Produção de microcápsulas de norbixina por spray-drying : avaliação da estabilidade e aplicação em bebidas isotônicas como corante natural

A cor dos alimentos é um dos principais fatores que influenciam na preferência dos consumidores. Os corantes naturais além da coloração podem oferecer benefícios à saúde humana. A norbixina é um carotenoide que pode ser produzido a partir da saponificação de bixina presente nas sementes de urucum. Tal composto apresenta propriedades funcionais que estão relacionadas a promoção de uma vida saudável, pois atua como protetor celular, é comumente usado como corante natural em produtos processados, entretanto, sua estrutura química torna-o susceptível à degradação por fatores ambientais como oxigênio, luz e alta temperatura. A microencapsulação é uma alternativa para melhorar a estabilidade e solubilidade deste carotenoide. Neste trabalho foram encapsulados cristais de norbixina com 100% de pureza (comprimento de onda de 453 nm) usando a técnica de secagem por atomização (spray drying). Foram utilizados goma arábica (GA) e maltodextrina (MD) em diferentes proporções como materiais de parede. As diferentes formulações (MD:GA 100:0; 85:15; 65:35; 50:50; 35:65; 15:85; 0:100) foram preparadas com a mesma quantidade de núcleo (norbixina) e percentual de sólidos solúveis totais. A formulação com 100% GA mostrou a maior eficiência de microencapsulamento (74,91% - 226,40 μg/g) e foi avaliada a sua atividade antioxidante da pelo método ABTS (77,77 ± 0,59 μmol TE/g microcápsula), verificou-se que a norbixina mantem a sua atividade antioxidante depois do processo de microencapsulamento O estudo de estabilidade das microcápsulas de norbixina (MCN) foi conduzido em sistema modelo aquoso a temperaturas de 60, 90 e 98°C por 300 min. A cinética de degradação seguiu uma reação de primeira-ordem. A energia de ativação (Ea) requerida para degradação foi de 15,08 kcal/mol, o dobro da Ea requerida para a norbixina livre. As MCN mostraram uma alta estabilidade térmica. Finalmente, as MCN foram aplicadas em bebidas isotônicas sabor tangerina. Utilizando os parâmetros de cor do sistema CIELab foi possível obter a coloração laranja com uma baixa concentração de norbixina (2,86 ± 0,02 μg norbixina/mL). A bebida isotônica (BIT) adicionada de MCN mostrou estabilidade sob condições aceleradas de armazenamento (luz e aquecimento), pois os resultados indicaram um maior tempo de vida média (29,71 dias) em comparação com a BIT adicionada de norbixina não encapsulada (6,56 horas). De acordo com essa pesquisa, os dados obtidos indicaram a potencialidade da utilização da microencapsulação para aumentar a estabilidade da norbixina e assim obter um corante natural com efetiva aplicação em matrizes modelo aquoso (bebidas).Color is one of the main attributes in processed food that influences their preference and acceptance directly from consumers. Besides, of their ability of coloration, the natural dyes can offer benefits in human health. The norbixin is a carotenoid that can be produced from saponification of bixin present in annatto seeds. This compound shows functional properties that are related to the promotion of a healthy life, since it acts as cellular protectors, and is commonly used as a natural dye in processed food, however, its chemical structure makes it susceptible to degradation by environmental factors such as light, oxygen, and high temperature. Microencapsulation is used to improve the stability and solubility of the carotenoid. In this study, were encapsulated crystals of norbixin with 100% of purity (wavelength of 453 nm) by spray drying. Gum arabic and maltodextrin were used in different proportions as wall materials. The different formulations (MD:GA 100:0; 85:15; 65:35; 50:50; 35:65; 15:85; 0:100) were prepared with the same quantity of core (norbixin) and total solids soluble percentage. The formulation with 100% of arabic gum shows a high microencapsulation efficiency (74.91% - 226.40 μg/g of microcapsules) and was evaluated it antioxidant activity with ABTS assay (77.77 ± 0.59 μmol TE/g microcapsules), was verified that norbixin keep its antioxidant activity after microencapsulation process The stability study of norbixin microcapsules (MCN) was carried out in aqueous model system at temperatures of 60, 90 and 98°C for 300 min. Thermal degradation kinetics in aqueous model systems followed a first order kinetic reaction. The activation energy (Ea) required for degradation was Ea = 15.08 kcal/mol, double than required for free norbixin. MCN showed a high thermal stability with longer shelf life. Finally, the MCN were applied in isotonic tangerine soft drinks without exceeding the use of food additives regulations. Based on the parameter of CIELab system was possible to get an orange tonality by using a lower concentration of norbixin (2.86 ± 0.02 μg norbixin/mL). The isotonic beverage (BIT) added of MCN shows a stability during storage on accelerated conditions (heat and light) since the results indicated a high half-life time (29.71 days) when was compared with an BIT added of norbixin non-encapsulated (6.56 hours). According to this research, the results obtained showed the potential of the use of microencapsulation to increase the stability of norbixin, thus obtaining a natural dye with an effective application in aqueous matrix, mainly in beverages

Filmes biodegradáveis de alginato de sódio, pla e pva incorporados de compostos antioxidantes e antimicrobianos

A poluição ambiental causada por materiais de embalagens plásticas não biodegradáveis e sintéticos aumentaram o interesse em polímeros biodegradáveis. Da produção mundial de plástico, quase 40% é destinada para embalagem como uso final, sendo que a maioria são descartáveis e não existe um adequado processo de reciclagem, gerando negativos impactos ambientais no planeta. A crescente preocupação dos consumidores com os problemas decorrentes do uso de embalagens plásticas, bem como a demanda por alimentos de maior qualidade contribuem para o desenvolvimento de embalagens fabricadas com biopolímeros naturais ou sintéticos. Embora os filmes biodegradáveis não pretendam substituir totalmente as embalagens sintéticas tradicionais, eles têm o potencial de reduzir seu uso, além de poder atuar como sistemas de liberação controlada de compostos bioativos. O alginato de sódio, o ácido polilático (PLA) e o poli vinil álcool (PVA) são biopolímeros com a capacidade de formar filmes biodegradáveis com boas propriedades físico-químicas mecânicas, térmicas, óticas e de barreira. Além disso, há a possibilidade de incorporar compostos bioativos à matriz polimérica para obter filmes com propriedades antioxidantes e/ou antimicrobianas que permitam preservar a qualidade e prolongar a vida útil dos alimentos. Nesse sentido, o objetivo do presente trabalho foi desenvolver, caracterizar e avaliar as propriedades funcionais de filmes ativos biodegradáveis obtidos a partir de alginato de sódio e incorporados de licopene e -caroteno, e filmes multicamada de PLA e PVA e incorporados de ácidos p-cumárico. Os filmes apresentaram boas propriedades mecânicas e de barreira, assim como uma ótima capacidade antioxidante e antimicrobiana, respectivamente, demonstrando ser capazes de proteger alimentos da degradação química, biológica e microbiológica. Foi possível desenvolver filmes biodegradáveis com alto potencial para ser usados como embalagem primária de alimentos

Encapsulados de Norbixina para Uso como Corante Natural

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