Sistema nanoestruturado de cinamaldeído como potencial antifúngico natural para produtos de panificação
| Ano de defesa: | 2026 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Palavras-chave em Inglês: | |
| Link de acesso: | http://hdl.handle.net/10183/309030 |
Resumo: | A deterioração fúngica constitui um dos principais fatores limitantes da vida de prateleira de produtos de panificação. O cinamaldeído (CIN), composto majoritário do óleo essencial de canela, apresenta amplo espectro de atividade antifúngica contra Aspergillus spp. e Penicillium spp. Entretanto, a aplicação direta desse composto em alimentos é restrita devido à elevada volatilidade, sensibilidade à umidade, luz e oxigênio, e baixa solubilidade em água. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar partículas de CIN à base de zeína e goma arábica (GA), avaliar a estabilidade e eficácia antifúngica in vitro e a aplicabilidade na extensão da vida de prateleira de pães. As partículas (ZEI/GA–CIN PT) foram obtidas pelo método precipitação por antissolvente, apresentando tamanho médio de 255,8 ± 0,16 nm, distribuição de tamanhos homogênea (índice de polidispersão < 0,2), potencial zeta de -21,8 ± 3,2 mV, com 71 % de eficiência de encapsulação e 35,5 % capacidade de carga. As análises morfológicas evidenciaram partículas esféricas, com superfície lisa e compacta, e as análises espectroscópicas e térmicas confirmaram a incorporação do CIN na matriz polimérica e a proteção térmica do composto. As ZEI/GA–CIN PT permaneceram fisicamente estáveis por até 120 dias sob refrigeração (4 °C), apresentando agregação e aumento de tamanho (480,6 ± 0,25 nm) quando armazenadas a 25 °C, porém sem perder o tamanho nanométrico. A atividade antifúngica foi avaliada para Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Penicillium citrinum e Penicillium roqueforti. Os ensaios in vitro demonstraram que ZEI/GA-CIN PT apresentaram concentrações inibitórias e fungicidas mínimas semelhantes ou inferiores ao CIN. Penicillium spp. mostraram-se mais sensíveis ao composto, com inibição do crescimento micelial em concentrações inferiores às necessárias para Aspergillus spp. A concentração de 40 μg mL⁻¹ de CIN e ZEI/GA-CIN PT correspondeu à concentração letal para as espécies de Aspergillus avaliadas. Concentrações inferiores, de 30 e 20 μg mL⁻¹, inibiram completamente o crescimento de P. citrinum e P. roqueforti, respectivamente. Na avaliação in situ, a incorporação das ZEI/GA–CIN PT em pães resultou em aumento de 4 dias na vida de prateleira em relação ao controle e de 3 dias em relação ao CIN. Observou-se redução na incidência e extensão do crescimento fúngico nas fatias dos pães adicionados de ZEI/GA-CIN PT em relação ao CIN e ao controle. Os resultados demonstram que a encapsulação do CIN em um sistema a base de zeína e GA é uma estratégia eficaz para aumentar a estabilidade e potencializar a atividade antifúngica do composto. Assim, a adoção dessa tecnologia configura-se como uma alternativa promissora para o desenvolvimento de conservantes naturais aplicáveis à indústria de panificação. |
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Sartor, MôniaWelke, Juliane ElisaVeras, Flávio Fonseca2026-07-07T08:06:12Z2026http://hdl.handle.net/10183/309030001306135A deterioração fúngica constitui um dos principais fatores limitantes da vida de prateleira de produtos de panificação. O cinamaldeído (CIN), composto majoritário do óleo essencial de canela, apresenta amplo espectro de atividade antifúngica contra Aspergillus spp. e Penicillium spp. Entretanto, a aplicação direta desse composto em alimentos é restrita devido à elevada volatilidade, sensibilidade à umidade, luz e oxigênio, e baixa solubilidade em água. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar partículas de CIN à base de zeína e goma arábica (GA), avaliar a estabilidade e eficácia antifúngica in vitro e a aplicabilidade na extensão da vida de prateleira de pães. As partículas (ZEI/GA–CIN PT) foram obtidas pelo método precipitação por antissolvente, apresentando tamanho médio de 255,8 ± 0,16 nm, distribuição de tamanhos homogênea (índice de polidispersão < 0,2), potencial zeta de -21,8 ± 3,2 mV, com 71 % de eficiência de encapsulação e 35,5 % capacidade de carga. As análises morfológicas evidenciaram partículas esféricas, com superfície lisa e compacta, e as análises espectroscópicas e térmicas confirmaram a incorporação do CIN na matriz polimérica e a proteção térmica do composto. As ZEI/GA–CIN PT permaneceram fisicamente estáveis por até 120 dias sob refrigeração (4 °C), apresentando agregação e aumento de tamanho (480,6 ± 0,25 nm) quando armazenadas a 25 °C, porém sem perder o tamanho nanométrico. A atividade antifúngica foi avaliada para Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Penicillium citrinum e Penicillium roqueforti. Os ensaios in vitro demonstraram que ZEI/GA-CIN PT apresentaram concentrações inibitórias e fungicidas mínimas semelhantes ou inferiores ao CIN. Penicillium spp. mostraram-se mais sensíveis ao composto, com inibição do crescimento micelial em concentrações inferiores às necessárias para Aspergillus spp. A concentração de 40 μg mL⁻¹ de CIN e ZEI/GA-CIN PT correspondeu à concentração letal para as espécies de Aspergillus avaliadas. Concentrações inferiores, de 30 e 20 μg mL⁻¹, inibiram completamente o crescimento de P. citrinum e P. roqueforti, respectivamente. Na avaliação in situ, a incorporação das ZEI/GA–CIN PT em pães resultou em aumento de 4 dias na vida de prateleira em relação ao controle e de 3 dias em relação ao CIN. Observou-se redução na incidência e extensão do crescimento fúngico nas fatias dos pães adicionados de ZEI/GA-CIN PT em relação ao CIN e ao controle. Os resultados demonstram que a encapsulação do CIN em um sistema a base de zeína e GA é uma estratégia eficaz para aumentar a estabilidade e potencializar a atividade antifúngica do composto. Assim, a adoção dessa tecnologia configura-se como uma alternativa promissora para o desenvolvimento de conservantes naturais aplicáveis à indústria de panificação.Fungal spoilage is one of the factors limiting the shelf life of bakery products. Cinnamaldehyde (CIN), the major compound of cinnamon essential oil, exhibits a wide spectrum of antifungal activity against Aspergillus spp. and Penicillium spp. However, its direct application in foods is limited due to high volatility, sensitivity to moisture, light, oxygen, and low water solubility. This study aimed to develop and characterize CIN-loaded particles prepared with zein and gum arabic (GA), evaluate their stability and in vitro antifungal efficacy, and assess their potential for extending bread shelf life. The particles (ZEI/GA–CIN PT) were produced by the antisolvent precipitation method and exhibited an average particle size of 255.8 ± 0.16 nm, a homogeneous size distribution (polydispersity index < 0.2), a zeta potential of −21.8 ± 3.2 mV, encapsulation efficiency of 71%, and a loading capacity of 35.5%. Morphological analyses revealed spherical particles with compact surfaces, while spectroscopic and thermal analyses confirmed the incorporation of CIN into the polymeric matrix and its thermal protection. ZEI/GA–CIN PT remained physically stable for up to 120 days under refrigeration (4 °C). Aggregation and particle size increase (480.6 ± 0.25 nm) were observed when stored at 25 °C, although the nanometric size range was maintained. Antifungal activity was evaluated against Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Penicillium citrinum, and Penicillium roqueforti. In vitro assays demonstrated that ZEI/GA–CIN PT exhibited minimum inhibitory and fungicidal concentrations comparable to or lower than those of free CIN. Penicillium spp. were more sensitive to the compound, with mycelial growth inhibition at lower concentrations than those required for Aspergillus spp. A concentration of 40 μg mL⁻¹ of CIN and ZEI/GA–CIN PT was lethal to Aspergillus species. Lower concentrations, 30 and 20 μg mL⁻¹, completely inhibited the growth of P. citrinum and P. roqueforti, respectively. In situ evaluation of the incorporation of ZEI/GA–CIN PT into bread resulted in a 4-day extension of shelf life compared to the control and a 3-day extension compared to CIN. It was observed a reduction in the incidence and extent of fungal growth in the bread slices containing ZEI/GA-CIN PT compared to CIN and the control. These results demonstrate that encapsulating CIN in a zein- and GA-based system is an effective strategy for enhancing compound stability and potentiating its antifungal activity. Therefore, this technology represents a promising alternative for developing natural preservatives applicable to the bakery industry.application/pdfporEncapsulamentoConservação do alimentoZeínaVida de prateleiraFungoEncapsulationFood preservationZein nanoparticlesShelf lifeSpoilage fungiSistema nanoestruturado de cinamaldeído como potencial antifúngico natural para produtos de panificaçãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulInstituto de Ciências e Tecnologia de AlimentosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de AlimentosPorto Alegre, BR-RS2026mestradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Lume - Repositório Digital da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSTEXT001306135.pdf.txt001306135.pdf.txtExtracted Texttext/plain141815http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/309030/2/001306135.pdf.txt73dcd04b9a3210f419c6b9c18b9b4db7MD52ORIGINAL001306135.pdfTexto parcialapplication/pdf887652http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/309030/1/001306135.pdfa2f02abfbf14c5cf024465ccf68233a0MD5110183/3090302026-07-08 08:04:36.177876oai:www.lume.ufrgs.br:10183/309030Repositório InstitucionalPUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.bropendoar:2026-07-08T11:04:36Lume - Repositório Digital da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false |
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A deterioração fúngica constitui um dos principais fatores limitantes da vida de prateleira de produtos de panificação. O cinamaldeído (CIN), composto majoritário do óleo essencial de canela, apresenta amplo espectro de atividade antifúngica contra Aspergillus spp. e Penicillium spp. Entretanto, a aplicação direta desse composto em alimentos é restrita devido à elevada volatilidade, sensibilidade à umidade, luz e oxigênio, e baixa solubilidade em água. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar partículas de CIN à base de zeína e goma arábica (GA), avaliar a estabilidade e eficácia antifúngica in vitro e a aplicabilidade na extensão da vida de prateleira de pães. As partículas (ZEI/GA–CIN PT) foram obtidas pelo método precipitação por antissolvente, apresentando tamanho médio de 255,8 ± 0,16 nm, distribuição de tamanhos homogênea (índice de polidispersão < 0,2), potencial zeta de -21,8 ± 3,2 mV, com 71 % de eficiência de encapsulação e 35,5 % capacidade de carga. As análises morfológicas evidenciaram partículas esféricas, com superfície lisa e compacta, e as análises espectroscópicas e térmicas confirmaram a incorporação do CIN na matriz polimérica e a proteção térmica do composto. As ZEI/GA–CIN PT permaneceram fisicamente estáveis por até 120 dias sob refrigeração (4 °C), apresentando agregação e aumento de tamanho (480,6 ± 0,25 nm) quando armazenadas a 25 °C, porém sem perder o tamanho nanométrico. A atividade antifúngica foi avaliada para Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Penicillium citrinum e Penicillium roqueforti. Os ensaios in vitro demonstraram que ZEI/GA-CIN PT apresentaram concentrações inibitórias e fungicidas mínimas semelhantes ou inferiores ao CIN. Penicillium spp. mostraram-se mais sensíveis ao composto, com inibição do crescimento micelial em concentrações inferiores às necessárias para Aspergillus spp. A concentração de 40 μg mL⁻¹ de CIN e ZEI/GA-CIN PT correspondeu à concentração letal para as espécies de Aspergillus avaliadas. Concentrações inferiores, de 30 e 20 μg mL⁻¹, inibiram completamente o crescimento de P. citrinum e P. roqueforti, respectivamente. Na avaliação in situ, a incorporação das ZEI/GA–CIN PT em pães resultou em aumento de 4 dias na vida de prateleira em relação ao controle e de 3 dias em relação ao CIN. Observou-se redução na incidência e extensão do crescimento fúngico nas fatias dos pães adicionados de ZEI/GA-CIN PT em relação ao CIN e ao controle. Os resultados demonstram que a encapsulação do CIN em um sistema a base de zeína e GA é uma estratégia eficaz para aumentar a estabilidade e potencializar a atividade antifúngica do composto. Assim, a adoção dessa tecnologia configura-se como uma alternativa promissora para o desenvolvimento de conservantes naturais aplicáveis à indústria de panificação. |
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