Extração e encapsulação por coacervação complexa das proantocianidinas da canela (Cinnamomum zeylanicum Blume)

Autor: Volnei Brito de Souza
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPUniversidade de São PauloUSP.
Druh dokumentu: Doctoral Thesis
Popis: As proantocianidinas da canela são compostos fenólicos responsáveis por diversos efeitos benéficos à saúde atribuídos a essa planta. No entanto, para usufruir desses efeitos, seria necessário consumir grande quantidade da especiaria, que apresenta algumas características sensoriais indesejáveis, como sabor forte e também causam sensação de adstringência. Pensando em resolver esses problemas, o presente trabalho teve como objetivo a obtenção do extrato de canela rico em proantocianidinas, sua encapsulação pela técnica de coacervação complexa e aplicação em sorvete. Inicialmente foram otimizadas as condições de processo para a obtenção do extrato com o maior teor de proantocianidinas. Utilizando-se canela em casca triturada, etanol 50% e variando-se condições de temperatura, razão sólido:solvente e tempo, as condições foram otimizadas em: temperatura (60 °C), razão sólido:solvente (1:7,5) e tempo de extração (30 min). Os principais compostos presentes nesse extrato foram isolados em sistema de CLAE e identificados como sendo uma mistura de proantocianidinas com graus de polimerização de 2-4, ácido cinâmico e cinamaldeído. A capacidade antioxidante dessas frações também foi determinada mostrando que as proantocianidinas são as que mais contribuem para esse potencial. O extrato foi seco por atomização e liofilização sendo avaliadas as seguintes propriedades: capacidade antioxidante, atividade inibidora da α-amilase e α-glicosidase e atividade antimicrobiana. Os extratos secos, principalmente o atomizado, apresentaram alta capacidade antioxidante e alto potencial de inibir as enzimas digestivas, porém perderam a capacidade antimicrobiana em relação ao extrato líquido. O extrato atomizado foi encapsulado pela técnica de coacervação complexa utilizando gelatina como polímero anfótero e diferentes polissacarídeos (goma arábica, pectina, goma de cajueiro, carboximetilcelulose e κ-carragena) como polímeros aniônicos. As micropartículas foram caracterizadas em relação a: teor de umidade, atividade de água, higroscopicidade, solubilidade, morfologia, tamanho e distribuição. Houve diferença entre as amostras em todos esses parâmetros avaliados. Foram estudados os espectros de infravermelho dos ingredientes e das partículas obtidas por coacervação, onde foi observada claramente a interação entre a proteína e o polissacarídeo na formação das partículas. As micropartículas foram submetidas a condições de stress em meios aquosos e se mostraram resistentes em diversos valores de pH, temperatura, concentração de sal e sacarose. Durante a estocagem as partículas perderam parte dos fenólicos e proantocianidinas totais e a amostra produzida com gelatina/κ-carragena, foi a que mais preservou esses compostos. Essa amostra também mostrou potencial para ser utilizada como sistema para liberação controlada de compostos fenólicos no intestino. A análise sensorial das amostras de extrato livre e encapsulado comprovou que o processo de encapsulação foi eficiente em mascarar o sabor forte e a sensação de adstringência do extrato de canela. As amostras do extrato de canela encapsulado, aplicadas em sorvete, obtiveram maior aceitação global, foram melhor avaliadas quanto ao sabor e também apresentaram maior intenção de compra pelos provadores em comparação à amostra de sorvete contendo o extrato livre.
Proanthocyanidins from cinnamon are phenolic compounds responsible for many beneficial health effects attributed to this plant. However, to take advantage of these effects, it would be necessary to consume large amount of the spice, which presents some undesirable sensory characteristics such as strong flavor and also cause sensation of astringency. Thinking of solving these problems, this study aimed to obtain a cinnamon extract rich in proanthocyanidins, its encapsulation by complex coacervation technique and application in ice cream. Initially, the conditions were optimized to obtain the extract with higher proanthocyanidins content. Using crushed cinnamon bark, 50% ethanol and varying temperature, solid to solvent ratio and time, the conditions were optimized in: temperature (60 °C) solid:solvente ratio (1:7.5), and time extraction (30 min). The main compound present in this extract were isolated on an HPLC system and identified as a mixture of proanthocyanidins with degrees of polymerisation of 2-4, cinnamaldehyde and cinnamic acid. The antioxidant capacity of these fractions was also determined showing that the proanthocyanidins are the main responsible for this potential. The extract was spray-dried and freeze-dried being evaluated the following properties: antioxidant capacity, inhibition of α-amylase and α-glucosidase and antimicrobial activity. Dried extracts, particularly the atomized one, showed high antioxidant capacity and high potential to inhibit digestive enzymes, but lost antimicrobial capacity in relation to the liquid extract. The atomized extract was encapsulated by the complex coacervation technique using gelatin as a amphoteric polymer and different polysaccharides (gum arabic, pectin, cashew gum, carboxymethylcellulose and κ-carrageenan) as the anionic polymers. The microparticles were characterized in relation to: moisture content, water activity, hygroscopicity, solubility, morphology, size and distribution. There were differences between the samples in all of these parameters evaluated. Were studied the infrared spectra of ingredients and particles obtained by coacervation, where it was clearly observed interaction between the protein and the polysaccharide in particle formation. The microparticles were submitted to stress conditions in aqueous media and were resistant to various pH values, temperature, salt concentration and sucrose. During storage, the particles have lost part of phenolics and total proanthocyanidins, and in the sample produced with gelatin/κ-carrageenan, these compounds were more preserved. This sample also showed potential to be used as a system for controlled release of phenolic compounds in the intestine. Sensory analysis of free and encapsulated extract samples proved that the encapsulation process was effective at masking the strong taste and the sensation of astringency of the cinnamon extract. Samples of the encapsulated cinnamon extract, added in ice cream, obtained a greater global acceptance, were further evaluated for flavor and also had a higher purchase intent by the consumers compared to the ice cream containing free extract.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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