos βglucanos e das manoproteínas, oriundos do excedente de levedura cervejeira (Saccharomyces cerevisiae), na formulação de filmes edíveis/coatings para aplicação na indústria alimentar. O potencial de mercado para a aplicação de filmes edíveis biodegradáveis e renováveis em embalagens alimentares é enorme e implica o estudo exaustivo das suas propriedades mecânicas, químicas e biológicas. Neste sentido, o capítulo II desta dissertação aborda algumas propriedades dos filmes, com principal destaque para as propriedades antimicrobiana, antioxidante e anti-inflamatória, estabilidade térmica, permeabilidade ao vapor de água e ao oxigénio, e propriedades mecânicas. No capítulo III são abordadas as características estruturais dos β-glucanos e das manoproteínas, sendo também explorados os principais métodos de extração e isolamento de β-glucanos e das manoproteínas da parede celular da levedura, com enfoque no rendimento extrativo. Reportam-se também as principais propriedades atribuídas aos filmes/coatings preparados a partir de β-glucanos e manoproteínas, bem como casos homólogos de filmes compostos por polissacarídeos e proteínas. Por fim, no capítulo IV, é apresentado o atual panorama de aplicação dos β-glucanos e manoproteínas na formulação de filmes/coatings para aplicação na indústria alimentar e farmacêutica. A literatura encontrada refere que os filmes edíveis à base de β-glucanos e manoproteínas apresentam propriedades promissoras. Contudo, até ao momento não existe investigação focada no desenvolvimento de um filme edível que combine ambos os compostos. Em teoria, a formulação de um filme à base de β-glucanos e manoproteínas não só será compatível com vários plastificantes, como também apresentará um conjunto de propriedades funcionais superiores comparativamente a filmes edíveis convencionais. É sugerido que o uso de diferentes plastificantes pode influenciar os resultados das propriedades do filme edível. Assim, poder-se-á optar por outro plastificante que não seja o convencional (glicerol), como por exemplo polietileno de baixo peso molecular, de forma a obter melhores propriedades mecânicas.
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O potencial de mercado para a aplicação de filmes edíveis biodegradáveis e renováveis em embalagens alimentares é enorme e implica o estudo exaustivo das suas propriedades mecânicas, químicas e biológicas. Neste sentido, o capítulo II desta dissertação aborda algumas propriedades dos filmes, com principal destaque para as propriedades antimicrobiana, antioxidante e anti-inflamatória, estabilidade térmica, permeabilidade ao vapor de água e ao oxigénio, e propriedades mecânicas. No capítulo III são abordadas as características estruturais dos β-glucanos e das manoproteínas, sendo também explorados os principais métodos de extração e isolamento de β-glucanos e das manoproteínas da parede celular da levedura, com enfoque no rendimento extrativo. Reportam-se também as principais propriedades atribuídas aos filmes/coatings preparados a partir de β-glucanos e manoproteínas, bem como casos homólogos de filmes compostos por polissacarídeos e proteínas. Por fim, no capítulo IV, é apresentado o atual panorama de aplicação dos β-glucanos e manoproteínas na formulação de filmes/coatings para aplicação na indústria alimentar e farmacêutica. A literatura encontrada refere que os filmes edíveis à base de β-glucanos e manoproteínas apresentam propriedades promissoras. Contudo, até ao momento não existe investigação focada no desenvolvimento de um filme edível que combine ambos os compostos. Em teoria, a formulação de um filme à base de β-glucanos e manoproteínas não só será compatível com vários plastificantes, como também apresentará um conjunto de propriedades funcionais superiores comparativamente a filmes edíveis convencionais. É sugerido que o uso de diferentes plastificantes pode influenciar os resultados das propriedades do filme edível. Assim, poder-se-á optar por outro plastificante que não seja o convencional (glicerol), como por exemplo polietileno de baixo peso molecular, de forma a obter melhores propriedades mecânicas.The European Strategy for Plastics in a Circular Economy refers that until 2030, all plastic packaging must be reusable or recyclable in an economically efficient way. Therefore, it is of utmost importance to develop smart packaging solutions. The main scope of this dissertation consisted in the investigation of edible films/coatings composed by β-glucans and mannoproteins from brewer’s spent yeast (Saccharomyces cerevisiae). The market potential for the application of edible films that are biodegradable and renewable in food packaging and encapsulating agents for the pharmaceutical industry appears to be huge. Thus, it is compulsory to study the mechanical, physical, and biological properties of the film. For this effect, at Chapter II, the main film properties were broadly studied, such as antimicrobial and antioxidant activity, thermal stability, water vapor/oxygen permeability, mechanical properties, and antiinflammatory activity. Chapter III aimed to understand the structural characteristics of βglucans and mannoproteins, as well as their individual properties. The main extraction and isolation methods of cell wall’s β-glucans and mannoproteins are analyzed, as well as their corresponding extractive yield. The main properties obtained in β-glucans and mannoproteins films are also reported, as well as homologous cases of films containing polysaccharides and proteins. Lastly, at Chapter IV, the current industrial landscape in the application of β-glucans and mannoproteins is reviewed, as well as the mention of some industries that commercialize β-glucans and mannoproteins. The patents associated to these two materials are also investigated. The literature found mentions formulations of edible films of β-glucans and mannoproteins with promising functional properties, revealing in some cases an increase of the food product’s shelf-life. However, up to this point there is no investigation focused in developing an edible film that combines the properties of both β-glucans and mannoproteins. Theoretically, the film formulation would present a superior set of functional properties compared to those presented by conventional edible films. It is suggested that using different plasticizers will influence the final properties of edible films. Therefore, in order to obtain more desirable properties, a substitution of the conventional plasticizer (glycerol) can be made, using for example polyethylene glycol of low molecular weight.Matos, Cristina Maria Fernandes Delerue Alvim deRepositório Científico do Instituto Politécnico do PortoMendes, Luís André Moreira2021-02-09T17:17:45Z20202020-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.22/16941TID:202550540enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-03-13T13:05:13Zoai:recipp.ipp.pt:10400.22/16941Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T17:36:35.243620Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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