Obtenção e avaliação de extratos de folhas de eucalipto (Eucalyptus dives) como potenciais antioxidanes em alimentos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2010O processamento da madeira de eucalipto gera um considerável volume de resíduo formado principalmente por galhos, flores e folhas da árvore. As folhas são compostas por substâncias de grande interesse para a indústria química, farmacêutica e de alimentos como compostos antioxidantes e aromáticos. A espécie Eucalyptus dives, da família Myrtaceae, possui folhas com óleo essencial rico em piperonal, eucaliptol e timol. Para obtenção deste óleo são empregadas várias técnicas de extração, dentre as quais se pode destacar a Extração Supercrítica (ESC) que opera a altas pressões, é livre de resíduos tóxicos e não provoca degradação térmica aos extratos, conservando as características sensoriais do produto, além das técnicas de extração convencionais como hidrodestilação e extração com solventes orgânicos. O estudo da cinética de ESC e das variáveis operacionais através da modelagem matemática permite definir parâmetros fundamentais para a viabilidade econômica do processo. Neste trabalho, o objetivo foi avaliar a obtenção do óleo essencial de folhas de eucalipto através de diferentes métodos de extração, a potencial atividade antioxidante dos extratos e sua funcionalidade como ingrediente para alimentos e estudar a cinética e modelagem de ESC a fim de propor um estudo de viabilidade econômica do processo. Folhas de eucalipto foram coletadas na região norte do Rio Grande do Sul e encaminhadas para os processos de preparação da matéria-prima, extração de seu óleo essencial através de hidrodestilação, extração Soxhlet utilizando diferentes solventes orgânicos e ESC operando em diferentes condições de pressão e temperatura. Avaliou-se o comportamento do rendimento global de ESC em função da pressão e temperatura de operação. Os extratos foram avaliados quanto a sua potencial atividade antioxidante, teor de fenólicos totais e capacidade em inibir reações de peroxidase em vegetais. O uso de folhas de eucalipto provenientes do resíduo do processamento da madeira na obtenção de óleo essencial através de ESC é um processo viável economicamente e apresenta vantagens sobre outras técnicas convencionais de extração, como aumento no rendimento global de extração. A condição de operação de ESC que apresentou melhor rendimento global de extração foi a de 250 bar e 30oC. A modelagem matemática apresentou bons ajustes dos parâmetros para o Modelo de Martínez et al. (2003) e o estudo de viabilidade econômica apresentou um custo específico de óleo entre US$(2,47 - 3,78)/kg de óleo com um tempo de operação entre 30 e 60 minutos, sendo compatível com o preço de mercado.The processing of eucalyptus wood generates a huge content of waste consisting mainly of twigs, flowers and leaves of the trees. The leaves are composed of substances of great interest for the chemical, pharmaceutical and food industries, such as antioxidants and aromatic compounds. The specie Eucalyptus dives, from Myrtaceae family, has leaves with essential oil rich in piperonal, eucalyptol and thymol. Various extraction techniques can be employed to obtain this oil, among which we highlight Supercritical Fluid Extraction (ESC), which operates at high pressures, is free of toxic waste and does not lead to thermal degradation of the extract compounds, retaining the sensory characteristics, as well as conventional extraction techniques such as hydrodistillation and extraction with organic solvents. The kinetic study of ESC and its operational variables through mathematical modeling allows setting basic parameters for the study of economic viability of the process. This study was conducted to obtain the essential oil of eucalyptus leaves using different extraction methods, evaluating the potential antioxidant activity of extracts and its functionality as an ingredient for foods, as well as the study of the kinetics and modeling of ESC in order to propose an economic feasibility study process. Eucalyptus leaves were collected in northern Rio Grande do Sul, Brazil, and brought to the preparation processes of raw material, extractio on of essential oil by hydrodistillation, Soxhlet extraction using different organic solvents and ESC operating under different conditions of pressure and temperature. The performance of the global yield of ESC as a function of pressure and temperature was evaluated. The extracts were screened for their potential antioxidant activity, total phenolic content and ability to inhibit peroxidase reactions in vegetables. The use of eucalyptus leaves from the byproducts of wood in obtaining essential oil through ESC is economically feasible and has advantages over other conventional extraction techniques, such as increasing the global yield of extraction. The operational mode of ESC with the best global yield was of 250 bar and 30oC. The mathematical modeling showed good fits of the parameters for the model of Martinez et al. (2003) and economic feasibility study showed a specific cost of oil between US$ (2,47 -3,78) / kg oil with a running time between 30 and 60 minutes, which is a compatible price with the market

Antimicrobial high-density polyethylene (HDPE)/ZnO nanocomposites obtained by in situ polymerization

Nanostructured zinc oxide (ZnO) prepared by combustion in solution was used to obtain nanocomposites. The ZnO particles were characterized by Brunauer-Emmett-Teller (BET), X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM), showing crystallite size of 32 nm and a superficial area of 32.6 m2 g–1. Nanocomposites with 1, 3, and 5 wt.% of ZnO in the polymeric matrix were obtained using the in situ polymerization of ethylene with catalytic activities between 1500-1700 kg (molZr h PE)–1. The high-density polyethylene nanocomposites (PEZnO) were characterized by thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), SEM, and transmission electron microscopy (TEM). The nanocomposites with 1 wt.% ZnO gave excellent mechanical properties, and all were active against Gram-positive (Staphylococcus aureus) and Gram-negative (Escherichia coli) bacteria

Desenvolvimento de nanoestruturas de sílica contendo compostos antimicrobianos

Como forma de minimizar o alto índice de desperdício de alimentos, este trabalho propôs um estudo de desenvolvimento de potencial conservante encapsulado em uma rede de sílica. Diante dos parâmetros envolvidos nas reações de catálise do processo sol-gel, estreptomicina foi utilizada para verificação da eficiência das rotas ácida e básica, sendo comprovada a mesma frente à inibição de microorganismos Gram-positivos e Gram-negativos onde a rota ácida apresentou maior atividade. Ambas as rotas não apresentaram toxicidade contra células de mamíferos. Nisina foi encapsulada em sílica com 3 diferentes volumes de água (NA2 para 2 mL; NA4 para 4 mL e NA8 para 8 mL) deionizada utilizando rota ácida e os materiais caracterizados quanto à preservação da funcionalidade, estrutura molecular, textura, morfologia e estabilidade térmica. Foi verificado que os materiais desenvolvidos apresentaram atividade antibacteriana frente a todos os microrganismos testados, sendo que a amostra NA2 apresentou melhor desempenho de atividade. A amostra NA8 apresentou maior percentual de liberação, porém suas características de microporosidade e rugosidade podem ter contribuído para o seu menor desempenho. Foram, também, desenvolvidos filmes biodegradáveis produzidos com gelatina, poli (ácido lático) epolihidroxialcanoato, sendo que os mesmos apresentaram atividade antibacteriana contra o patógeno Staphylococcus aureus.In order to minimize the high index of food waste, this work proposed a study of the development of potential preservative encapsulated in a silica network. In view of the in the catalysis reactions parameters involved of the sol-gel process, streptomycin was used to verify the efficiency of the acid and basic routes, and the same was proven against the inhibition of Gram-positive and Gram-negative microrganisms where the acidic route presented greater activity. Both routes showed no toxicity against mammalian cells. Nisin was encapsulated in silica with 3 different volumes of deionized water (NA2 to 2 mL, NA4 to 4 mL and NA8 to 8 mL) using acid route and the materials were characterized for the preservation of the functionality, molecular structure, texture, morphology and thermal stability. It was verified that the materials developed showed antibacterial activity against all the microrganisms tested, and NA2 sample presented better activity performance. NA8 sample presented higher percentage of release, but its microporosity and roughness characteristics may have contributed to its lower performance. Biodegradable films produced with gelatin, poly (lactic acid) and epichydroxyalkanoate were also developed, showing antibacterial activity against the pathogen Staphylococcus aureus

Processo de estruturação de corantes naturais com características híbridas compatíveis para aplicação em materiais poliméricos, fibras celulósicas, sintéticas e mistas

Universidade Federal do Rio Grande do SulQuímicaDepositad

Processo de estruturação de corantes naturais com características híbridas compatíveis para aplicação em materiais poliméricos, fibras celulósicas, sintéticas e mistas

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