Molecular encapsulation of Geranium robertianum and Rosmarinus officinalis bioactive compounds in dairy products

Autor: Monteiro, Ana Filipa Ferreira
Přispěvatelé: Cardoso, Susana Maria de Almeida, Braga, Susana Isabel Fonseca de Almeida Santos
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal
Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
instacron:RCAAP
Popis: A erva de São Roberto (Geranium robertianum) e o alecrim (Rosmarinus officinalis), plantas abundantes em Portugal, são ricas numa grande variedade de fitoquímicos, incluindo compostos fenólicos, conferindo-lhes elevado potencial para aplicações em diversas indústrias, particularmente na alimentar. Neste trabalho foram analisados os conteúdos totais de compostos fenólicos (CFT) e identificados os constituintes individuais em decocções aquosas e em extratos etanólicos (EtOH:H2O 65:35 v/v) de ambas as plantas. Em paralelo, as mesmas análises foram efetuadas em extratos aquosos purificados, obtidos por cromatografia de extração em fase sólida com cartuchos C18. De entre os extratos de G. robertianum, o aquoso purificado foi o que apresentou o maior teor de CFT: 457,9±7,96 mg EAG/g de extrato seco, exibindo uma concentração de ácido elágico de 116,9±4,6 mg/g; 5,08±0,24 mg de ácido 5-O-cafeoilquínico/g e 5,86±0,23mg de ácido gálico/g extrato seco. Por sua vez, o extrato etanólico de R. officinalis era rico em compostos de interesse como o ácido rosmarínico, carnosol e derivados de isorhamnetina (36,9±2,7, 27,9±1,38 e 5,86±0,69 mg/g extrato seco, respetivamente). Estes extratos foram escolhidos para complexação com ciclodextrina gama (γ-CD) com o objetivo de aumentar a solubilidade dos compostos bioativos de cada planta e averiguar se a inclusão confere efeito protetor sobre os mesmos. Os complexos de inclusão, γ-CD·EGR e γ-CD·ERO, foram preparados pelo método de codissolução seguido de liofilização, tendo sido caracterizados com recurso a espectroscopia de infravermelho (FTIR), difração de raios X de pós e análise termogravimétrica. Os resultados evidenciaram a natureza amorfa de γ-CD·EGR, enquanto o γ-CD·ERO se apresentou como uma nova fase microcristalina e indicadora de um complexo de inclusão com empacotamento em canal. O extrato aquoso purificado de G. robertianum e γ-CD·EGR foram utilizados para suplementação de um queijo fresco, numa concentração de 0,5% (m/m), enquanto o extrato etanólico de R. officinalis e γ-CD·ERO foram aplicados numa bebida comercial de kefir, também numa concentração de 0,5% (m/v). Em ambos os casos, os produtos lácteos enriquecidos exibiram elevada atividade antioxidante, medida pelo método de inibição do radical ABTS˙+, em comparação com as amostras não suplementadas (controlo). Este aumento foi mais evidente nas amostras suplementadas com γ-CD·EGR (1,823±0,048 mg EAA/g queijo fresco) e γ-CD·ERO (2,138±0,156 mg EAA/mL kefir) do que nas suplementadas apenas com extrato. Esta tendência foi também registada nos valores de CFT, sugerindo que a inclusão na γ-CD permitiu um aumento da solubilização dos compostos nas matrizes. A medição instrumental da cor pelo espectrómetro CM-2300d permitiu concluir que, a suplementação dos produtos lácteos com os extratos ou γ-CD·EGR/γ-CD·ERO, produz uma variação de cor superior a 5, que era facilmente visível a olho nu. As variações de pH foram, no geral, inferiores nas amostras suplementadas relativamente aos controlos. The São Roberto herb (Geranium robertianum) and rosemary (Rosmarinus officinalis), abundant plants in Portugal, are rich in a wide variety of phytochemicals, including phenolic compounds, displaying a high potential for industrial applications, particularly in the food industry. In this work, the total phenolic compounds (TPC) and the identification of individual constituents were determined in aqueous decoctions and in ethanolic extracts (EtOH:H2O 65:35 v/v) of the two plants. The same analyses were performed on purified aqueous extracts, obtain by solid phase extraction with C18 cartridges. The purified aqueous extract of G. robertianum had the highest TPC content: 457.9±7.96 mg GAE/g dry extract, showing an ellagic acid concentration of 116.9±4.6 mg/g; 5.08±0.24 mg/g of 5-O-caffeoylquinic acid and of 5.86±0.23 mg of gallic acid/g dry extract. In turn, the ethanolic extract of R. officinalis was rich in compounds of interest such as rosmarinic acid, carnosol and isorhamnetin derivatives (36.9±2.7, 27.9±1.38 and 5.86±0.69 mg/g dry extract, respectively). These extracts were further used as guest for inclusion into γ-CD, aiming at increasing the solubility of the bioactive components and at a possible protective effect by γ-CD. The inclusion complexes, γ-CD·EGR and γ-CD·ERO were prepared by codissolution followed by freeze-drying and were characterised by infrared spectroscopy (FTIR) techniques, powder X-ray diffraction and thermogravimetric analysis. The results demonstrated that the γ-CD·EGR had an amorphous nature, whereas that of γ-CD·ERO was microcrystalline and tallies well with the family of γ-CD complexes with structural organisation into channels. The purified aqueous extract of G. robertianum and γ-CD·EGR was used to supplement fresh cheese at 0.5% (w/w), while the ethanolic extract of R. officinalis and its γ-CD complex were applied in 0.5% (m/v) in a commercial kefir drink. The fortified matrices of fresh cheese and kefir exhibited higher antioxidant activities, as measured by the ABTS˙+ radical inhibition method, in regard to non-fortified samples. The increased antioxidant activity was more noticeable in the samples fortified with γ-CD·EGR (1.823±0.048 mg EAA/g fresh cheese) and γ-CD·ERO (2.138±0.156 mg EAA/mL kefir) than in those supplemented with extracts. This was confirmed by TPC quantification, demonstrating that the presence of γ-CD allowed for the increased solubilisation of the actives in the matrices. The instrumental measurement of color by CM-2300d spectrometer showed that the supplementation of dairy products with extracts or γ-CD·EGR/ γ-CD·ERO produced a color variation higher than five, which was easily visible at the naked eye. The pH variations were, in general, lower in the supplemented samples compared to the controls. Mestrado em Biotecnologia
Databáze: OpenAIRE
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