Desenvolvimento e aplicação de novos materiais poliméricos à base de quitosana, gelatina e extrato de casca de romã (Punica Granatum L.) para revestimento e melhoria da qualidade pós-colheita de morangos (Fragaria × ananassa Duch.)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bertolo, Mirella Romanelli Vicente
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-21032024-110125/
Resumo: As perdas pós-colheita de alimentos são definidas como modificações ou reduções mensuráveis em sua qualidade e/ou quantidade, depois de colhidos, que os tornam inadequados para o consumo humano. Na prática, são decorrentes de doenças causadas por fungos e bactérias, desordens fisiológicas e danos físicos às frutas. Novas tecnologias de conservação de baixo custo vêm sendo desenvolvidas para reduzir as perdas pós-colheita de alimentos, como o uso de revestimentos poliméricos naturais. Desta forma, o objetivo geral desta tese foi o desenvolvimento de revestimentos à base de quitosana, gelatina e extrato de casca de romã para a manutenção da qualidade físico-química, microbiológica e sensorial de morangos. A formulação do revestimento foi otimizada com o auxílio de ferramentas quimiométricas, e o revestimento contendo 0,8% de quitosana, 0,2% de gelatina e 1 mg g-1 de extrato de casca de romã foi aplicado em morangos em seu período pós-colheita. As propriedades físico-químicas e microbiológicas dos frutos revestidos foram comparadas às de frutos controle (sem revestimento). Os frutos revestidos apresentaram menores porcentagens de perda de massa e de contaminação fúngica ao longo do armazenamento, e mantiveram sua coloração e sua firmeza. O revestimento também desacelerou as quedas nas taxas respiratórias dos frutos e em seu perfil de compostos bioativos e voláteis. Um teste sensorial de diferença do controle foi conduzido com provadores treinados, os quais não conseguiram diferenciar os frutos não recobertos dos recobertos com os revestimentos desenvolvidos. O custo do revestimento também foi estimado, ficando em torno de R$ 0,13/fruto. Além disso, novas possibilidades de estudo sobre o tema foram apresentadas: a aplicação do revestimento foi combinada com a aplicação de luz em terapia fotodinâmica, e os efeitos dessa combinação sobre as propriedades dos morangos foram avaliados. Além de não alterar a qualidade dos frutos, a combinação prolongou a vida útil dos morangos e melhorou sua segurança microbiana. Em outra vertente de estudo, os chamados solventes eutéticos naturais profundos (NADES) foram utilizados como meios alternativos e verdes de extração de compostos fenólicos da casca da romã, bem como de dois outros resíduos agroindustriais de importância econômica para o estado da Califórnia (local onde essa parte do estudo foi conduzida), a casca da amêndoa e o bagaço de sabugueiro. O NADES contendo cloreto de colina e ácido lático foi o escolhido como o mais adequado para o estudo de otimização das extrações assistidas por ultrassom, para os três materiais. Este solvente apresentou melhores resultados em relação à concentração e à composição de fenólicos nos extratos, quando comparado à uma solução etanólica (60%, v/v). Tais resultados abrem novas possibilidades para o uso de NADES como carreadores de fenólicos e como agentes plasticizantes em revestimentos à base de quitosana e gelatina.
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Novas tecnologias de conservação de baixo custo vêm sendo desenvolvidas para reduzir as perdas pós-colheita de alimentos, como o uso de revestimentos poliméricos naturais. Desta forma, o objetivo geral desta tese foi o desenvolvimento de revestimentos à base de quitosana, gelatina e extrato de casca de romã para a manutenção da qualidade físico-química, microbiológica e sensorial de morangos. A formulação do revestimento foi otimizada com o auxílio de ferramentas quimiométricas, e o revestimento contendo 0,8% de quitosana, 0,2% de gelatina e 1 mg g-1 de extrato de casca de romã foi aplicado em morangos em seu período pós-colheita. As propriedades físico-químicas e microbiológicas dos frutos revestidos foram comparadas às de frutos controle (sem revestimento). Os frutos revestidos apresentaram menores porcentagens de perda de massa e de contaminação fúngica ao longo do armazenamento, e mantiveram sua coloração e sua firmeza. O revestimento também desacelerou as quedas nas taxas respiratórias dos frutos e em seu perfil de compostos bioativos e voláteis. Um teste sensorial de diferença do controle foi conduzido com provadores treinados, os quais não conseguiram diferenciar os frutos não recobertos dos recobertos com os revestimentos desenvolvidos. O custo do revestimento também foi estimado, ficando em torno de R$ 0,13/fruto. Além disso, novas possibilidades de estudo sobre o tema foram apresentadas: a aplicação do revestimento foi combinada com a aplicação de luz em terapia fotodinâmica, e os efeitos dessa combinação sobre as propriedades dos morangos foram avaliados. Além de não alterar a qualidade dos frutos, a combinação prolongou a vida útil dos morangos e melhorou sua segurança microbiana. Em outra vertente de estudo, os chamados solventes eutéticos naturais profundos (NADES) foram utilizados como meios alternativos e verdes de extração de compostos fenólicos da casca da romã, bem como de dois outros resíduos agroindustriais de importância econômica para o estado da Califórnia (local onde essa parte do estudo foi conduzida), a casca da amêndoa e o bagaço de sabugueiro. O NADES contendo cloreto de colina e ácido lático foi o escolhido como o mais adequado para o estudo de otimização das extrações assistidas por ultrassom, para os três materiais. Este solvente apresentou melhores resultados em relação à concentração e à composição de fenólicos nos extratos, quando comparado à uma solução etanólica (60%, v/v). Tais resultados abrem novas possibilidades para o uso de NADES como carreadores de fenólicos e como agentes plasticizantes em revestimentos à base de quitosana e gelatina.Post-harvest losses are defined as measurable changes or reductions in food quality and/or quantity, after being harvested, that make them unsuitable for human consumption. In practice, they result from diseases caused by fungi and bacteria, physiological disorders, and physical damage to fruits. New low-cost conservation technologies have been developed to reduce post-harvest food losses, like the use of natural polymeric coatings. Thus, the main aim of this thesis was the development of coatings based on chitosan, gelatin, and pomegranate peel extract to maintain the physical-chemical, microbiological, and sensorial quality of strawberries. The coating formulation was optimized with the aid of chemometric tools, and the coating containing 0.8% chitosan, 0.2% gelatin and 1 mg g-1 pomegranate peel extract was applied to strawberries in their post-harvest period. The physical-chemical and microbiological properties of coated fruits were compared to those of control fruits (without coating). The coated fruits showed lower percentages of weight loss and fungal contamination throughout storage and maintained their color and firmness. The coating also slowed the declines in the respiratory rates of the fruits and in their profile of bioactive and volatile compounds. A sensory difference from control test was conducted with trained tasters, who were unable to differentiate uncoated fruits from those covered with the developed coatings. The cost of the coating was also estimated, being around R$0.13/fruit. Furthermore, new possibilities for studying the topic were presented: the application of the coating was combined with the application of light in photodynamic therapy, and the effects of this combination on the properties of strawberries were evaluated. In addition to not altering the quality of the fruits, the combination extended the shelf life of the strawberries and improved their microbial safety. In another aspect of study, the so-called natural deep eutectic solvents (NADES) were used as alternative and green means of extracting phenolic compounds from pomegranate peel, as well as two other agro-industrial residues of economic importance for the state of California (where this part of the study was conducted), almond hulls and elderberry pomace. NADES containing choline chloride and lactic acid was chosen as the most suitable for the optimization study of ultrasound-assisted extractions for the three materials. This solvent showed better results in relation to the concentration and composition of phenolics in the extracts, when compared to an ethanolic solution (60%, v/v). Such results open new possibilities for the use of NADES as phenolic carriers and as plasticizing agents in chitosan and gelatin-based coatings.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPBogusz Junior, StanislauBertolo, Mirella Romanelli Vicente2024-01-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-21032024-110125/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-04-02T14:17:02Zoai:teses.usp.br:tde-21032024-110125Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-04-02T14:17:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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