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Type: Tese
Title: Nanoemulsão de goma do cajueiro (Anacardium occidentale) e óleo essencial de manjericão-cravo (Ocimum gratissimum) na inibição de melanose e qualidade de camarão branco do pacifico (Litopenaeus vannamei)
Title in English: Nanoemulsion of cashew (Anacardium occidentale) and clove basil (Ocimum gratissimum) essential oil in the inhibition of melanosis and quality of white pacific shrimp (Litopenaeus vannamei)
Authors: Araujo, Thais Danyelle Santos
Advisor: Souza, Bartolomeu Warlene Silva de
Co-advisor: Silva, Durcilene Alves da
Keywords: Antioxidante;Antioxidant;Antibacteriano;Patógenos;Nanotecnologia;Anti-bacterial;Pathogens;Nanotechnology
Issue Date: 2021
Citation: ARAUJO, Thais Danyelle Santos. Nanoemulsão de goma do cajueiro (Anacardium occidentale) e óleo essencial de manjericão-cravo (Ocimum gratissimum) na inibição de melanose e qualidade de camarão branco do pacifico (Litopenaeus vannamei). 2021. 112 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Pesca) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021.
Abstract in Brazilian Portuguese: O camarão é um alimento com alto valor nutricional, consumido em diversas partes do mundo. Entretanto, apresenta rápida degradação com surgimento da melanose que leva a rejeição do produto e grandes perdas para a carnicultura. A nanotecnologia tem-se mostrado promissora para o desenvolvimento de carreadores de compostos naturais em alimentos. Diante disto, buscou-se o desenvolvimento de um sistema nanoestruturado utilizando compostos naturais para a inibição do surgimento da melanose e preservação da qualidade de camarões refrigerados. Neste estudo, nanoemulsões de óleo essencial (OE) de Ocimum gratissimum e goma do cajueiro (Anacardium occidentale) (GC) foram produzidas usando técnicas de baixa e alta energia. Os principais constituintes do OE foram determinados por Cromatografia e espectrometria de massas. O diâmetro hidrodinâmico, o índice de polidispersão, o potencial zeta e a eficiência de encapsulação (EE%) foram utilizados para a avaliação da estabilidade da nanoemulsão durante o armazenamento. A análise de rastreamento de nanopartículas (NTA) e Microscopia do Força Atômica (AFM) foram utilizados para a determinação da distribuição de tamanhos das micelas e análise morfológica das mesmas, respectivamente. Métodos computacionais de dinâmica molecular determinaram a interação entre os constituintes do sistema na formação da nanoemulsão. Determinou-se a Concentração Inibitória Mínima (CIM) e a Concentração Bactericida Mínima (CBM) para as espécies patogênicas Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Salmonella enterica. A AFM evidenciou a interação entre a nanoemulsão e a superfície celular de S. enterica. A atividade antioxidante foi avaliada contra os radicais ABTS e DPPH. O OE e a nanoemulsão com GC foram utilizados para manter o frescor e qualidade em Litopenaneus vannamei armazenados por 16 dias a 4 ± 0,5 ºC. Os parâmetros avaliados consistiram no aparecimento de melanose, crescimento de bactérias psicrotróficas, pH, Nitrogênio das Bases Voláteis Totais (N-BVT) e Substâncias Reativas ao Ácido Tiobarbitúrico (SRATB). O OE apresentou o eugenol e o eucaliptol como constituintes majoritários. As nanoemulsões apresentaram diâmetro médio de 108 - 180 nm e EE% de 88,81 - 94,19%. As nanoemulsões apresentaram melhores resultados de CIM e CBM em relação ao OE para S. aureus e E. coli, contudo, para a S. enterica somente a ação bactericida foi potencializada. A ação antioxidante das nanoemulsões também apresentaram melhores resultados em relação ao OE. Observou-se que é possível a utilização de método auto- emulsificação, capaz de manter o teor de OE estável no sistema, melhorando e preservando sua atividade antibacteriana e antioxidante. Os camarões tratados com a nanoemulsão apresentaram maior inibição da melanose do que os tratados com OE e sem tratamento (controle), o pH apresentou aumento gradativo e sem diferença (p >0,05) entre os tratamentos, a análise de bactérias psicrotróficas, N-BVT e SRATB, apresentaram melhores resultados para o OE e a nanoemulsão, não diferindo entre si (p >0,05), demonstrando que ambos podem atuar na prevenção da oxidação lipídica, melhorando os parâmetros físico-químicos e proporcionando maior vida útil em relação a camarões in natura sem tratamento. Portanto, a nanoemulsão apresenta-se promissora devido ao seu melhor desempenho contra bactérias patógenas vinculadas ao consumo de pescado, contribuindo para a segurança deste alimento.
Abstract: Shrimp is a food with high nutritional value, consumed in different parts of the world. However, it degrades rapidly with the emergence of melanosis, which leads to rejection of the product and great losses for meat production. Nanotechnology has shown promise for the development of carriers of natural compounds in foods. Therefore, we sought to develop a nanostructured system using natural compounds to inhibit the emergence of melanosis and preserve the quality of refrigerated shrimp. In this study, essential oil (EO) nanoemulsions from Ocimum gratissimum and cashew gum (Anacardium occidentale) (CG) were produced using low and high energy techniques. The main constituents of EO were determined by chromatography and mass spectrometry. The hydrodynamic diameter, polydispersion index, zeta potential and encapsulation efficiency (EE%) were used to evaluate the stability of the nanoemulsion during storage. Nanoparticle tracking analysis (NTA) and Atomic Force Microscopy (AFM) were used to determine the size distribution of micelles and their morphological analysis, respectively. Computational methods of molecular dynamics determined the interaction between the constituents of the system in the formation of the nanoemulsion. The Minimum Inhibitory Concentration (MIC) and the Minimum Bactericidal Concentration (MBC) were determined for the pathogenic species Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Salmonella enterica. AFM showed the interaction between the nanoemulsion and the cell surface of S. enterica. Antioxidant activity was evaluated against ABTS and DPPH radicals. EO and nanoemulsion with CG were used to maintain freshness and quality in Litopenaeus vannamei stored for 16 days at 4 ± 0.5 ºC. The parameters evaluated consisted of the appearance of melanosis, growth of psychrotrophic bacteria, pH, Total Volatile Base Nitrogen (T-BVN) and Thiobarbituric Acid Reactive Substances (TBARS). The EO presented eugenol and eucalyptol as major constituents. The nanoemulsions had an average diameter of 108 - 180 nm and EE% of 88.81 - 94.19%. Nanoemulsions showed better MIC and MBC results compared to EO for S. aureus and E. coli, however, for S. enterica only the bactericidal action was enhanced. The antioxidant action of nanoemulsions also showed better results compared to EO. It was observed that it is possible to use a self-emulsification method, capable of keeping the EO content stable in the system, improving and preserving its antibacterial and antioxidant activity. Shrimp treated with nanoemulsion showed greater inhibition of melanosis than those treated with EO and without treatment (control). The pH showed a gradual increase and no difference (p >0.05) between treatments. The analysis of psychrotrophic bacteria, T-BVN and TBARS, showed better results for EO and nanoemulsion, not differing from each other (p >0.05). This demonstrates that both can act to prevent lipid oxidation, improving physicochemical parameters and providing longer shelf life in relation to untreated shrimp. Therefore, the nanoemulsion is promising due to its better performance against pathogenic bacteria linked to fish consumption, contributing to the safety of this food.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/64097
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