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metadata.teses.dc.title: Development of cassava starch/soy protein blends incorporated with active agents by extrusion
metadata.teses.dc.title.alternative: Desenvolvimento de blendas de amido de mandioca/proteína de soja incorporadas com agentes ativos por extrusão
metadata.teses.dc.creator: Ferreira, Laura Fonseca
metadata.teses.dc.creator.Lattes: http://lattes.cnpq.br/1442853274110963
metadata.teses.dc.contributor.advisor1: Dias, Marali Vilela
metadata.teses.dc.contributor.advisor-co1: Martins, Maria Alice
metadata.teses.dc.contributor.advisor-co2: Borges, Soraia Vilela
metadata.teses.dc.contributor.referee1: Dias, Marali Vilela
metadata.teses.dc.contributor.referee2: Martins, Maria Alice
metadata.teses.dc.contributor.referee3: Guimarães Júnior, Mário
metadata.teses.dc.contributor.referee4: Oliveira, Juliano Elvis
metadata.teses.dc.contributor.referee5: Veríssimo, Lizzy Ayra Alcântara
metadata.teses.dc.subject: Alimentos - Oxidação lipídica
Blendas biopoliméricas
Amido termoplástico de mandioca
Embalagens antioxidantes
Biopolímeros
Alimentos - Embalagens
Food - Lipid oxidation
Polymer blends
Antioxidant packaging
Thermoplastic starch from cassava
Biopolymers
metadata.teses.dc.date.issued: 22-Oct-2021
metadata.teses.dc.description.sponsorship: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
metadata.teses.dc.identifier.citation: FERREIRA, L. F. Development of cassava starch/soy protein blends incorporated with active agents by extrusion. 2021. 119 p. Tese (Doutorado em Engenharia de Biomateriais) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.
metadata.teses.dc.description.resumo: A oxidação lipídica causa a deterioração de alimentos com alto teor de óleos e gorduras. As embalagens ativas são uma alternativa promissora para conservação destes alimentos, uma vez que, além da proteção a fatores externos, tais como oxigênio, luz e umidade que as embalagens convencionais apresentam, são adicionados agentes antioxidantes. Diante do exposto, o estudo teve como objetivo desenvolver e caracterizar blendas biopoliméricas de amido termoplástico de mandioca (ATP) e isolado proteico de soja (PIS) por extrusão e termo-compressão e posteriormente incorporar cascas e sementes de tomate (CST) e micropartículas de extrato de camu-camu (MC) para o desenvolvimento de embalagens ativas. Primeiramente, as blendas de ATP e PIS foram desenvolvidas e caracterizadas. Posteriormente, as CT foram adicionadas a matriz polimérica de ATP nas proporções de ATP: CT de 100:0; 96:4 e 92:8 (ATP100 -CST0, ATP96 -CST4 e ATP92-CST8) para o desenvolvimento de filmes ativos. Os filmes foram caracterizados e aplicados em castanhas-do-pará, em forma de embalagens seladas, para avaliação da capacidade de redução do processo oxidativo. As castanhas-do-pará também foram armazenadas sem embalagem e em uma embalagem comercial de polipropileno (PP) para comparação com as desenvolvidas. Além disso, as MC foram incorporadas a blenda contendo 60 % de proteínas nas proporções de blenda: micropartículas de 100:0, 90:10 e 80:20 (Pa100 - MC0, PA90 -MC10 e PA80 -MC20) para o desenvolvimento e caracterização de filmes antioxidantes. A adição de proteína em maiores concentrações aumentou a rigidez e diminuiu a permeabilidade ao vapor de água (PVA) das blendas, provavelmente devido à interação das cadeias poliméricas de ATP e PIS quando em maiores concentrações de PIS (45 e 60%). Portanto, a blenda com 60% de PIS foi selecionada para a incorporação de CST e MC. Entretanto, ao incorporar CST a blenda selecionada, não foi possível a formação de filme pelo método de extrusão e termo-compressão. Portanto, a adição de CT foi realizada na matriz de ATP. A incorporação de CST reduziu a PVA dos filmes. A transparência não foi alterada pela adição de CST, porém os filmes ficaram mais escuros (maior L*) e com coloração amarelo avermelhada (maiores a* e b*). Os tratamentos ATP96-CST4, ATP92-CST8 e a embalagem de PP tiveram a mesma eficiência para redução do processo oxidativo, sendo potenciais substitutos para estas embalagens. Também foi observado que a incorporação das MC na blenda ocasionou uma diminuição do teor de umidade da monocamada pela análise de isoterma de sorção de água a 25°C, consequentemente, também foi observado uma diminuição nos valores PVA para os filmes PA90-MC10 e PA80-MC20. Além disso, os filmes apresentaram baixa umidade de equilíbrio em atividades de água abaixo de 0,75, mostrando boa estabilidade até esta umidade relativa. Os filmes apresentaram baixa transparência, mostrando boa barreira à luz, e a incorporação de micropartículas resultou em filmes amarronzados. Além disso, foi observado atividade antioxidante de 59,7 % e 79,4 % para os filmes PA90-MC10 e PA80-MC20 enquanto o filme PA100-MC0 apresentou apenas 3,81 %. Os resultados mostram que os filmes PA90-MC10 e PA80-MC20 tem potencial para serem usados em embalagens para alimentos que tenham atividade de água abaixo de 0,75 e que sejam susceptíveis a oxidação lipídica.
metadata.teses.dc.description.abstract: Lipid oxidation causes the deterioration of foods with high oil and fat content. Active packaging is a promising alternative for the preservation of these foods because, besides the protection to external factors such as oxygen, light and humidity that conventional packaging presents, antioxidant agents are added. Given the above, the study aimed to develop and characterize biopolymer blends of thermoplastic starch from cassava (STP) and soy protein isolate (PIS) by the extrusion method and subsequently incorporate tomato peel and seeds (TPS) and microparticles of camu-camu extract (MC) for the development of active packaging. First, STP and PIS blends were developed and characterized. Subsequently, TPS were added to the STP polymer matrix at STP: TPS ratios of 100:0; 96:4 and 92:8 (STP100-TPS0, STP96-TPS4 and STP92-TPS8) for the development of active films. The films were characterized and applied to Brazil nuts, in the form of sealed packages, to evaluate the ability to reduce the oxidative process. Brazil nuts were also stored without packaging and in a commercial polypropylene (PP) packaging for comparison with the developed ones. In addition, MCs were incorporated into blends containing 60 % soy protein at blend (SP): MC ratios of 100:0, 90:10 and 80:20 (SP100-MC0, SP90-MC10 and SP80-MC20) for the development and characterization of antioxidant films. The addition of protein at higher concentrations increased the stiffness and decreased the water vapor permeability (WVP) of the blends, probably due to the interaction of the STP and PIS polymer chains when at higher SIP concentrations (45 and 60%). Therefore, the blend with 60% SIP was selected for the incorporation of TPS and MC. However, when incorporating TPS into the selected blends, film formation was not possible by the extrusion and thermo-compression method. Therefore, the addition of TPS was performed in the STP matrix. The incorporation of TPS reduced the WVP of the films. The transparency was not altered by the addition of TPS, but the films became darker (higher L*) and with reddish yellow coloration (higher a* and b*). The treatments STP96-TP4, STP92-TP8 and PP packaging had the same efficiency for reducing the oxidative process, being potential substitutes for these packages. It was also observed that the incorporation of MC in the blend caused a decrease in the moisture content of the monolayer by water sorption isotherm analysis at 25°C, consequently, a decrease in WVP values was also observed for SP90-MC10 and SP80-MC20 films. Furthermore, the films presented low equilibrium moisture at water activities below 0.75, showing good stability up to this relative humidity. The films showed low transparency, showing good light barrier, and the incorporation of microparticles resulted in brownish films. Furthermore, antioxidant activity of 59.7 % and 79.4 % was observed for SP90-MC10 and SP80- MC20 films while SP100-MC0 film showed only 3.81 %. The results show that SP90-MC10 and SP80-MC20 films have potential to be used in food packaging that has water activity below 0.75 and is susceptible to lipid oxidation.
metadata.teses.dc.description: Arquivo retido, a pedido da autora, até outubro de 2022.
metadata.teses.dc.identifier.uri: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/48399
metadata.teses.dc.publisher: Universidade Federal de Lavras
metadata.teses.dc.language: eng
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