Encapsulation of bioactive compounds of beet byproducts in Ca(II)-alginate : antioxidant and microstructural properties, bioaccessibility for obtaining functional ingredients and their application in foods
| Autor: | Aguirre Calvo, Tatiana Rocío |
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| Přispěvatelé: | Santagapita, Patricio Román |
| Jazyk: | Spanish; Castilian |
| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Biblioteca Digital (UBA-FCEN) Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales instacron:UBA-FCEN |
| Popis: | El objetivo del presente trabajo de tesis fue estudiar la encapsulación de compuestos bioactivos, derivados de subproductos de remolacha, en cápsulas basadas en hidrogeles de Ca(II)-alginato evaluando su estabilidad en diferentes formulaciones y su bioaccesibilidad in vitro para la obtención de ingredientes y alimentos funcionales. Se generaron formulaciones de cápsulas de Ca(II)-alginato con diferentes excipientes (azúcares y biopolímeros) en la búsqueda de maximizar la retención y estabilidad, monitoreando los cambios microestructurales, para lo que se realizó una evaluación de los cambios moleculares y supramoleculares. La presencia de excipientes en los sistemas mostró un efecto positivo en la eficiencia de carga y cambios microestructurales. Además, la composición de los extractos de subproductos de remolacha modificó significativamente las características microestructurales ya que la presencia de cationes trivalentes en los mismos conduce a una pre-coordinación del alginato antes de la gelificación. A través de un diseño experimental se optimizó el porcentaje de alginato y calcio empleados teniendo en cuenta tanto los efectos funcionales como los microestructurales. Posteriormente, los estudios de digestión/fermentación in vitro permitieron evidenciar que la inclusión de excipientes mejora las características antioxidantes, maximizando además la liberación de compuestos en intestino. Adicionalmente, las cápsulas generadas revelan una producción significativa de ácidos grasos de cadena corta, que aportan propiedades y características funcionales al huésped. A nivel microestructural, se comprobó que las cápsulas Ca(II)-alginato cambiaron ligeramente en fluido oral y gástrico, pero su estructura fue disuelta parcialmente en el fluido intestinal, donde ocurre la absorción de los biocompuestos. Entre los excipientes utilizados, la inclusión de sacarosa y goma guar logra dos criterios específicos: (1) aumentar las propiedades funcionales de las cápsulas generadas y (2) modular los cambios microestructurales formando estructuras más estables. A partir de estos resultados, se diseñaron dos alimentos (galletitas y delicias turcas) conteniendo cápsulas, en los que se evaluaron las características sensoriales y de bioaccesibilidad in vitro. Los resultados muestran que los alimentos no resultaron menos atractivos para su consumo, sin mostrar penalidades a nivel sensorial. Asimismo, se estudiaron distintas propiedades de aceptación de las cápsulas como alimento per se debido a las ventajas mostradas en los estudios de bioaccesibilidad, evidenciando ciertas preferencias por aquellas con el extracto de tallo. Estos resultados conducen a generar sistemas mejorados de Ca(II)-alginato con propiedades funcionales prometedoras para el desarrollo de ingredientes y alimentos funcionales. The aim of this thesis was to study the encapsulation of bioactive compounds, derived from beet by-products, in beads based on Ca(II)-alginate hydrogels, evaluating their stability in different formulations and their bioaccessibility in vitro for obtaining functional ingredients and foods. Ca(II)-alginate beads were formulated containing different excipients (sugars and biopolymers) to maximize retention and stability, monitoring microstructural changes, for which an evaluation of the molecular and supramolecular changes was carried out. The presence of excipients in the systems showed a positive effect in the loading efficiency and microstructural changes. Besides, the composition of the extracts significantly modified the microstructural characteristics since the presence of trivalent cations in them, leads to a pre-coordination of alginate before gelation. Through an experimental design, the percentage of alginate and calcium used was optimized considering both functional and microstructural effects. Subsequently, in vitro digestion/fermentation studies showed that the inclusion of excipients improves antioxidant characteristics, also maximizing the release of compounds in the intestine. Additionally, the generated beads reveal a significant production of short-chain fatty acids, which provide properties and functional characteristics to the host. At microstructural level, it was proved that the Ca(II)-alginate beads changed slightly in the oral and gastric fluids, but their structure was partially dissolved in the intestinal fluid, where the absorption occurs. Among the excipients used, the inclusion of sucrose and guar gum achieves two specific criteria: (1) to increase the functional properties of the beads and (2) to modulate the microstructural changes generating more stable structures. From these results, two foods (cookies and Turkish delights) containing beads were designed, in which sensory and in vitro bioaccessibility characteristics were evaluated. The results show that the foods were not less attractive for consumption, without showing any penalties at the sensory level. Likewise, different acceptance properties of the beads as food per se were studied due to the advantages shown in the bioaccessibility studies, presenting certain preferences for those with the stem extract. These results lead to the generation of improved Ca(II)-alginate systems with promising functional properties for the development of functional ingredients and foods. Fil: Aguirre Calvo, Tatiana Rocío. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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