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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32843| Título: | Estabilização de emulsões de óleo de chia em água utilizando nanopartículas de concentrado proteico de soro do leite |
| Título(s) alternativo(s): | Stabilization of chia oil-water emulsions using whey protein concentrate nanoparticles |
| Autor(es): | Brenag, Jéssica Novelo Nascimento |
| Orientador(es): | Goncalves, Odinei Hess |
| Palavras-chave: | Alimentos - Aditivos Análise espectral Ácidos orgânicos Food aditives Spectrum analysis Organic acids |
| Data do documento: | 10-Out-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Campo Mourao Medianeira |
| Citação: | BRENAG, Jéssica Novelo Nascimento. Estabilização de emulsões de óleo de chia em água utilizando nanopartículas de concentrado proteico de soro do leite. 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Alimentos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2023. |
| Resumo: | Emulsões são sistemas multifásicos termodinamicamente instáveis ou metaestáveis que necessitam de agentes que promovam sua estabilização. Nanopartículas (NPs) podem ser utilizadas para estabilizar emulsões, o que é o caso das emulsões de Pickering. Nelas, a estabilização ocorre por meio de partículas sólidas e não por surfactantes, como ocorreria num sistema emulsionado convencional. A formulação de alimentos contendo óleos estabilizados por nanopartículas sólidas vem ao encontro da demanda por alimentos mais saudáveis e com o mínimo de aditivos, e uma opção promissora de material usado para produção de partículas sólidas com esta finalidade é o concentrado proteico do soro do leite (whey protein concentrate, WPC). Contudo, estudos no sentido de avaliar o potencial de estabilização de emulsões de óleos alimentícios necessitam de aprofundamento. Desta maneira, o presente estudo teve como objetivo obter NPs de WPC com e sem adição de reticulantes (ácido cítrico e tânico) e estudar a aplicação das NPs na estabilização de emulsões de Pickering. Verificou-se que o ácido tânico foi o reticulante que promoveu maior teor de reticulação (96,9±2,96%), que pode estar associado ao maior número de grupamentos hidroxila presentes no mesmo. Quanto a caracterização das NPs, estas apresentaram formatos esféricos e com tamanhos próximos entre os grupos de amostras, sendo que, o ultrassom no tempo de 1 minuto não influenciou nas características das mesmas. Diferentemente do pH (faixa de 2 – 9), o qual exerceu efeito sob o diâmetro, PDI e potencial zeta das amostras, tamanhos maiores foram observados em toda a faixa de pH nas amostras reticuladas com ácido tânico, e o aumento da alcalinidade do meio resultou em cargas superficiais mais negativas para todas as amostras. A adição de NaCl (0,1- 0,6 mol/L) também resultou em alterações nas nanopartículas, de modo que, com o aumento da concentração deste sal, menor foi a magnitude do potencial zeta, indicando menor estabilidade. Na análise de Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) foram encontradas bandas que indicam a reticulação das amostras. Posteriormente, foram produzidas emulsões de Pickering em diferentes concentrações de NPs (0,1, 0,5, 1 e 2%) e proporções de óleo (80:20, 50:50 e 20:80 água:óleo), sendo a microscopia e reologia avaliadas logo após a formulação das mesmas e a sua estabilidade macroscópica foi avaliada por 9 dias. As análises reológicas indicaram que as amostras possuem comportamento não newtoniano pseudoplástico, pois, a viscosidade diminuiu com o aumento da taxa de cisalhamento e que as emulsões com a adição de nanopartículas apresentaram maior viscosidade quando comparadas com as amostras sem a adição de nanopartículas. Foi possível verificar que as nanopartículas reticuladas com ácido tânico conferiram boa estabilidade de armazenamento para emulsões com a fração de 80:20 (água:óleo) e na concentração de 2 e 1%, pois não houve separação macroscópica durante os 9 dias avaliados. Os resultados indicaram que as nanopartículas produzidas possuem capacidade emulsificante, encorajado pesquisas posteriores sobre seu uso na obtenção de emulsões alimentícias. |
| Abstract: | Emulsions are thermodynamically unstable or metastable multiphase systems that require agents to promote their stabilization. Nanoparticles (NPs) can be used to stabilize emulsions, as is the case with Pickering emulsions. In these emulsions, stabilization occurs through solid particles rather than surfactants, as in a conventional emulsified system. The formulation of food products containing oils stabilized by solid nanoparticles aligns with the demand for healthier, additive-minimized foods. A promising option for producing solid particles for this purpose is whey protein concentrate (WPC). However, studies aimed at evaluating the potential for stabilizing food oil emulsions require further investigation. This study aimed to obtain WPC NPs with and without the addition of cross-linking agents (citric acid and tannic acid) and study the application of these NPs in Pickering emulsion stabilization. It was found that tannic acid was the cross-linking agent that promoted the highest degree of cross-linking (96.9±2.96%), which may be associated with a higher number of hydroxyl groups present in it. As for the characterization of NPs, they exhibited spherical shapes with similar sizes among the sample groups. Ultrasonication for 1 minute did not influence their characteristics. Unlike pH (in the range of 2-9), which affected diameter, polydispersity index (PDI), and zeta potential of the samples, larger sizes were observed across the entire pH range in samples cross-linked with tannic acid. An increase in alkalinity resulted in more negative surface charges for all samples. The addition of NaCl (0.1-0.6 mol/L) also led to changes in the nanoparticles, with a higher salt concentration reducing the magnitude of the zeta potential, indicating lower stability. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analysis revealed bands indicating cross-linking of the samples. Subsequently, Pickering emulsions were prepared with different NP concentrations (0.1, 0.5, 1, and 2%) and oil ratios (80:20, 50:50, and 20:80 water-to-oil), with microscopy and rheology assessed immediately after formulation. The macroscopic stability was evaluated over 9 days. Rheological analyses indicated that the samples exhibited nonNewtonian pseudoplastic behavior, as viscosity decreased with increasing shear rate. Emulsions with the addition of nanoparticles showed higher viscosity compared to samples without nanoparticles. It was observed that tannic acid-cross-linked nanoparticles provided good storage stability for emulsions with an 80:20 (water-to-oil) fraction and at concentrations of 2% and 1%, as there was no macroscopic separation during the 9-day evaluation period. The results indicated that the produced nanoparticles have emulsifying capacity, encouraging further research on their use in the production of food emulsions. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32843 |
| Aparece nas coleções: | MD - Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Alimentos |
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