Tese
Aplicação da tecnologia supercrítica no desenvolvimento de suplemento alimentar a base de extrato de murici (Byrsonima crassifolia)
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Autor
PIRES, Flavia Cristina Seabra
Institución
Resumen
Murici (Byrsonima crassifolia) is a fruit that has great therapeutic potential due to the presence of lutein, a carotenoid valued in the food supplementation market focused on eye health. Due to its riskiness, it became necessary to apply industrial processes that enable the increase of shelf life, the diversification of use and consumption, the addition of value and the expansion of the murici market, with the use of clean technologies associated with the incentive to the bioeconomy. Thus, the work entitled "Application of supercritical technology in the development of a food supplement based on murici extract (Byrsonima crassifolia)" was developed with the purpose of studying and applying murici extracts, extracted and nanoencapsulated via extraction with supercritical CO2, in food supplement. For this, the first
step was to develop a study on obtaining extracts of murici pulp by supercritical technology. The best conditions for supercritical extraction of murici pulp were determined, with CO2 and CO2+ethanol, through variations in pressure (15 to 49 MPa), temperature (323.15 to 343.15 K), density (654 to 946 kg/m3 ), CO2 flow (8.85×10−5 to 1.33×10−4 kg / s) and dynamic extraction time (3600 to 10800 s), where the global yield isotherms, the bioactive compounds present in the extracts were obtained and in the extraction beds, such as: lutein, fatty acids, triglycerides, phenolic compounds and flavonoids. Functional quality, antioxidant capacity/activity, and cytotoxic and cytoprotective effects were also evaluated. The study of
supercritical extraction made it possible to obtain non-toxic oils with a high content of lutein, consisting of long chain triglycerides rich in unsaturated fatty acids such as omega 3 and 9, and with antioxidant, antihypercholesterolemic, anti-atherosclerogenic, anti-thrombogenic and
cytoprotective activities, where the best extraction condition was obtained at 343.15 K/ 49 MPa/ 900 kg/m3 . It also made it possible to obtain non-toxic ethanol extracts from defatted pulp, a by-product in the food industry, containing lutein, phenolic compounds, flavonoids and antioxidant activity, where the best extraction condition was obtained at 343.15 K/ 22 MPa/ 775 kg/m3 . Due to the cytoprotective effect, murici oil was used for the production of particles through the process of supercritical fluid of emulsions extraction (SFEE), where it was possible to produce murici oil nanoparticles with good concentration/retention of lutein, reduced size of particles and with high stability, where the best formulation of the starting emulsions was obtained with the thickener xanthan gum, with the emulsifier csgel and in a
concentration of 6 mg / mL of murici oil, and the best condition of the SFEE process was the 8 MPa, 313.15 K, static period of 3600 s and dynamic period of 18000 s. From this, it was possible to obtain powdered SFEE emulsions of murici oil by lyophilization and spray drying with humidity, water activities, particle sizes, stability and lutein levels suitable for use in food supplements loaded in vegetable capsules. Vegetable capsules loaded with powdered SFEE emulation of murici oil by lyophilization and spray drying were within the loading standards for commercialization, where it was possible to obtain dietary supplements of murici oil, rich in lutein. Therefore, the present thesis showed that it is possible to use supercritical technology in the murici-based food supplements production chain, to facilitate the access and stability of the compounds to which the murici's therapeutic potentials are attributed. This work verticalized the importance of research on the functional effect of murici and on the use of supercritical technology, which contributed to the development of the region's bieconomics and new products by science, technology and food engineering, with a great return to society CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O murici (Byrsonima crassifolia) é um fruto que possui um grande potencial terapêutico aplicação de processos industriais que possibilitem o aumento da vida-de-prateleira, a devido à presença de luteína, um carotenoide valorizado no mercado de suplementação alimentar voltados para a saúde ocular. Devido à sua pericibilidade, tornou-se necessária a diversificação do uso e consumo, a agregação de valor e a ampliação de mercado do murici, com o uso de tecnologias limpas associado ao incentivo à bioeconomia. Desse modo, o trabalho entitulado “Aplicação da tecnologia supercrítica no desenvolvimento de suplemento alimentar a base de extrato de murici (Byrsonima crassifolia)” foi desenvolvido com a finalidade de estudar e aplicar os extratos do murici, extraídos enanoencapsulados via extração com CO2 supercrítico, em suplemento alimentar. Para isto, o primeiro passo foi desenvolver um estudo sobre a obtenção dos extratos da polpa de murici pela tecnologia supercrítica. Foram determinadas as melhores condições de extração supercrítica da polpa de murici, com CO2 e CO2+etanol, através das variações de pressão (15 a 49 MPa), temperatura (323,15 a 343,15 K), densidade (654 a 946 kg/m3), vazão de CO2 (8.85×10−5 a 1.33×10−4 kg/s) e tempo dinâmico de extração (3600 a 10800 s), onde foram obtidas as isotermas de rendimento global, os compostos bioativos presentes nos extratos e nos leitos de extração, tais como: luteína, ácidos graxos, triglicerídeos, compostos fenólicos e flavonoides. Também foi avaliada a qualidade funcional, a capacidade/atividade antioxidante e os efeitos citotóxico e citoprotetor. O estudo da extração supercrítica, possibilitou a obtenção de óleos não-tóxicos com elevado teor de luteína, constituídos de triglicerídeos de cadeia longa ricos em ácidos graxos insaturados como os ômega 3 e 9, e com atividades antioxidante, antihipercolesterolemica, antiaterosclerogênica, antitrombogênica e citoprotetora, onde a melhor condição de extração foi obtida a 343,15 K/ 49 MPa/ 900 kg/m3 . Também possibilitou a obtenção de extratos etanólicos não-tóxicos a partir da polpa desengordurada, umsubproduto nas indústrias alimentícias, contendo luteína, compostos fenólicos, flavonóides e atividade antioxidante, onde a melhor condição de extração foi obtida a 343,15 K/ 22 MPa/ 775 kg/m3. Devido ao efeito citoprotetor, o óleo de murici foi utilizado para a produção de partículas por meio do processo de extração de emulsões por fluido supercrítico (SFEE), onde foi possível produzirnanopartículas de óleo de murici com boa concentração/retenção de luteína, tamanho reduzido
de partículas e com alta estabilidade, onde a melhor formulação das emulsões de partida foi obtida com o espessante goma xantana, com o emulsificante csgel e em uma concentração de 6 mg/mL de óleo de murici, e a melhor condição do processo SFEE foi a de 8 MPa, 313,15 K, período estático de 3600 s e período dinâmico de 18000 s. A partir disso, foi possível obter emulsões SFEE em pó do óleo de murici por liofilização e por spray drying com umidades, atividades de água, tamanhos de partícula, estabilidades e teores de luteína adequados para serem utilizados em suplementos alimentares carregados em cápsulas vegetais. As cápsulas vegetais carregadas com as emulsões SFEE em pó do óleo de murici (B. crassifolia) por liofilização e por spray drying apresentaram-se dentro dos padrões de carregamento para comercialização, onde, foi possível obter suplementos alimentares de óleo de murici, ricos em luteína. Portanto, a presente tese evidenciou que é possível utilizar a tecnologia supercrítica na cadeia produtiva de suplementos alimentares a base de murici, para facilitar o acesso e a estabilidade dos compostos aos quais são atribuídos os potenciais terapêuticos do murici. Este trabalho verticalizou a importância de pesquisas sobre o efeito funcional do murici e sobre o uso da tecnologia supercrítica, o que contribuiu para o desenvolvimento da bieconomia da região e de novos produtos pela ciência, tecnologia e engenharia de alimentos, com um grande retorno à sociedade.