Formulação e caracterização de biofilmes ativos à base de pectinas extraídas de frutos amazônicos

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Autor(a) principal: Santos, Jocélia Pinheiro
Data de Publicação: 2023
Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/0113959626940708
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM
Texto Completo: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/9811
Resumo: O desenvolvimento de embalagens biodegradáveis para a indústria alimentícia, utilizando recursos naturais com propriedades mecânicas e de barreira que se assemelham às embalagens convencionais, é um desafio premente. A pectina é um polímero natural com grande potencial de formação de matriz em filmes dessa natureza. Assim, o objetivo deste trabalho foi extrair pectinas de frutos amazônicos para a produção de filmes e coberturas biodegradáveis. Para isso, os frutos amazônicos foram selecionados com base na disponibilidade e sazonalidade (biribá, maracujá suspiro e araçá-boi) e analisados quanto às suas propriedades físico-químicas, nutricionais, compostos fenólicos, flavonoides e capacidade antioxidante. As cascas do biribá e maracujá suspiro e o fruto do araçá foram submetidos à extração de pectinas e o que obteve o maior rendimento, seguiu para a confecção de filmes pelo método de casting. Os filmes formados foram analisados quanto ao pH, umidade, solubilidade, higroscopicidade, propriedades morfológicas e mecânicas. Os filmes também foram avaliados quanto à presença de compostos fenólicos, flavonoides, capacidade antioxidante e antimicrobiana e por fim, submetidos ao teste de aplicabilidade em frutos minimamente processados sendo, posteriormente, avaliados quanto aos parâmetros sensoriais. Dentre os frutos testados, o maracujá suspiro apresentou maior teor de pectato de cálcio (2,78%). Nas análises de compostos bioativos e capacidade antioxidante, a casca do biribá se destacou em comparação aos frutos analisados. O biribá apresentou o maior rendimento de extração de pectina em relação à massa seca (7,85%) e seguiu para a formulação de filmes biodegradáveis. O filme formulado à base de pectina natural extraída do biribá, mostrou-se, visualmente, sem fraturas, superfície lisa, ausência de bolhas, aspecto opaco e distribuição levemente heterogênea. Em relação às características físico-químicas, o filme à base de pectina natural do biribá apresentou caráter ácido (pH 2,64) e alta solubilidade (90,58%), características favoráveis para filmes ou revestimentos destinados ao consumo. O filme à base de pectina natural apresentou esterificação de 56,31%, classificando a pectina como de alto grau de esterificação. Para os ensaios de tração, o filme à base de pectina natural do biribá apresentou ser mais resistente e flexível. Em contrapartida, o filme controle à base de pectina comercial apresentou módulo elástico superior ao filme formulado. O filme à base de pectina natural do biribá exibiu altos teores de compostos fenólicos totais (2361,78 mg EAG/100 g) e flavonoides (122,95 mg EQ/100 g), já no filme controle não foram detectados esses compostos. O teste de atividade antimicrobiana revelou uma inibição de aproximadamente 50% contra Rhodotorula mucilagenosa; Saccharomyces cerevisae; Fusarium oxysporum e Aspergillus niger. No teste de aplicação da solução filmogênica, a cobertura à base de pectina natural do biribá apresentou efeito significativo como tratamento para o melão minimamente processado, reduzindo alterações nas propriedades fisiológicas, físico-químicas e sensoriais e, consequentemente, estendeu a vida de prateleira do melão minimamente processado, divergindo dos resultados obtidos na aplicação no kiwi minimamente processado. A análise sensorial demonstrou que o uso da cobertura à base de pectina do biribá no melão minimamente processado não interferiu na aceitabilidade por parte dos provadores. Portanto, a solução filmogênica à base de pectina extraída da casca do biribá apresentou características promissoras na aplicação como filmes ou coberturas comestíveis em alimentos minimamente processados.
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As cascas do biribá e maracujá suspiro e o fruto do araçá foram submetidos à extração de pectinas e o que obteve o maior rendimento, seguiu para a confecção de filmes pelo método de casting. Os filmes formados foram analisados quanto ao pH, umidade, solubilidade, higroscopicidade, propriedades morfológicas e mecânicas. Os filmes também foram avaliados quanto à presença de compostos fenólicos, flavonoides, capacidade antioxidante e antimicrobiana e por fim, submetidos ao teste de aplicabilidade em frutos minimamente processados sendo, posteriormente, avaliados quanto aos parâmetros sensoriais. Dentre os frutos testados, o maracujá suspiro apresentou maior teor de pectato de cálcio (2,78%). Nas análises de compostos bioativos e capacidade antioxidante, a casca do biribá se destacou em comparação aos frutos analisados. O biribá apresentou o maior rendimento de extração de pectina em relação à massa seca (7,85%) e seguiu para a formulação de filmes biodegradáveis. O filme formulado à base de pectina natural extraída do biribá, mostrou-se, visualmente, sem fraturas, superfície lisa, ausência de bolhas, aspecto opaco e distribuição levemente heterogênea. Em relação às características físico-químicas, o filme à base de pectina natural do biribá apresentou caráter ácido (pH 2,64) e alta solubilidade (90,58%), características favoráveis para filmes ou revestimentos destinados ao consumo. O filme à base de pectina natural apresentou esterificação de 56,31%, classificando a pectina como de alto grau de esterificação. Para os ensaios de tração, o filme à base de pectina natural do biribá apresentou ser mais resistente e flexível. Em contrapartida, o filme controle à base de pectina comercial apresentou módulo elástico superior ao filme formulado. O filme à base de pectina natural do biribá exibiu altos teores de compostos fenólicos totais (2361,78 mg EAG/100 g) e flavonoides (122,95 mg EQ/100 g), já no filme controle não foram detectados esses compostos. O teste de atividade antimicrobiana revelou uma inibição de aproximadamente 50% contra Rhodotorula mucilagenosa; Saccharomyces cerevisae; Fusarium oxysporum e Aspergillus niger. No teste de aplicação da solução filmogênica, a cobertura à base de pectina natural do biribá apresentou efeito significativo como tratamento para o melão minimamente processado, reduzindo alterações nas propriedades fisiológicas, físico-químicas e sensoriais e, consequentemente, estendeu a vida de prateleira do melão minimamente processado, divergindo dos resultados obtidos na aplicação no kiwi minimamente processado. A análise sensorial demonstrou que o uso da cobertura à base de pectina do biribá no melão minimamente processado não interferiu na aceitabilidade por parte dos provadores. Portanto, a solução filmogênica à base de pectina extraída da casca do biribá apresentou características promissoras na aplicação como filmes ou coberturas comestíveis em alimentos minimamente processados.The development of biodegradable packaging for the food industry, using natural resources with mechanical and barrier properties that resemble conventional packaging, is an urgent challenge. Pectin is a natural polymer with great potential for forming matrices in films of this nature. Thus, the aim of this work was to extract pectins from Amazonian fruits for the production of biodegradable films and coatings. For this purpose, Amazonian fruits were selected based on availability and seasonality (biribá, suspiro passion fruit, and araçá-boi) and analyzed for their physicochemical properties, nutritional content, phenolic compounds, flavonoids, and antioxidant capacity. The peels of biribá and suspiro passion fruit and the fruit of araçá were subjected to pectin extraction, and the one with the highest yield proceeded to film production using the casting method. The formed films were analyzed for pH, moisture, solubility, hygroscopicity, morphological and mechanical properties. The films were also evaluated for the presence of phenolic compounds, flavonoids, antioxidant, and antimicrobial properties, and finally subjected to testing for application in minimally processed fruits, followed by sensory parameter evaluation.Among the tested fruits, suspiro passion fruit presented the highest calcium pectate content (2.78%). In the analysis of bioactive compounds and antioxidant capacity, biribá peels stood out compared to the other fruits. Biribá exhibited the highest pectin extraction yield relative to dry mass (7.85%) and proceeded to the formulation of biodegradable films. The film formulated with natural pectin extracted from biribá appeared visually free of fractures, with a smooth surface, no bubbles, an opaque appearance, and a slightly heterogeneous distribution. Regarding physicochemical characteristics, the film based on biribá natural pectin showed an acidic nature (pH 2.64) and high solubility (90.58%), favorable characteristics for films or coatings intended for consumption. The film based on natural pectin exhibited an esterification degree of 56.31%, classifying the pectin as highly esterified. For tensile strength tests, the film based on biribá natural pectin appeared to be more resistant and flexible. In contrast, the control film based on commercial pectin exhibited a higher elastic modulus compared to the formulated film.The film based on natural pectin from biribá displayed high levels of total phenolic compounds (2361.78 mg GAE/100 g) and flavonoids (122.95 mg EQ/100 g), whereas these compounds were not detected in the control film. The antimicrobial activity test revealed an inhibition of approximately 50% against Rhodotorula mucilagenosa, Saccharomyces cerevisae, Fusarium oxysporum, and Aspergillus niger. In the application test of the film-forming solution, the coating based on biribá natural pectin showed a significant effect as a treatment for minimally processed melon, reducing changes in physiological, physicochemical, and sensory properties and, consequently, extending the shelf life of the minimally processed melon, in contrast to the results obtained when applied to minimally processed kiwi. Sensory analysis demonstrated that the use of biribá-based pectin coating on minimally processed melon did not interfere with the acceptability by the panelists. Therefore, the film-forming solution based on pectin extracted from biribá peels presented promising characteristics for application as edible films or coatings in minimally processed foods.FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do AmazonasUniversidade Federal do AmazonasInstituto de Ciências BiológicasBrasilUFAMPrograma de Pós-Graduação em BiotecnologiaSales-Campos, Cecihttp://lattes.cnpq.br/9752987836124768Araújo, Lídia MedinaMarinho, Helyde AlbuquerqueSantos, Jocélia Pinheirohttp://lattes.cnpq.br/01139596269407082023-11-14T18:15:20Z2999-12-312023-09-04info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSANTOS, Jocélia Pinheiro. Formulação e caracterização de biofilmes ativos à base de pectinas extraídas de frutos amazônicos. 2023. 140 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2023.https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/9811porhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAMinstname:Universidade Federal do Amazonas (UFAM)instacron:UFAM2023-11-15T05:03:36Zoai:https://tede.ufam.edu.br/handle/:tede/9811Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://200.129.163.131:8080/PUBhttp://200.129.163.131:8080/oai/requestddbc@ufam.edu.br||ddbc@ufam.edu.bropendoar:65922023-11-15T05:03:36Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM - Universidade Federal do Amazonas (UFAM)false
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