Encapsulação de extrato da casca de cebola roxa (Allium cepa L.) em fibras ultrafinas de amidos de batata-doce pela técnica de electrospinning
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Data de Publicação: | 2022 |
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Resumo: | O extrato da casca de cebola roxa (ECCR) contém compostos fenólicos que são sensíveis as condições ambientais e, com isso, devem ser protegidos para sua melhor preservação e manutenção. Assim, o objetivo do estudo foi produzir fibras ultrafinas de amido nativo de duas cultivares de batata-doce (amarela e branca) com diferentes concentrações de ECCR encapsulado (0, 3, 6 e 9%, p/p) e não encapsulado utilizando a técnica de electrospinning. As soluções poliméricas para encapsulação do ECCR foram de 0,6 g de amido (20%, p/v) em 3 mL de ácido fórmico (75%, v/v). Os parâmetros utilizados foram fluxo constante de 0,75 mL.h-1 , tensão de 18 kV e distância de 20 cm da ponta da agulha a placa coletora. Foi avaliada a condutividade elétrica e viscosidade aparente das soluções poliméricas, o perfil fenólico do ECCR foi avaliado por cromatografia líquida de alta performance, as fibras ultrafinas foram avaliadas pela morfologia, distribuição de tamanho, eficiência de encapsulação, análise termogravimétrica, simulação da liberação in vitro dos compostos fenólicos em condições hidrofílicas e hidrofóbicas, ângulo de contato, atividade antioxidante in vitro frente aos radicais ABTS e DPPH e atividade antibacteriana in vitro frente a Escherichia coli e Staphylococcus aureus. Os compostos fenólicos identificados no ECCR foram quercetina 3-o-acetil-ramnosídeo, miricetina, quercetina 3-o-glicosídeo, isoramnetina 3-glicuronídeo, quercetina e apigenina 7-arabinosídeo. Como resultados, houve diferença significativa na viscosidade aparente e condutividade elétrica das soluções poliméricas, entre os diferentes amidos. As fibras ultrafinas apresentaram morfologias de acordo com a concentração de ECCR. No entanto todas apresentaram-se aleatórias e sem a presença de beads e, com diâmetros médios variando de 251 a 611 nm. A eficiência de encapsulação do ECCR nas fibras ultrafinas variou de 67 a 78%. A análise termogravimétrica mostrou que as fibras ultrafinas suportam temperaturas mais elevadas até sua degradação, quando comparadas com o extrato. Os compostos fenólicos encapsulados apresentaram baixa liberação em condições hidrofílicas e maior liberação em condições hidrofóbicas. As fibras ultrafinas de amidos apresentaram-se mais permeáveis à medida que houve a incorporação do ECCR, através da análise de ângulo de contato. A atividade antioxidante do ECCR foi de 97,97% e 84,94% para os radicais ABTS e DPPH, respectivamente e as fibras ultrafinas quando encapsulas com 9% de ECCR, apresentaram inibição ao radical ABTS acima de 92%. A análise antibacteriana mostrou que o ECCR encapsulado e não encapsulado apresentou atividade inibitória frente a E. coli e S. aureus. No entanto, somente o ECCR não encapsulado apresentou atividade bactericida. As fibras ultrafinas produzidas mostraram-se promissoras para aplicação na indústria de alimentos, porém a escolha das fibras ultrafinas com o ECCR depende das condições, características e finalidade na matriz alimentícia ou embalagem que forem aplicadas |
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2023-01-18T17:32:16Z2023-012023-01-18T17:32:16Z2022-03-26http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/8992O extrato da casca de cebola roxa (ECCR) contém compostos fenólicos que são sensíveis as condições ambientais e, com isso, devem ser protegidos para sua melhor preservação e manutenção. Assim, o objetivo do estudo foi produzir fibras ultrafinas de amido nativo de duas cultivares de batata-doce (amarela e branca) com diferentes concentrações de ECCR encapsulado (0, 3, 6 e 9%, p/p) e não encapsulado utilizando a técnica de electrospinning. As soluções poliméricas para encapsulação do ECCR foram de 0,6 g de amido (20%, p/v) em 3 mL de ácido fórmico (75%, v/v). Os parâmetros utilizados foram fluxo constante de 0,75 mL.h-1 , tensão de 18 kV e distância de 20 cm da ponta da agulha a placa coletora. Foi avaliada a condutividade elétrica e viscosidade aparente das soluções poliméricas, o perfil fenólico do ECCR foi avaliado por cromatografia líquida de alta performance, as fibras ultrafinas foram avaliadas pela morfologia, distribuição de tamanho, eficiência de encapsulação, análise termogravimétrica, simulação da liberação in vitro dos compostos fenólicos em condições hidrofílicas e hidrofóbicas, ângulo de contato, atividade antioxidante in vitro frente aos radicais ABTS e DPPH e atividade antibacteriana in vitro frente a Escherichia coli e Staphylococcus aureus. Os compostos fenólicos identificados no ECCR foram quercetina 3-o-acetil-ramnosídeo, miricetina, quercetina 3-o-glicosídeo, isoramnetina 3-glicuronídeo, quercetina e apigenina 7-arabinosídeo. Como resultados, houve diferença significativa na viscosidade aparente e condutividade elétrica das soluções poliméricas, entre os diferentes amidos. As fibras ultrafinas apresentaram morfologias de acordo com a concentração de ECCR. No entanto todas apresentaram-se aleatórias e sem a presença de beads e, com diâmetros médios variando de 251 a 611 nm. A eficiência de encapsulação do ECCR nas fibras ultrafinas variou de 67 a 78%. A análise termogravimétrica mostrou que as fibras ultrafinas suportam temperaturas mais elevadas até sua degradação, quando comparadas com o extrato. Os compostos fenólicos encapsulados apresentaram baixa liberação em condições hidrofílicas e maior liberação em condições hidrofóbicas. As fibras ultrafinas de amidos apresentaram-se mais permeáveis à medida que houve a incorporação do ECCR, através da análise de ângulo de contato. A atividade antioxidante do ECCR foi de 97,97% e 84,94% para os radicais ABTS e DPPH, respectivamente e as fibras ultrafinas quando encapsulas com 9% de ECCR, apresentaram inibição ao radical ABTS acima de 92%. A análise antibacteriana mostrou que o ECCR encapsulado e não encapsulado apresentou atividade inibitória frente a E. coli e S. aureus. No entanto, somente o ECCR não encapsulado apresentou atividade bactericida. As fibras ultrafinas produzidas mostraram-se promissoras para aplicação na indústria de alimentos, porém a escolha das fibras ultrafinas com o ECCR depende das condições, características e finalidade na matriz alimentícia ou embalagem que forem aplicadasRed onion skin extract (ROSE) contains phenolic compounds that are sensitive to environmental conditions. For that, they must be protected for better preservation and maintenance. The objective of the study was to produce ultrafine fibers from native starch from two sweet potato cultivars (yellow and white) with different concentrations of ROSE (0, 3, 6, and 9%, w/w) encapsulated by electrospinning and non-encapsulated. The polymeric solutions for encapsulation of the ROSE were composed by 0.6 g of starch (20%, w/v) in 3 mL of formic acid (75%, v/v). The electrospinning parameters were: constant flow of 0.75 mL.h-1 ; voltage of 18 kV; and distance of 20 cm from the needle tip to the collector plate. The electrical conductivity and apparent viscosity of the polymeric solutions were evaluated. The phenolic profile of the ROSE was analyzed by high performance liquid chromatography. The ultrafine fibers were evaluated by morphology, size distribution, encapsulation efficiency, thermogravimetric analysis, simulation of the in vitro release of phenolic compounds under hydrophilic and hydrophobic conditions, contact angle, in vitro antioxidant activity against ABTS and DPPH radicals, and in vitro antibacterial activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus. The phenolic compounds identified in ROSE were quercetin 3-o-acetyl-rhamnoside, myricetin, quercetin 3-o-glycoside, isoramnetin 3-glucuronide, quercetin, and apigenin 7- arabinoside. Significant difference was found in the apparent viscosity and electrical conductivity of the polymeric solutions between the different starches. The ultrafine fibers presented distinct morphologies according to the ROSE concentration. However all fibers presented random morphologies, without the presence of beads, and average diameters ranging from 251 to 611 nm. The ultrafine fibers, when compared to the extract, withstand high temperatures until their degradation. The phenolic compounds identified in the encapsulated-ROSE showed low release of phenolic compounds under hydrophilic conditions and high release under hydrophobic conditions. The ultrafine fibers were more permeable (through the contact angle analysis, as the ROSE was incorporated. The antioxidant activity of the ROSE was 97,97 and 84,07% for the ABTS and DPPH radicals, respectively. The ultrafine fibers when encapsulated with 9% ROSE showed inhibition of the ABTS radical above 92%, close to the non-encapsulated ROSE. The antibacterial analysis showed inhibitory activity against E. coli and S. aureus for the encapsulated and non-encapsulated ROSE. However, only the non-encapsulated ROSE presented bactericidal activity. The ultrafine fibers showed to be promisor for application in the food industry, being necessary to determine the objective, conditions, characteristics, and purpose in the food matrix or packaging, and then choose an specific concentration of the ROSE into the ultrafine fibers for the effective application.Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqporUniversidade Federal de PelotasPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de AlimentosUFPelBrasilFaculdade de Agronomia Eliseu MacielCNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIAPolímeroCompostos bioativosEmbalagem ativaMatriz alimentíciaPolymerBioactive compoundsActive packagingFood matrixEncapsulação de extrato da casca de cebola roxa (Allium cepa L.) em fibras ultrafinas de amidos de batata-doce pela técnica de electrospinningEncapsulation of red onion (Allium cepa L.) skin extract in ultrafine fibers of sweet potato starches by electrospinning techniqueinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://lattes.cnpq.br/5747976647919090http://lattes.cnpq.br/9370386307411916Zavareze, Elessandra da Rosahttp://lattes.cnpq.br/4195477425513111Fonseca, Laura Martinshttp://lattes.cnpq.br/0653044065903766Dias, Álvaro Renato GuerraCruz, Elder Pacheco dainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFPel - Guaiacainstname:Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)instacron:UFPELTEXTDissertacao_Elder_Pacheco_da_Cruz.pdf.txtDissertacao_Elder_Pacheco_da_Cruz.pdf.txtExtracted texttext/plain163511http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/8992/3/Dissertacao_Elder_Pacheco_da_Cruz.pdf.txt43c179cf6857fa5c3c277e47f31b339fMD53open accessTHUMBNAILDissertacao_Elder_Pacheco_da_Cruz.pdf.jpgDissertacao_Elder_Pacheco_da_Cruz.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1384http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/8992/4/Dissertacao_Elder_Pacheco_da_Cruz.pdf.jpg0c8aa9188d9aaf38d85ef0902bb3d920MD54open accessORIGINALDissertacao_Elder_Pacheco_da_Cruz.pdfDissertacao_Elder_Pacheco_da_Cruz.pdfapplication/pdf1626605http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/8992/1/Dissertacao_Elder_Pacheco_da_Cruz.pdfdd17cfa95c530ad77b658231c78d8a36MD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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