Resumo: A incompatibilidade termodinâmica entre duas fases aquosas adicionadas de (bio)polímeros pode culminar na formação de duas fases aquosas separadas (ATPS) devido ao fenômeno denominado de exclusão estérica. A mistura dessas fases promovendo a formação de gotas é denominada emulsão água/água. Nesse estudo, a incompatibilidade termodinâmica de sistemas aquosos foi avaliada utilizando pares de proteínas-carboidratos que, em condições críticas de concentração, pH e força iônica, formaram emulsões água-água. Na primeira etapa foi avaliada a incompatibilidade termodinâmica do par caseinato de sódio (SCN) – goma jataí (LBG), induzida por adição de NaCl e extrato de erva mate. Foi possível constatar através da construção de diagramas de fase, reologia e microestrutura que o par SCN – goma jataí interagiu com compostos fenólicos presentes no extrato vegetal, promovendo comportamento de equilíbrio de fases diferente dos sistemas com adição de sal. Esse fenômeno foi verificado através da redução da inclinação das linhas de amarração para as amostras com adição do composto fenólico, indicando a redução da migração da LBG para a fase superior, que alterou a formação de gotas de carboidratos nas fases. Na segunda etapa do trabalho, diferentes concentrações de extrato de erva mate foram utilizadas na gelificação da fase superior de emulsões água/água utilizando o par SCN - goma gelana. As propriedades dos géis foram avaliadas por ensaios reológicos, mecânicos e microestrutura. A concentração de extrato influenciou na formação da rede de gel com relação à porosidade, pois em menores concentrações de extrato foi possível verificar poros de tamanhos regulares e com melhor distribuição. A configuração da rede de gel teve relação direta com as propriedades tecnológicas, como a capacidade de retenção de água (WHC) e propriedades mecânicas, uma vez que a dureza diminuiu com o aumento de WHC. A estrutura da rede foi predominantemente formada por gelana, porém estruturas proteicas foram verificadas na microscopia e modificaram as propriedades mecânicas. Maior concentração de proteína levou a géis com maior deformabilidade. Após a formação inicial da rede, o extrato de erva mate continuou interagindo com a proteína ao longo do tempo, promovendo a modificação da coloração do gel. De forma geral, os resultados demonstraram a importância de estudar a compatibilidade de sistemas aquosos formados por macromoléculas e a interação com compostos fenólicos. Esses componentes são largamente utilizados na produção de sistemas alimentares e a interação entre eles podem produzir biomateriais (emulsões e géis) com diferentes propriedades tecnológicas, aumentando o portfólio de suas aplicações Ver menos

Abstract: The thermodynamic incompatibility between two aqueous phases with the addition of (bio)polymers can culminate in the formation of two separate aqueous phases (ATPS) due to the phenomenon called steric exclusion. The mixture of these phases promoting the formation of droplets is called water/water emulsion. In this study, the thermodynamic incompatibility of aqueous systems was evaluated using protein-carbohydrate pairs that, under critical conditions of concentration, pH and ionic strength, formed water-water emulsions. In the first step, the thermodynamic incompatibility of the sodium caseinate (SCN)-locust bean gum (LBG) pair, induced by the addition of NaCl and yerba mate extract, was evaluated. Building phase diagram, besides evaluation of rheology and microstructure allowed to observe that the SCN-LBG pair interacted with phenolic compounds present in the plant extract, promoting phase equilibria different from systems with added salt. This phenomenon was verified by reducing the slope of the tie lines for samples with the addition of phenolic compound, indicating the reduction of the migration of LBG to the top phase, which altered the formation of carbohydrate droplets in the phases. In the second step of the study, different concentrations of yerba mate extract were used in the gelation of the top phase of water/water emulsions using the SCN - gellan gum pair. The properties of the gels were evaluated by rheological, mechanical and microstructure tests. The extract concentration influenced the formation of the gel network in relation to the porosity, since in lower extract concentrations pores of regular sizes and with better distribution were observed. The configuration of the gel network was directly related to the technological properties, such as the water holding capacity (WHC) and mechanical properties, since the hardness decreased with the increase of WHC. The structure of the network was predominantly formed by gellan, but protein structures were verified in microscopy that modified the mechanical properties. Higher protein concentration led to gels with greater deformability. After the initial formation of the network, the yerba mate extract continued to interact with the protein over time, promoting the modification of the gel color. In general, the results demonstrated the importance of studying the compatibility of aqueous systems formed by macromolecules and their interaction with phenolic compounds. These components are widely used in the production of food systems and the interaction between them can produce biomaterials (emulsions and gels) with different technological properties, increasing the portfolio of their applications Ver menos