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Title in Portuguese: Liofilização de extrato fenólico do coproduto do processamento do pedúnculo do caju.
Title: Freeze-drying of phenolic extract from casheew apple co-products
Author: Lima, Antonia Carlota de Souza
Advisor(s): Oliveira, Luciana de Siqueira
Co-advisor(s): Eça, Kaliana Sitonio
Keywords: Compostos bioativos
UPLC
Microscopia Eletrônica de Varredura
Bioacessibilidade
Fruto tropical
Anacardium occidentale
Issue Date: 2019
Citation: LIMA, Antonia Carlota de Souza. Liofilização de extrato fenólico do coproduto do processamento do pedúnculo do caju. 2019. 64 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.
Abstract in Portuguese: O caju (Anacardium occidentalle L.) é uma fruta tropical cujo pedúnculo apresenta elevado conteúdo de compostos bioativos associados a benefícios à saúde. Entretanto, a principal forma de aproveitamento dele é pela indústria de sucos e polpas, gerando grande quantidades de coproduto, que é utilizado principalmente para compor ração animal. Por possuir compostos fenólicos em sua composição, o Coproduto do processamento do Pedúnculo do Caju (CPC) é um material promissor para a indústria, tendo em vista estes compostos que são extremamente sensíveis a ambientes oxidantes. Dessa forma, faz-se necessária a utilização de tecnologias para preservá-los possibilitando sua aplicação. O objetivo do estudo foi obter e caracterizar quanto aos parâmetros físicos, químicos e físico-químicos os extratos fenólicos do CPC e avaliar a utilização do processo de liofilização na preservação da capacidade antioxidante através de análise de bioacessibilidade in vitro. Extraiu-se os compostos fenólicos através de solução hidroalcoólica e banho ultrassônico à partir do CPC seco. Após a obtenção do extrato, identificou-se os compostos do extrato através de Cromatografia Líquida de Ultra Performance UPLC-QTOF-MS. O extrato foi liofilizado utilizando Maltodextrina (MD), Goma Arábica (GA) e sua mistura (MD) como agentes carreadores. Os extratos antes e depois da liofilização foram avaliados quanto a retenção de compostos fenólicos (CF) e sua atividade antioxidantes (ABTS e FRAP). Nos liofilizados fez-se a caracterização física (solubilidade, higroscopicidade, atividade de água (Aw) e umidade), morfologia (MEV) e cristalinidade (DRX). E por ultimo, fez-se a bioacessibilidade do conteúdo de CF e AA nos extratos não liofilizado e liofilizados. Os resultados demonstraram que o processo de extração contribuiu para o aumento do conteúdo de CF (variando de 243,32 ± 14,2 no pedúnculo seco para 376,25 ±12,3 mg GAE/100 g no extrato em base seca) e AA (12,01 ± 1,5 no pedúnculo seco para 70,35 ± 2,01 µM Trolox/ g no extrato em base seca). Identificou-se no extrato não liofilizado, os compostos quercetina, ácido gálico e mirecetina, além de seus glicosídeos e derivados, os quais podem ter contribuído com a elevada AA, além de comprovar a presença de importantes fitoquímicos para a saúde no SPC. A utilização dos agentes carreadores possibilitou a proteção dos CF presentes no extrato, apesar de observar-se uma diminuição significativa destes compostos nos extratos liofilizados (variando de 376,25 ±12,3 mg GAE/100 g de base seca no extrato não liofilizado para 227,45 ± 4,7 mg GAE/100 g de matéria seca para MD). Porém a quantidade de CF nas amostras liofilizadas não diferiram, verificando que os dois tipos de agentes carreadores utilizados ocasionaram igual retenção destes polifenóis. Já os resultados de AA mostraram que os maiores valores (178,03 ± 2,5 e 168,12 ± 3,7 µM Fe2SO4/ g de matéria seca para MD e MG, respectivamente) pelo método de FRAP foram das amostras com maltodextrina na formulação. Os pós apresentaram alta solubilidade (> 60%), baixa umidade (< 8%), baixa Aw e Higroscopicidade (< 4%), características desejáveis a produtos secos. Quanto a morfologia, verificou-se aspecto de serragem ou vidro quebrado para os extratos liofilizados, característico do processo de liofilização, além de estrutura predominantemente amorfa. Nos resultados da bioacessibilidade dos compostos fenólicos (em torno de 30%) e da AA (abaixo de 10%) após a digestão, comprovou-se efeito protetor dos agentes carreadores, uma vez que observou-se alta redução destes compostos no extrato não liofilizado. Logo, a utilização de agentes carreadores associados à liofilização para a proteção do extrato fenólicos de CPC torna possível sugerir o aproveitamento destes compostos pela indústria nutracêutica ou alimentar, podendo ser utilizado como um aditivo no alimento de forma a prolongar a vida útil de produtos, como os embutidos, pois apresenta alta atividade antioxidante.
Abstract: Cashew (Anacardium occidentalle L.) is a tropical fruit whose peduncle has high content of bioactive compounds associated with health benefits. However, the main way of using it is by the juice and pulp industry, generating large quantities of co-product, which is mainly used to make animal feed. Because it possesses phenolic compounds in its composition, the Cashew Peduncle Coproduct (CPC) is a promising material for the industry, considering these compounds that are extremely sensitive to oxidizing environments. In this way, it is necessary to use technologies to preserve them, allowing their application. The objective of the study was to obtain and characterize the physical, chemical and physicochemical parameters of the CPC phenolic extracts and to evaluate the use of the lyophilization process in the preservation of the antioxidant capacity through in vitro bioaccessibility analysis. The phenolic compounds were extracted by hydroalcoholic solution and ultrasonic bath from dry CPC. After obtaining the extract, the extract compounds were identified by UPLC-QTOF-MS Ultra Performance Liquid Chromatography. The extract was lyophilized using Maltodextrin (MD), Gum arabic (GA) and its blend (MD) as carrier agents. The extracts before and after lyophilization were evaluated for retention of phenolic compounds (CF) and their antioxidant activity (ABTS and FRAP). In the lyophilizates the physical characterization (solubility, hygroscopicity, water activity (Aw) and humidity), morphology (SEM) and crystallinity (XRD) were made. Finally, the bioaccessibility of the CF and AA contents was made in the non-lyophilized and lyophilized extracts. The results showed that the extraction process contributed to the increase of CF content (ranging from 243.32 ± 14.2 in dry stalk to 376.25 ± 12.3 mg GAE / 100 g in dry extract) and AA (12.01 ± 1.5 in the dry peduncle for 70.35 ± 2.01 μM Trolox / g in the dry basis extract). Non-lyophilized extract, quercetin, gallic acid and mirecetin, as well as its glycosides and derivatives, which may have contributed to the high AA, were also identified, as well as the presence of important phytochemicals for health in SPC. The use of the carrier agents allowed protection of the CF present in the extract, although a significant decrease of these compounds in lyophilized extracts was observed (ranging from 376.25 ± 12.3 mg GAE / 100 g dry base in the non-lyophilized extract to 227.45 ± 4.7 mg GAE / 100 g dry matter for MD). However, the amount of CF in the lyophilized samples did not differ, verifying that the two types of carrier agents used resulted in the same retention of these polyphenols. The results of AA showed that the highest values (178,03 ± 2,5 and 168,12 ± 3,7 μM Fe2SO4 / g of dry matter for MD and MG, respectively) by the FRAP method were of the samples with maltodextrin in the formulation. The powders presented high solubility (> 60%), low humidity (<8%), low Aw and hygroscopicity (<4%), desirable characteristics for dry products. As for the morphology, sawdust or broken glass was observed for lyophilized extracts, characteristic of the lyophilization process, besides a predominantly amorphous structure. The bioactivity of phenolic compounds (around 30%) and AA (below 10%) after digestion resulted in a protective effect of carrier agents, since a high reduction of these compounds was observed in the non-lyophilized extract . Therefore, the use of carrier agents associated with lyophilization for the protection of CPC phenolic extract makes it possible to suggest the use of these compounds by the nutraceutical or food industry and can be used as an additive in the food in order to prolong the useful life of products, such as because it has high antioxidant activity
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/46923
metadata.dc.type: Dissertação
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