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Title in Portuguese: Filmes e revestimentos ativos à base de amido e bioativos de Spondia purpurea para aplicação em manga minimamente processada
Title: Active films and coating from Spondia purpurea starch and bioactives for aplications on minimally processed mango
Author: Rodrigues, Francisco Alessandro Marinho
Advisor(s): Ricardo, Nágila Maria Pontes Silva
Co-advisor(s): Azeredo, Henriette Monteiro Cordeiro de
Keywords: Amido de Spondia purpurea
Filmes e revestimentos ativos
Extratos fenólicos
Issue Date: 2018
Citation: RODRIGUES, Francisco Alessandro Marinho. Filmes e revestimentos ativos à base de amido e bioativos de Spondia purpurea para aplicação em manga minimamente processada. 2018. 128 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Abstract in Portuguese: As embalagens possibilitam a proteção dos alimentos contra diversos agentes, impedindo ou retardando processos químicos, físicos e biológicos indesejáveis que possam afetar a qualidade do produto. Nesse âmbito, o uso de embalagens funcionais que desempenhem uma função antioxidante e antimicrobiana pode auxiliar na manutenção da qualidade e inibição da deterioração microbiológica dos alimentos. Baseado nisso, esse trabalho avaliou as propriedades de filmes a partir de amido e ativos fenólicos da casca do caule de Spondia purpurea para proteção de mangas “Tommy Atkins” minimamente processadas. A etapa inicial do trabalho consistiu na extração e caracterização do amido de Spondia purpurea como matriz polimérica dos filmes e revestimentos. O amido apresentou rendimento de 15,42%, teor de amilose de 44,4±1,7%, massa molar na ordem de 105 g mol-1 e polidispersividade de 1,5, boa estabilidade térmica e padrão de cristalinidade do tipo A. O perfil químico do extrato hidroalcoólico da casca do caule de S. purpurea foi realizado por UPLC-QTOF-MS, sendo tentativamente identificados 35 metabólitos secundários, sendo majoritariamente 17 compostos pertencentes à classe dos flavonoides. O extrato apresentou teor de fenólicos totais em equivalentes de ácido gálico, de 523,25 mg EAG g-1 de extrato e foi avaliado a sua atividade antioxidante através do percentual de inibição do radical livre DPPH·, o qual apresentou CI50 de 5,85 µg mL-1. A atividade antimicrobiana do extrato mostrou ação de inibição (CIM) nos microrganismos avaliados, E. coli, S. enterica, S. aureus e L. monocytogenes e de ação bactericida, com as concentrações testadas em S. aureus e L. monocytogenes. Os filmes desenvolvidos com diferentes teores de extrato fenólico de Spondia purpurea (0% a 20%) mostraram que a composição química dos extratos influenciou nos parâmetros mecânicos, apresentando variação significativa na resistência à tração (σ), elongação (ε) e módulo de elasticidade (Y) à medida que o teor dos extratos aumentava, mostrando uma ação plastificante adicional oferecido pelos componentes polifenólicos presentes nos extratos. Essa observação foi reforçada pela diminuição dos valores de Tp (161,4 a 149,6 °C) do evento endotérmico principal nos termogramas DSC dos filmes. Apresentaram ainda valores de permeabilidade a vapor de água entre 2,78 a 2,14 g mm kPa-1 h-1 m-2 que não foram significativamente influenciados pelo do teor de extratos fenólicos. O teor da massa solúvel dos filmes variou de 14,5% a 33,8%, indicando um aumento da solubilidade do material á medida que o teor de extratos aumentava. A aplicação dos revestimentos, de 0% a 20% de extratos fenólicos em mangas minimamente processadas, apresentou efeito de proteção aos níveis de ácido ascórbico e mantiveram os índices de açucares complexos nas mangas, observado pela análise do teor de sólidos solúveis. As maiores concentrações de extratos possibilitaram alterações significativas nos parâmetros de cor (L*C*h*) ao longo dos 10 dias de armazenamento. No geral os revestimentos com teor de 5% e 10% apresentaram-se como opções mais viáveis para aplicação no mercado devido as menores variações de cor e contribuírem com a manutenção de componentes indicativos da qualidade das amostras de manga minimamente processadas, quando comparadas com a amostra controle.
Abstract: Packaging makes it possible to protect food against various agents, preventing or delaying undesirable chemical, physical and biological processes that may affect the quality of the product. In this context, the use of functional packaging that performs an antimicrobial and antioxidant function may help to maintain quality and inhibit the microbiological deterioration of food. Based on this, this work evaluated the properties of starch films and phenolic actives of Spondia purpurea stem bark to protect minimally processed "Tommy Atkins" mangoes. The initial stage of the work consisted in the extraction and characterization of Spondia purpurea starch as the polymeric matrix of the films and coatings. The starch presented a yield of 15.42%, amylose content of 44.4 ± 1.7%, molar mass in the order of 105 g mol-1 and polydispersity of 1.5, good thermal stability and crystallinity standard of type A. The chemical profile of the hydroalcoholic extract of the stem bark of S. purpurea was determined by UPLC-QTOF-MS, and 35 secondary metabolites were tentatively identified, being mainly 17 compounds belonging to the class of flavonoids. The extract presented total phenolic content in gallic acid equivalents of 523.25 mg EAG g-1 of extract and its antioxidant activity was evaluated through the percentage of free radical DPPH· inhibition, which presented an IC50 of 5.85 μg mL-1. The antimicrobial activity of the extract showed inhibition action (MIC) in the evaluated microorganisms, E. coli, S. enterica, S. aureus and L. monocytogenes and of bactericidal action, with the concentrations tested in S. aureus and L. monocytogenes. The films developed with different phenolic extract contents of Spondia purpurea (0% to 20%) showed that the chemical composition of the extracts influenced the mechanical parameters, showed significant variation in tensile strength (σ), elongation (ε) and modulus of elasticity (Y) as the extracts content increased, showing an additional plasticizer action offered by the polyphenolic components present in the extracts. This observation was reinforced by the decrease in Tp values (161.4 to 149.6 °C) of the main endothermic event in the DSC thermograms of the films. They also presented water vapor permeability values between 2.78 and 2.14 g mm kPa-1 h-1 m-2 that were not significantly influenced by the content of phenolic extracts. The content of the soluble mass of the films ranged from 14.5% to 33.8%, indicating an increase in the solubility of the material as the extracts content increased. The application of the coatings, from 0% to 20% of phenolic extracts in minimally processed mangoes, had a protective effect on ascorbic acid levels and maintained the rates of complex sugars in the mangoes, observed by the analysis of soluble solids content. The highest concentrations of extracts allowed significant changes in color parameters (L*C*h*) over the 10 days of storage. In general, coatings containing 5% and 10% presented as more viable options for application in the market due to the lower color variations and contribute to the maintenance of components indicative of the quality of the minimally processed mango samples when compared to the control sample.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/39134
metadata.dc.type: Dissertação
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