Microcapsulas de bixina : obtenção, aplicação e estudos de fotodegradação em sistemas-modelo
Maria Ivone Martins Jacintho Barbosa
TESE
Português
T/UNICAMP B234m
[Microcapsules of bixin]
Campinas, SP : [s.n.], 2009.
133 p. : il.
Orientador: Adriana Zerlotti Mercadante
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos
Resumo: A bixina foi extraída de sementes de urucum e purificada através de sucessivas cristalizações. A seguir a bixina foi encapsulada por atomização, utilizando-se como materiais de parede diferentes misturas com goma arábica (GA), maltodextrina 20 dextrose equivalente (MD) e sacarose (Sac), com...
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Resumo: A bixina foi extraída de sementes de urucum e purificada através de sucessivas cristalizações. A seguir a bixina foi encapsulada por atomização, utilizando-se como materiais de parede diferentes misturas com goma arábica (GA), maltodextrina 20 dextrose equivalente (MD) e sacarose (Sac), com ou sem o emulsificante Tween 80. Todas as soluções de materiais de parede foram preparadas com 40% de sólidos totais em ¿spraydryer¿ operando a 180º C e diâmetro de bico injetor de 0,07 mm. As características de todas as microcápsulas foram avaliadas e a estabilidade das microcápsulas de bixina foi estudada em sistemas aquoso, gel e sólido (maria-mole), expostos a diferentes intensidades de luz. Na primeira etapa deste trabalho foram testados os seguintes materiais de parede: 95% GA+ 5% Sac, 100% maltodextrina, 99,8% maltodextrina + 0,2% Tween 80, e 80% maltodextrina+ 20% Sac para a microencapsulação de bixina. Foram determinados os seguintes parâmetros: eficiência da microencapsulação, morfologia, solubilidade das microcápsulas de bixina, além da estabilidade em sistema-modelo aquoso sob luz (700 lux) e no escuro, a 21º C na presença de ar. As microcápsulas elaboradas com 95% GA + 5% Sac ou 99,8 % maltodextrina + 0,2 % Tween 80 foram as que apresentaram melhor eficiência da microencapsulação, 86 e 75%, respectivamente e, além disso, conferiram maior estabilidade a bixina durante a exposição à luz ou na estocagem no escuro. Em todos os sistemas encapsulados expostos à luz, a bixina apresentou duas etapas de degradação, que se ajustaram a cinética de primeira ordem. Na etapa seguinte, misturas de maltodextrina e goma arábica nas proporções de 1:1 e 4:1 foram utilizadas como materiais de parede para microencapsulação de bixina. A viscosidade das soluções dos materiais de parede foi determinada, bem como as seguintes propriedades das microcápsulas: retenção após secagem, rendimento, eficiência da microencapsulação e morfologia. Foi verificado que a solução de MD/GA1:1, de maior viscosidade (38,72 ± 0,26 cP), originou microcápsulas com maiores valores de retenção de bixina, rendimento de pó e eficiência da microencapsulação em comparação com a solução menos viscosa de MD/GA4:1. Apesar das diferenças observadas, apenas o rendimento e a eficiência do microencapsulação foram significativamente diferentes (p _ 0,05). A fim de se testar a estabilidade da bixina em um sistema sólido, a degradação foi avaliada em gel exposto na presença e ausência de luminosidade, ambos na presença de ar. Neste sistema, as microcápsulas obtidas com MD/GA1:1 foram as que conferiram maior estabilidade à bixina na presença e ausência de luminosidade. No gel, a cinética de degradação da bixina microencapsulada foi de ordem zero, sendo que foram observadas três etapas de degradação, enquanto que degradação da bixina não encapsulada ocorreu em apenas uma etapa. Conforme o esperado, a bixina encapsulada foi mais estável que a não encapsulada, com valores de kobs aproximadamente 13 a 15 vezes menores em comparação aos respectivos sistemas com bixina não encapsulada. As bixina encapsulada com MD:GA na proporção 1:1 foi utilizada como corante de maria-mole e a alteração da cor instrumental (sistema CIELab) foi avaliada sob 1300 lux e no escuro. Visualmente, a maria-mole colorida com bixina encapsulada apresentou alaranjado mais intenso do que a colorida com bixina não encapsulado. Como esperado, a luz apresentou um efeito deletério na coloração da maria-mole, verificado pela gradual diminuição das coordenadas de cor a* e b*, sendo mais intenso na colorida com bixina livre do que na colorida com microcápsulas de bixina. Não foram observadas alterações do L*, a* e b* na maria-mole estocada no escuro durante 130 horas. Na última etapa deste estudo foi avaliado o efeito da adição de um antioxidante natural, ácido ascórbico (AA), nas propriedades e estabilidade da bixina encapsulada com MD:GA (1:1) em gel exposto a diferentes luminosidades (0, 1300 e 2100 lux), na presença de ar a 21 ± 2º C. Como controle foi utilizado gel colorido com bixina não encapsulada acrescido de AA. Além do teor de bixina, paralelamente também foi avaliada instrumentalmente a perda de cor das amostras utilizando-se o sistema CIELab. Conforme o esperado a luminosidade teve um efeito deletério na estabilidade da bixina, refletido na diminuição dos parâmetros a*, b* e C*. A cinética de degradação da bixina foi de ordem zero, sendo que nos géis coloridos com microcápsulas foram observadas três etapas de fotodegradação, enquanto que nos coloridos com bixina não encapsulada foi observada apenas uma etapa. No escuro, a degradação da bixina também apresentou apenas uma etapa. Por outro lado, os teores de AA praticamente não sofreram alteração na presença de luz
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Abstract: Bixin was extracted from annatto seeds and purified through cristalizations followed by encapsulation by spray-dryer. The wall materials used were different blends of gum Arabic (GA), maltodextrin 20 dextrose equivalent (MD) and sucrose (Suc), with and without emulsifier Tween 80. All the...
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Abstract: Bixin was extracted from annatto seeds and purified through cristalizations followed by encapsulation by spray-dryer. The wall materials used were different blends of gum Arabic (GA), maltodextrin 20 dextrose equivalent (MD) and sucrose (Suc), with and without emulsifier Tween 80. All the wall materials solutions were prepared with 40% total solids in a spray-dryer operating at 180º C with aspersion nozzle diameter of 0.07 mm. The characteristics of all microcapsules were evaluated and the stability of bixin microcapsules was monitored in model-systems, either in water, in gel or solid ("maria-mole"), exposed to different light intensities. In the first stage of the present study, the following wall materials were tested for bixin microencapsulation: 95% GA+ 5% Suc, 100% maltodextrin, 99.8% maltodextrin+0.2% Tween 80, and 80% maltodextrin+20% SUc. The microencapsulation efficiency and morfology were evaluated, along with the stability of the bixin microcapsules in an aqueous model-system under light (700 lux) and in the dark, both at 21º C in the presence of air. The microcapsules containing 95% GA+ 5% Suc and 99,8 % maltodextrin+0.2 % Tween 80 showed the highest encapsulation efficiency, respectively 86% and 75%, less superficial imperfections and higher stability under ligt and in the dark as compared to bixin encapsulated with maltodextrin alone or blended with sucrose. The kinetic behavior of bixin photodegradation in all encapsulated systems was composed by two first-order decays. In the next stage, blends of maltodextrin and gum Arabic at 1:1 and 4:1 proportions were used as wall materials for bixin microencapsulation. The viscosity of the wall material solutions was determined, as well as the following microcapsules properties: retention after dying, yield, microencapsulation efficiency and morfology. Bixin degradation was evaluated in gel exposed to the presence and absence of light, both under air. The MD/GA1:1 solution presented the highest viscosity (38.72 ± 0.26 cP), furnishing microcapsules with higher values of bixin retention, powder yield and microencapsulation efficiency as compared to the MD/GA4:1 solution with lower viscosity. Although these differences were observed, only the yield and microencapsulation efficiency were significatively different (p _ 005). Bixin microcapsulated with MD/GA1:1 was more stable under light or dark in the gel model-system. The degradation of both microencapsulated bixin followed zero-order kinetics, with three degradation steps, whilst not encapsulated bixin showed one degradation step. As expected, microencapsulated bixin was more stable than that not encapsulated, with kobs values ca. 13 to 15 times lower as compared to the correspondent systems with not encapsulated bixin. Bixin encapsulated with MD:GA (1:1) was added as colorant in "maria-mole" and color parameters (CIELab) changes were evaluated under 1300 lux and in the dark. Visually, "maria-mole" samples colored with bixin microcapsules showed a more intense orange color as compared to maria-mole colored with not encapsulated bixin. As expected, the color parameters a* and b* decreased under light, and this decrease was higher in "maria-mole" colored with not encapsulated bixin. No changes in L*, a* and b* values were observed in "maria-mole" stored in the dark during 130 hours. In the last stage, the effect of addition of a natural antioxidant, ascorbic acid (AA), on the microcapsules properties and bixin stability microencapsulated with MD:GA (1:1) was evaluated in a gel system exposed to different light intensities (0, 1300 e 2100 lux) at 21 ± 2º C in the presence of air. Bixin+AA, both not encapsulated, were used as control. Besides the levels of bixin, color was measured in a spetrocolorimeter using the CIElab system to evaluate the changes in the gel-systems. As expected, light was the main factor that caused loss of bixin, which was reflected on the decrease of the a*, b* and C * color parameters. The bixin degradation followed zero order kinetics, with three fotodegradation steps in the systems colored with both microcapsules, whilst not encapsulated bixin+AA showed one degradation step. In the dark, bixin degradation occurred in only one kinetic step. On the other hand, the AA levels remained practically unchanged in the presence and absence of light
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Mercadante, Adriana Zerlotti, 1962-
Orientador
Bobbio, FO, 1925-2011
Avaliador
Mazalli, Monica Roberta
Avaliador
Sylos, Celia Maria de
Avaliador
Microcapsulas de bixina : obtenção, aplicação e estudos de fotodegradação em sistemas-modelo
Maria Ivone Martins Jacintho Barbosa
Microcapsulas de bixina : obtenção, aplicação e estudos de fotodegradação em sistemas-modelo
Maria Ivone Martins Jacintho Barbosa
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