Propriedades ativas e reológicas de matrizes de goma xantana 3D utilizando partículas à base de subprodutos da uva obtidas por secagem por atomização
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-25042025-092722/ |
Resumo: | Atualmente, estudos envolvendo a extração de compostos bioativos de subprodutos agroindustriais e sua encapsulação tem contribuído para a economia circular e o desenvolvimento sustentável. Entre os principais subprodutos, destaca-se o bagaço de uva obtido na produção de vinho, sendo rico em polifenóis importantes para a saúde humana, com potencial para aplicações alimentícias. Particularmente, os alimentos produzidos por meio da impressão 3D têm despertado interesse não apenas para pacientes com disfagia, mas também para aqueles com necessidades nutricionais especiais ou falta de apetite. Assim, Os principais objetivos deste projeto serão: (i) extrair e encapsular bioativos a base de subprodutos do processamento de uva usando spray dryer e (ii) aplicar essas partículas como aditivos em matrizes alimentícias impressas em 3D. Inicialmente, o bagaço de uva foi obtido, e a partir dele, foi produzido um extrato por meio do método de extração com líquido pressurizado (PLE). O extrato foi caracterizado quanto ao conteúdo de antocianinas e compostos fenólicos, bem como a atividade antioxidante (CFT, AT e AA, respectivamente), que resultou em um CFT de 3,58 ± 0,02 µg GAE/mL de extrato, AT de 219,3 ± 32,2 µg AT/mL de extrato e AA de 6,4 ± 0,5 nmol FeSO4/mL de extrato. O extrato de bagaço de uva foi então misturado com maltodextrina (10% w/v) e submetido à secagem por spray drying, resultando em micropartículas esféricas (466,2 ± 7,2 nm) que foram caracterizadas de forma similar, resultando em um CFT de 3,5 ± 0,5 mg GAE/g, AT de 514,1 ± 28,5 µg AT/g e AA de 86,5 ± 4,5 µmol FeSO4/g. Posteriormente, as micropartículas foram aplicadas em duas formulações de géis, escolhidas após resultados de testes preliminares, utilizando goma xantana como base (6 g de goma xantana e 6 g de partículas em 94 mL de água ultrapura, e 6 g de goma xantana, 6 g de partículas e 0,5 g de alginato de sódio em 94 mL de água ultrapura) para impressão 3D. Ambas as matrizes alimentícias foram caracterizadas quanto aos seus respectivos compostos ativos e apresentaram valores proporcionais à quantidade de partículas utilizadas. As matrizes alimentícias impressas em 3D foram analisadas com base em sua reologia, ambas as matrizes alimentícias apresentaram propriedades de afinamento por cisalhamento, características sólidas, e apresentaram aumento de viscosidade com a adição de partículas, embora o gel sem alginato de sódio tenha se comportado como a amostra mais viscoelástica. |
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Propriedades ativas e reológicas de matrizes de goma xantana 3D utilizando partículas à base de subprodutos da uva obtidas por secagem por atomizaçãoEnhanced active and rheological properties of 3D xanthan gum matrices using grape by-product-based particles obtained by spray dryer3D printingAproveitamento de resíduosBagaço de uvaBy-product recoveryEncapsulaçãoEncapsulationGrape pomaceHidrocolóidesHydrocolloidsImpressão 3DPolifenóisPolyphenolsReologiaRheologyAtualmente, estudos envolvendo a extração de compostos bioativos de subprodutos agroindustriais e sua encapsulação tem contribuído para a economia circular e o desenvolvimento sustentável. Entre os principais subprodutos, destaca-se o bagaço de uva obtido na produção de vinho, sendo rico em polifenóis importantes para a saúde humana, com potencial para aplicações alimentícias. Particularmente, os alimentos produzidos por meio da impressão 3D têm despertado interesse não apenas para pacientes com disfagia, mas também para aqueles com necessidades nutricionais especiais ou falta de apetite. Assim, Os principais objetivos deste projeto serão: (i) extrair e encapsular bioativos a base de subprodutos do processamento de uva usando spray dryer e (ii) aplicar essas partículas como aditivos em matrizes alimentícias impressas em 3D. Inicialmente, o bagaço de uva foi obtido, e a partir dele, foi produzido um extrato por meio do método de extração com líquido pressurizado (PLE). O extrato foi caracterizado quanto ao conteúdo de antocianinas e compostos fenólicos, bem como a atividade antioxidante (CFT, AT e AA, respectivamente), que resultou em um CFT de 3,58 ± 0,02 µg GAE/mL de extrato, AT de 219,3 ± 32,2 µg AT/mL de extrato e AA de 6,4 ± 0,5 nmol FeSO4/mL de extrato. O extrato de bagaço de uva foi então misturado com maltodextrina (10% w/v) e submetido à secagem por spray drying, resultando em micropartículas esféricas (466,2 ± 7,2 nm) que foram caracterizadas de forma similar, resultando em um CFT de 3,5 ± 0,5 mg GAE/g, AT de 514,1 ± 28,5 µg AT/g e AA de 86,5 ± 4,5 µmol FeSO4/g. Posteriormente, as micropartículas foram aplicadas em duas formulações de géis, escolhidas após resultados de testes preliminares, utilizando goma xantana como base (6 g de goma xantana e 6 g de partículas em 94 mL de água ultrapura, e 6 g de goma xantana, 6 g de partículas e 0,5 g de alginato de sódio em 94 mL de água ultrapura) para impressão 3D. Ambas as matrizes alimentícias foram caracterizadas quanto aos seus respectivos compostos ativos e apresentaram valores proporcionais à quantidade de partículas utilizadas. As matrizes alimentícias impressas em 3D foram analisadas com base em sua reologia, ambas as matrizes alimentícias apresentaram propriedades de afinamento por cisalhamento, características sólidas, e apresentaram aumento de viscosidade com a adição de partículas, embora o gel sem alginato de sódio tenha se comportado como a amostra mais viscoelástica.Currently, studies involving the extraction of bioactive compounds from agroindustrial byproducts and their encapsulation have contributed to circular economy and sustainable development. Among the main byproducts, grape pomace obtained from wine production stands out, being rich in polyphenols important for human health with potential applications in food. Particularly, foods produced through 3D printing have sparked interest not only for dysphagia patients, but also for those with special nutritional needs or lack of appetite. Therefore, the main objectives of this work will be: (i) to extract and encapsulate bioactive compounds from grape processing by-products using a spray dryer and (ii) to apply these particles as additives in 3D printed food matrices. Initially, grape pomace was obtained, and from it, an extract was produced through the pressurized liquid extraction method (PLE). The extract was characterized regarding anthocyanin and phenolic compound content, as well as antioxidant activity (TPC, TAC, and AA, respectively), which resulted in a TPC of 3.58 ± 0.02 µg GAE/mL of extract, TAC of 219.3 ± 32.2 µg AT/mL of extract and AA of 6.4 ± 0.5 nmol FeSO4/mL of extract. The grape pomace extract was then mixed with maltodextrin (10% w/v) and subjected to spray drying, resulting in spherical microparticles (466.2 ± 7.2 nm) that were similarly characterized, resulting in a TPC of 3.5 ± 0.5 mg GAE/g, TAC of 514.1 ± 28.5 µg AT/g and AA of 86.5 ± 4.5 µmol FeSO4/g. Subsequently, the microparticles were applied in two formulations of gels, chosen after the resultos of preliminary tests, using xanthan gum as base (6 g of xanthan gum and 6 g of particles in 94 mL of ultrapure water, and 6 g of xanthan gum, 6 g of particles and 0.5 g of sodium alginate in 94 mL of ultrapure water) for 3D printing. Both food matrices were characterized on their respective active compounds and presented values proportional to the amount of particles used. The 3D printed food matrices were analyzed based on their rheology, both food matrices presented shear-thinning properties, solid-like characteristics, and displayed increased viscosity with the addition of particles, though the gel without sodium alginate behaved as the most viscoelastic sample.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPTosi, Milena MartelliSouza, Carlos Antonio Cardoso de2024-11-22info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-25042025-092722/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/openAccesspor2025-04-25T12:58:02Zoai:teses.usp.br:tde-25042025-092722Biblioteca 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:27212025-04-25T12:58:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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Atualmente, estudos envolvendo a extração de compostos bioativos de subprodutos agroindustriais e sua encapsulação tem contribuído para a economia circular e o desenvolvimento sustentável. Entre os principais subprodutos, destaca-se o bagaço de uva obtido na produção de vinho, sendo rico em polifenóis importantes para a saúde humana, com potencial para aplicações alimentícias. Particularmente, os alimentos produzidos por meio da impressão 3D têm despertado interesse não apenas para pacientes com disfagia, mas também para aqueles com necessidades nutricionais especiais ou falta de apetite. Assim, Os principais objetivos deste projeto serão: (i) extrair e encapsular bioativos a base de subprodutos do processamento de uva usando spray dryer e (ii) aplicar essas partículas como aditivos em matrizes alimentícias impressas em 3D. Inicialmente, o bagaço de uva foi obtido, e a partir dele, foi produzido um extrato por meio do método de extração com líquido pressurizado (PLE). O extrato foi caracterizado quanto ao conteúdo de antocianinas e compostos fenólicos, bem como a atividade antioxidante (CFT, AT e AA, respectivamente), que resultou em um CFT de 3,58 ± 0,02 µg GAE/mL de extrato, AT de 219,3 ± 32,2 µg AT/mL de extrato e AA de 6,4 ± 0,5 nmol FeSO4/mL de extrato. O extrato de bagaço de uva foi então misturado com maltodextrina (10% w/v) e submetido à secagem por spray drying, resultando em micropartículas esféricas (466,2 ± 7,2 nm) que foram caracterizadas de forma similar, resultando em um CFT de 3,5 ± 0,5 mg GAE/g, AT de 514,1 ± 28,5 µg AT/g e AA de 86,5 ± 4,5 µmol FeSO4/g. Posteriormente, as micropartículas foram aplicadas em duas formulações de géis, escolhidas após resultados de testes preliminares, utilizando goma xantana como base (6 g de goma xantana e 6 g de partículas em 94 mL de água ultrapura, e 6 g de goma xantana, 6 g de partículas e 0,5 g de alginato de sódio em 94 mL de água ultrapura) para impressão 3D. Ambas as matrizes alimentícias foram caracterizadas quanto aos seus respectivos compostos ativos e apresentaram valores proporcionais à quantidade de partículas utilizadas. As matrizes alimentícias impressas em 3D foram analisadas com base em sua reologia, ambas as matrizes alimentícias apresentaram propriedades de afinamento por cisalhamento, características sólidas, e apresentaram aumento de viscosidade com a adição de partículas, embora o gel sem alginato de sódio tenha se comportado como a amostra mais viscoelástica. |
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