Polifenóis da casca da jabuticaba (Plinia spp.) microencapsulados por spray drying e incorporados em bebida láctea: aspectos físico-químicos, estabilidade, bioacessibilidade e resposta glicêmica
| dc.contributor.advisor1 | Silva, Pollyanna Ibrahim | |
| dc.contributor.advisor1ID | https://orcid.org/0000-0003-1888-4492 | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6283133658049374 | |
| dc.contributor.author | Coelho, Vinicius Serafim | |
| dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0000000207169787 | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/9948609561276219 | |
| dc.contributor.referee1 | Bertoldi, Michele Corrêa | |
| dc.contributor.referee1ID | https://orcid.org/0000-0002-0155-5820 | |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0808513664215535 | |
| dc.contributor.referee2 | Saraiva, Sérgio Henriques | |
| dc.contributor.referee2ID | https://orcid.org/0000-0003-0158-9155 | |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/9205382075072561 | |
| dc.contributor.referee3 | Grancieri, Mariana | |
| dc.contributor.referee3ID | https://orcid.org/0000-0001-8888-5496 | |
| dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/6646062052507980 | |
| dc.date.accessioned | 2024-05-30T01:42:24Z | |
| dc.date.available | 2024-05-30T01:42:24Z | |
| dc.date.issued | 2023-06-01 | |
| dc.description.abstract | The jabuticaba peel (Plinia spp.) is a significant source of polyphenols, such as anthocyanins. However, it is commonly discarded as a byproduct, representing approximately 30% of the fruit. Due to its considerable content of these antioxidant phytochemicals, its utilization in the food industry could be a promising alternative, enhancing the nutritional aspects of products. In this context, the objective of this study was to microencapsulate jabuticaba peel extracts (EJB) using spray drying with maltodextrin (MD) and gum arabic (GA) as carrier agents. The microencapsulated powders, maltodextrin powder (PMD), and gum arabic powder (PGA), were characterized for moisture content, solubility, hygroscopicity, calorimetry, microstructure (SEM), thermal properties, crystallinity, phenolic and anthocyanin content, antioxidant capacity (ABTS, DPPH, and FRAP), and encapsulation efficiency (EE%). The powders (PMD and PGA) and the concentrated extract (EJB) were also incorporated into model dairy beverage systems, and their stability was evaluated during 28 days of storage in terms of pH, acidity, calorimetry, phenolic and anthocyanin content, and antioxidant capacity. The beverages were also subjected to in vitro gastrointestinal simulation (SGI) to assess their bioaccessibility, and their postprandial glycemic response was evaluated in healthy individuals. PMD had the lowest moisture content (4.22 ± 0.03). The hygroscopicity (18.08 ± 0.29 and 19.32 ± 1.16%) and solubility (92.71 ± 1.20 and 91.57 ± 0.69%) of PMD and PGA, respectively, were statistically similar (p>0.05). PMD had the highest a* color parameter value (54.20 ± 0.03), and PGA had the lowest ∆E values (2.87 ± 0.74), indicating that the original color of the pigments was preserved even after spray drying. PGA showed partially smooth surfaces, highlighting it as a good carrier agent, providing greater protection to the core material against potential degradation sources. The polyphenols exhibited higher thermal resistance (>200°C) and lower mass loss after microencapsulation compared to the extract without carrier agents. Both powders exhibited semicrystalline structures, indicating that the materials are potentially more resistant to storage. Regarding the chemical aspects, PGA had the highest total phenolic content (232.63 ± 9.04 mg GAE.100 g-1 ), while the total anthocyanin content was statistically similar (p>0.05) between PMD (53.85 ± 1.84 mg cy-3-glu.100 g-1 ) and PGA (50.20 ± 2.50 mg cy-3-glu.100 g-1 ). The highest ABTS (33.21 ± 1.68 μmol Trolox.g -1 ), DPPH (25.71 ± 0.25 μmol Trolox.g -1 ), and FRAP (86.69 ± 4.40 μmol ferrous sulfate/g-1 ) antioxidant capacities were obtained for PGA. The encapsulation efficiency for PMD was higher in terms of total phenolic content (82.64 ± 0.34%) and for total anthocyanin content, PMD (61.71 ± 0.81%) and PGA (64.39 ± 0.79%), with no significant difference (p>0.05). The dairy beverage with PGA had the lowest pH value (3.91 ± 0.02), and the highest acidity (1.33 ± 0.02). Both parameters remained stable throughout the storage period for all treatments. Regarding color, the beverage incorporated with PMD had the highest values of the a* parameter, but all treatments showed a significant reduction (p<0.05) during the 28 days of storage, mainly due to the degradation of anthocyanins, confirmed by the analysis of the kinetics and half-life of these compounds. The beverage incorporated with PGA had the longest half-life for anthocyanins (49.86 days), indicating that gum arabic promoted the greatest preservation of these pigments. The highest total phenolic content was obtained for the dairy beverages incorporated with PMD (105.33 ± 4.51 mg GAE.100 g-1 ), as well as the highest FRAP antioxidant activity (1661.68 ± 159.58 μmol ferrous sulfate/g-1 ). The dairy beverage incorporated with PGA had the highest ABTS antioxidant capacity (533.78 ± 144 μmol Trolox.100g-1 ). The DPPH antioxidant activity between the beverages incorporated with PMD and PGA was similar (p>0.05), being (2119.46 ± 344.09 and 2144.07 ± 963.70 μmol Trolox/100g-1 ), respectively. The total phenolic content and antioxidant potential remained stable for all treatments throughout the 28 days of storage. The in vitro gastrointestinal simulation (SGI) promoted a higher recovery of bioactives, possibly due to the breakage of the polyphenol-protein association by proteolytic enzymes, which may increase the bioavailability of polyphenols. The highest values of total phenolics after digestion were obtained for the beverages incorporated with PMD and EJB (283.47 ± 10.05 and 315.38 ± 7.61 mg GAE.100 g-1 ), respectively, considered statistically similar (p>0.05). The same applies to the values of total anthocyanins between the two treatments (31.72 ± 1.13 and 34.38 ± 0.10 mg cy-3-glu.100g-1 ). The lowest incremental glucose area under the curve (iAUC) was obtained for the beverages incorporated with PGA and EJB, reinforcing the importance of bioactives in reducing glycemia. In conclusion, both microencapsulated powders and the jabuticaba extract are good alternatives to increase the consumption of polyphenols in the diet, with considerable antioxidant potential, good stability, and a reduction in the glycemic response of food products, thus adding functionality to the incorporated product. | |
| dc.description.resumo | A casca da jabuticaba (Plinia spp.) apresenta-se considerável fonte de polifenóis, como as antocianinas, entretanto é comumente descartada como biorresíduo, representando cerca de 30% do fruto. Por apresentar uma considerável fonte desses fitoquímicos, de natureza antioxidante, sua utilização na indústria de alimentos pode ser uma alternativa promissora, elevando os aspectos nutricionais dos produtos. Neste contexto, o objetivo do trabalho foi microencapsular por spray drying, extratos obtidos da casca de jabuticaba (EJB, utilizando a maltodextrina (MD) e a goma arábica (GA) como agentes carreadores. Os pós microencapsulados de maltodextrina (PMD) e goma arábica (PGA), foram caracterizados quanto a umidade, solubilidade, higroscopicidade, calorimetria, microestrutura (SEM), propriedades térmicas, cristalinidade, teor de compostos fenólicos e antocianinas, capacidade antioxidante (ABTS, DPPH e FRAP) e eficiência de encapsulamento (EE%). Os pós (PMD e PGA, respectivamente) e o extrato concentrado (EJB), também foram incorporados em sistemas-modelo de bebida láctea, e a estabilidade foi avaliada durante 28 dias de armazenamento, quanto ao pH e acidez, calorimetria, teor de fenólicos e antocianinas e capacidade antioxidante. As bebidas também foram submetidas ao ensaio da bioacessibilidade, por simulação gastrointestinal in vitro (SGI) e foi avaliada sua resposta glicêmica pós-prandial em indivíduos saudáveis. Os PMD obtiveram a menor umidade (4,22 ± 0,03). Para PMD e PGA, respectivamente, a higroscopicidade (18,08 ± 0,29 e 19,32 ± 1,16%) e solubilidade (92,71 ± 1,20 e 91,57 ± 0,69%), foram iguais estatisticamente (p>0,05). PMD obteve o maior valor do parâmetro de cor a* (54,20 ± 0,03), e PGA, os menores valores de ∆𝐸 (2,87± 0,74), indicando que a cor original dos pigmentos, foi conservada mesmo após a secagem por spray dryer. Os PGA apresentaram superfícies parcialmente lisas destacando-se como bom agente carreador, oferecendo maior proteção ao material de núcleo, contra potenciais fontes de degradação. Os polifenóis adquiriram maior resistência térmica (>200°C) e menor perda de massa após a microencapsulação em comparação ao extrato ausente de agentes carreadores. Ambos os pós se caracterizam como estruturas semicristalinas, indicando que os materiais são potencialmente mais resistentes ao armazenamento. Em relação aos aspectos químicos, PGA, obteve o maior conteúdo de fenólicos totais (232,63 ± 9,04 mg AGE.100 g-1 ), porem o conteúdo de antocianinas totais, foram iguais (p>0,05) entre PMD (53,85 ± 1,84 mg cy-3-gli.100 g-1 ) e PGA (50,20 ± 2,50 mg cy-3-gli.100 g-1 , respectivamente. A maior capacidade antioxidante ABTS (33,21 ± 1,68 μmol Trolox.g-1 ), DPPH (25,71 ± 0,25 μmol Trolox.g-1 ) e FRAP (86,69 ± 4,40 μmol sulfato ferroso/g-1 ) foram obtidas para PGA. A eficiência de encapsulamento para os PMD foi superior quanto ao conteúdo de fenólicos totais (82,64± 0,34%) e para antocianinas totais, PMD (61,71 ± 0,81%) e PGA (64,39 ± 0,79%), não houve diferença (p>0,05). A bebida láctea que obteve o menor valor de pH foi, PGA (3,91 ± 0,02), e a maior acidez (1,33 ± 0,02), ambos os parâmetros foram estáveis ao longo do armazenamento para todos os tratamentos. Para a cor, a bebida incorporada com PMD, obteve os maiores valores do parâmetro a*, entretanto todos os tratamentos obtiveram a redução significativa (p<0,05), durante os 28 dias de armazenamento, atribuído principalmente, a degradação das antocianinas, confirmadas pela análise da cinética e tempo de meia vida desses compostos. A bebida incorporada dos PGA, obteve o maior tempo de meia vida das antocianinas (49,86 dias), indicando que a goma arábica promoveu a maior conservação desses pigmentos. O maior conteúdo de fenólicos totais, foram obtidos para as bebidas lácteas incorporadas de PMD (105,33 ± 4,51 mg AGE.100 g-1 ), assim como a maior atividade antioxidante FRAP (1661,68 ± 159,58 μmol sulfato ferroso/g-1 . A maior capacidade antioxidante ABTS foi da bebida láctea incorporada com PGA (533,78 ± 144 μmol Trolox.100g-1 ). A atividade antioxidante DPPH entre as bebidas incorporados com PMD e PGA, foram iguais (p>0,05), sendo (2119,46 ± 344,09 e 2144,07 ± 963,70 μmol Trolox/100g-1 ), respectivamente. Os fenólicos totais e o potencial antioxidante foi estável para todos os tratamentos ao longo de 28 dias de armazenamento. A SGI promoveu uma maior recuperação dos bioativos, possivelmente devido quebra pelas enzimas proteolíticas, da associação polifenol-proteína, podendo aumentar a biodisponibilidade dos polifenóis. Os maiores valores de polifenóis totais, após a digestão, foram obtidos para as bebidas incorporadas de PMD e EJB (283,47± 10,05 e 315,38 ± 7,61 mg AGE.100 g-1 ), respectivamente, consideradas iguais (p>0,05). Assim também, como os valores de antocianinas totais entre os dois tratamentos (31,72 ± 1,13 e 34,38 ± 0,10 mg. cy-3-gli.100g-1 ). As menores áreas sub a curva da glicose incremental (iAUC) foram obtidas para as bebidas incorporadas de PGA e EJB, reforçando a importância dos bioativos na redução da glicemia. Conclui-se que, tanto os microencapsulados quanto o extrato da jabuticaba, são boas alternativas para elevar o consumo de polifenóis na alimentação, com considerável potencial antioxidante, boa estabilidade e diminuindo a resposta glicêmica de produtos alimentícios, podendo agregar na funcionalidade ao produto incorporado. | |
| dc.description.sponsorship | Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.format | Text | |
| dc.identifier.uri | https://dspace5.ufes.br/handle/10/17109 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal do Espírito Santo | |
| dc.publisher.country | BR | |
| dc.publisher.course | Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos | |
| dc.publisher.department | Centro de Ciências Agrárias e Engenharias | |
| dc.publisher.initials | UFES | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos | |
| dc.rights | open access | |
| dc.subject | Antioxidante | |
| dc.subject | Colorimetria | |
| dc.subject | Antocianinas | |
| dc.subject | Lácteos | |
| dc.subject | Resposta glicêmica | |
| dc.subject.br-rjbn | subject.br-rjbn | |
| dc.subject.cnpq | Ciência e Tecnologia de Alimentos | |
| dc.title | Polifenóis da casca da jabuticaba (Plinia spp.) microencapsulados por spray drying e incorporados em bebida láctea: aspectos físico-químicos, estabilidade, bioacessibilidade e resposta glicêmica | |
| dc.title.alternative | title.alternative | |
| dc.type | masterThesis |
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