Probe-ultrasound extraction and spray-drying microencapsulation of bioactive compounds from araticum (Annona crassiflora) juice

dc.contributor.advisorCorrêa, Jefferson Luiz Gomes
dc.contributor.co-advisorOliveira, Letícia Fernandes de
dc.contributor.refereeBotrel, Diego Alvarenga
dc.contributor.refereeCosta, Joyce Maria Gomes da
dc.contributor.refereeKurozawa, Louise Emy
dc.contributor.refereeOliveira, Letícia Fernandes de
dc.contributor.refereeCorrêa, Jefferson Luiz Gomes
dc.creatorSantos, Jhenifer Cristina Carvalho
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/7946483458499930
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-9060-3141
dc.date.accessioned2026-05-12T17:02:37Z
dc.date.issued2026-03-24
dc.description.abstractThe Brazilian Cerrado hosts native fruits with high nutritional and functional potential, yet they remain underexplored in terms of technological innovation. Among them, araticum (Annona crassiflora) stands out for its content of phenolic compounds, carotenoids, and vitamin C; however, its utilization is constrained by high perishability and by the susceptibility of its bioactives to processing and storage conditions. Accordingly, this thesis aimed to develop and assess an integrated strategy to valorize araticum by combining probe-ultrasound intensification to enhance the release of target compounds with juice stabilization through spray-drying microencapsulation, ultimately producing a more stable powder ingredient suitable for food formulations. The thesis is structured into four articles: first, a critical review with bibliometric analysis of drying technologies applied to fruits of the Annona genus and their effects on quality and bioactive preservation; second, an experimental study on ultrasound-assisted extraction, evaluating different intensities and treatment times and their effects on bioactive compounds and technological attributes of the juice; third, optimization of spray-drying microencapsulation using a Taguchi experimental design, investigating inlet temperature and wall systems based on maltodextrin and whey protein concentrate (WPC), including the assessment of retention and in vitro bioaccessibility; and fourth, a comparison of wall matrices (WPC, maltodextrin, and WPC–maltodextrin mixtures) in terms of drying performance and the physicochemical, structural, thermal, and morphological properties of the resulting powders. Overall, lower power settings and extreme treatment times provided the best balance between compound-release efficiency and preservation, and the juice exhibited nonNewtonian pseudoplastic behavior with good fit to rheological models. Regarding drying, the evidence indicated that mixed protein–polysaccharide matrices, particularly at an intermediate inlet temperature of 125 °C, promoted higher powder recovery, lower water activity, and more homogeneous particles, as well as more consistent functional performance. Collectively, these findings provide a technical–scientific basis for converting araticum into a powdered ingredient and for advancing sustainable routes to valorize native Cerrado fruits.ices tailored to local conditions.
dc.description.areastematicasdaextensaoEducação
dc.description.areastematicasdaextensaoMeio ambiente
dc.description.areastematicasdaextensaoSaúde
dc.description.areastematicasdaextensaoTecnologia e produção
dc.description.areastematicasdaextensaoTrabalho
dc.description.concentrationCiência dos Alimentos
dc.description.notesArquivo retido a pedido da autoria, até abril de 2027
dc.description.odsODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
dc.description.odsODS 3: Saúde e bem-estar
dc.description.odsODS 8: Trabalho decente e crescimento econômico
dc.description.odsODS 9: Indústria, inovação e infraestrutura
dc.description.odsODS 12: Consumo e produção responsáveis
dc.description.odsODS 15: Vida terrestre
dc.description.researchLineTecnologia e processamento de alimentos
dc.description.resumoO Cerrado brasileiro abriga frutos nativos com elevado potencial nutricional e funcional, mas ainda pouco explorados em termos de inovação tecnológica. Entre eles, o araticum (Annona crassiflora) destaca-se pelo conteúdo de compostos fenólicos, carotenoides e vitamina C, embora seu aproveitamento seja limitado pela alta perecibilidade e pela sensibilidade de seus bioativos ao processamento e ao armazenamento. Assim, esta tese teve como objetivo desenvolver e avaliar uma estratégia integrada de valorização do araticum, combinando intensificação da liberação de compostos de interesse por ultrassom de sonda e estabilização do suco por microencapsulação em spray dryer, visando a obtenção de um ingrediente em pó mais estável e aplicável em formulações alimentícias. A tese foi organizada em quatro artigos: primeiro uma revisão crítica, com análise bibliométrica, sobre tecnologias de secagem aplicadas a frutos do gênero Annona e seus impactos na qualidade e na preservação de bioativos; segundo um estudo experimental da extração assistida por ultrassom, avaliando diferentes intensidades e tempos e seus efeitos sobre compostos bioativos e atributos tecnológicos do suco; terceiro a otimização da microencapsulação por spray drying por delineamento Taguchi, investigando temperatura de entrada e sistemas de parede à base de maltodextrina e concentrado proteico do soro (WPC), incluindo a avaliação de retenção e bioacessibilidade in vitro; e quarto a comparação de matrizes de parede (WPC, maltodextrina e complexos WPC–maltodextrina) quanto ao desempenho de secagem e às propriedades físicoquímicas, estruturais, térmicas e morfológicas dos pós. De modo geral, condições de menor potência e extremos de tempo mostraram melhor equilíbrio entre eficiência de liberação e preservação dos compostos, e o suco apresentou comportamento não newtoniano pseudoplástico, com bom ajuste por modelos reológicos. Em relação a secagem as evidências indicaram que matrizes mistas proteína–polissacarídeo, especialmente em temperatura intermediária de 125 °C, favoreceram maior recuperação de pó, menor atividade de água e partículas mais homogêneas, além de desempenho funcional mais consistente. Em conjunto, os resultados fornecem base técnico-científica para a conversão do araticum em ingrediente em pó e para o avanço de rotas sustentáveis de aproveitamento de frutos nativos do Cerrado
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.tipodeimpactoSociais
dc.description.tipodeimpactoTecnológico
dc.description.tipodeimpactoEconômicos
dc.description.tipodeimpactoOutros
dc.identifier.citationSANTOS, Jhenifer Cristina Carvalho. Probe-ultrasound extraction and spray-drying microencapsulation of bioactive compounds from araticum (Annona crassiflora) juice. 2026. 130 p. Tese (Doutorado em Ciência dos Alimentos) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2026.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufla.br/handle/1/60745
dc.language.isoen_US
dc.publisherUniversidade Federal de Lavras
dc.publisher.collegeEscola de Ciências Agrárias de Lavras (ESAL)
dc.publisher.countrybrasil
dc.publisher.departmentDepartamento de Ciência dos Alimentos
dc.publisher.initialsUFLA
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectSecagem por atomização
dc.subjectUltrassom
dc.subjectMicroencapsulação
dc.subjectCompostos bioativos
dc.subjectFrutos do Cerrado
dc.subjectAraticum
dc.subjectSpray drying
dc.subjectUltrasound
dc.subjectMicroencapsulation
dc.subjectBioactive compounds
dc.subjectCerrado fruits
dc.subjectAnnona crassiflora
dc.subject.cnpqCiências Agrárias
dc.titleProbe-ultrasound extraction and spray-drying microencapsulation of bioactive compounds from araticum (Annona crassiflora) juice
dc.title.alternativeExtração por sonda ultrassônica e microencapsulação em spray dryer de compostos bioativos do suco de araticum (Annona crassiflora)
dc.typetese

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