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Title: Filmes à base de quitosana enriquecidos com extratos de bagaço de uva
Author: Ferreira, Andreia Filipa Sousa
Advisor: Coimbra, Manuel António
Nunes, Cláudia Sofia Cordeiro
Keywords: Biotecnologia alimentar
Biopolímeros
Polímeros biodegradáveis
Quitosana
Antioxidantes
Biofilmes - Propriedades mecânicas
Defense Date: 2012
Publisher: Universidade de Aveiro
Abstract: Os filmes obtidos a partir de recursos naturais e renováveis têm sido alvo de inúmeros estudos nos últimos anos. Entre estes, os constituídos à base de quitosana, um polissacarídeo derivado da quitina que apresenta propriedades importantes para a aplicação na área alimentar, nomeadamente, atividade antioxidante e antimicrobiana, propriedades biofuncionais e biocompatíveis, biodegradabilidade, não toxicidade e capacidade de formar filmes com boas propriedades mecânicas. O bagaço de uva, constituído pelas grainhas, películas e engaços, é o principal subproduto da indústria vinícola. Este subproduto, que geralmente é descartado, é constituído por compostos de interesse como triacilglicerídeos, tocoferóis e polifenóis. O principal objetivo deste trabalho foi desenvolver filmes à base de quitosana com extratos do bagaço de uva incorporados, de forma a melhorar as suas propriedades antioxidantes e de insolubilidade, mantendo as propriedades mecânicas e antimicrobianas dos filmes. Neste estudo foram obtidas três frações do bagaço de uva: 1) o extrato obtido com água quente constituído por 72 % de polissacarídeos, 20 % de proteínas e 6 % de compostos fenólicos totais, 2) as ceras extraídas com clorofórmio e 3) o óleo, obtido por extração com n-hexano, constituído por cerca de 70 % de ácido linoleico (C18:2) e 18 % de ácido oleico (C18:1). Os três extratos foram incorporados na solução de quitosana (1,5 % m/v) e os filmes foram obtidos por evaporação do solvente. A solubilidade dos vários filmes foi determinada em água (pH=6,5) e numa solução hidro-alcoólica ácida (pH=3,5). Os filmes com os óleos incorporados na proporção de 1:5 (óleo:quitosana) obtiveram uma redução de 27 % de perda de massa na solução ácida em relação ao filme controlo constituído apenas por quitosana. Os restantes filmes não apresentaram diferenças significativas de solubilidade em relação ao filme de quitosana. A atividade antioxidante dos filmes foi determinada por diferentes métodos (ABTS, DPPH, FRAP e pelo método do poder redutor). Os filmes de quitosana com polissacarídeos, ceras e óleo demonstraram uma atividade antioxidante que pode ser até 3 vezes superior, dependendo do método, relativamente ao controlo, demonstrando a importância da incorporação destes extratos nos filmes. Os ensaios mecânicos permitiram demonstrar que a incorporação dos vários extratos não prejudica as características mecânicas dos filmes de quitosana. Os filmes de quitosana e quitosana com óleo incorporado demonstraram atividade antimicrobiana de fungos no pão e de bactérias no sumo de maçã. Em conclusão, os filmes de quitosana produzidos por incorporação dos extratos obtidos do bagaço de uva, principalmente o das ceras e do óleo, parecem ser promissores para futuras aplicações alimentares.
The study of the films obtained from natural and renewable sources have greatly increased in recent years. From these, those composed by chitosan, a polysaccharide derived from chitin which has important properties for food industry such as antioxidant, antimicrobial, biocompatible, biofunctional, biodegradability, non-toxicity and the great ability to form films with good mechanical properties. The grape pomace, which includes seeds, skins and stems, is an important by-product of winemaking industry. This wine by-product is usually discarded thought containing valuable compounds such as triglycerides, tocopherols and polyphenols, which could have application in the food industry. The aim of this work was to develop chitosan-based films with incorporation of grape pomace extracts in order to improve their insolubility and antioxidant properties, keeping their mechanical and antimicrobial properties. In this study, three fractions were obtained from grape pomace: 1) hot water extract consisting of 72 % polysaccharides, 20 % proteins and 6 % total phenolic compounds, 2) waxes, extracted with chloroform and 3) oil, obtained with n-hexane, comprising about 70 % linoleic acid (C18:2) and 18 % oleic acid (C18:1). These three extracts were added to a chitosan solution (1.5% w / v) and the films were obtained by solvent casting. The solubility of the chitosan-based films was determined in water (pH=6,5) and in an acidic hydro-alcoholic solution (pH=3,5). The chitosan-based films with incorporation of the oil in a ratio of 1:5 (oil:chitosan) showed a decrease of 27 % of weight loss in acidic solution comparing with control chitosan films. The remaining films did not show significant differences comparing with the solubility of the control film. The antioxidant activity of the chitosan-based films was determined by four different methods (ABTS, DPPH, FRAP and the reducing power essay). The chitosan-based films with polysaccharides, wax and oil demonstrated an antioxidant activity that can be up to 3 times higher, relative to the control, depending on the method of analysis. These results demonstrated the importance of incorporating these extracts in the chitosan films. Mechanical tests showed that the incorporation of the three extracts in chitosan films did not affect significantly the mechanical properties. Also, the chitosan-based films demonstrated antimicrobial activity against fungi on bread and bacteria in apple juice. In conclusion, the chitosan-based films prepared by incorporation of extracts obtained from grape pomace, mainly waxes and oil, seem to be promising for food applications.
Description: Mestrado em Biotecnologia Alimentar
URI: http://hdl.handle.net/10773/11302
Appears in Collections:UA - Dissertações de mestrado
DQ - Dissertações de mestrado

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