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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Produção de emulsões simples e duplas utilizando diferente composição das fases aquosas : Production of simple and double emulsions using different composition of aqueous phases
Title Alternative: Production of simple and double emulsions using different composition of aqueous phases
Author: Chevalier, Raquel Costa, 1993-
Advisor: Cunha, Rosiane Lopes da, 1967-
Abstract: Resumo: As emulsões água em óleo em água (A1/O/A2) são sistemas multicomponentes estabilizados por dois tipos de emulsificantes: um solúvel em água e outro solúvel em óleo. Emulsões duplas podem ser usadas como substitutos de gordura e transportadoras de compostos bioativos, no entanto, sua estabilidade cinética ainda é um desafio. Nesse sentido, a estabilidade da emulsão simples é uma relevante etapa para o desenvolvimento da dupla emulsão. Diante disso, foram realizados estudos utilizando diferentes fases aquosas internas (A1) para garantir a melhoria da estabilidade cinética, com o objetivo de produzir emulsões estáveis A1/O/A2. O óleo de girassol foi utilizado como fase lipídica e soluções aquosas de ácido gálico (GA) a 0,5% (m/m), NaCl (0,2% m/m) ou GA/NaCl (0.5%/0.2% m/m) como fases aquosas internas. Foi utilizado o PGPR (1,5; 3,0 e 4,5% m/m) como estabilizante das emulsões A1/O. Para a produção de emulsões A1/O/A2, 4,5% (m/m) de PGPR (condição mais estável) foi usado para estabilizar as emulsões A/O, enquanto Tween 80-T80 (3% m/m), caseinato de sódio-SC (8% m/m) ou isolado proteico de soro-WPI (10% m/m) foram os emulsificantes usados para estabilizar a fase externa das emulsões duplas. A proporção entre A1: O e para A1/O: A2 foi mantida em 1: 3 e 3: 1, respectivamente. As emulsões A1/O e A1/O/A2 foram homogeneizadas usando um sistema rotor-estator a 14.600 rpm por 7 min e a 10.800 rpm por 2 min, respectivamente. A adição de GA e o aumento da concentração de PGPR promoveram uma diminuição do tamanho das gotículas e um aumento da viscosidade das emulsões simples. O GA pode atuar como um co-surfactante e co-solvente, levando ao aumento da solubilidade entre as fases ou à penetração no filme interfacial, facilitando a formação de gotículas menores. A incorporação de NaCl em sistemas emulsificados também diminuiu o tamanho das gotículas e melhorou a estabilidade cinética das emulsões. O NaCl pode diminuir as forças atrativas (pelas interações de van der Waals) entre as gotas de água, reduzindo a frequência de colisão entre elas. Esse comportamento diminui a coalescência das gotículas durante a homogeneização, evitando processos de desestabilização durante o armazenamento. Foi observada uma boa estabilidade nos sistemas GA/NaCl das emulsões simples, sugerindo uma possível interação favorável entre eles. As emulsões duplas com WPI apresentaram os maiores tamanhos de gotículas. As emulsões duplas com CS ou T80 apresentaram tamanhos menores de gotículas, mas os sistemas CS foram mais uniformes e apresentaram gotículas com menores diâmetros. A viscosidade das emulsões duplas foi influenciada tanto pelo tipo de emulsificante quanto pela composição da A1. Os sistemas NaCl e GA/NaCl apresentaram maiores valores de viscosidade, independentemente do tipo de emulsificante. As emulsões NaCl e GA/NaCl estabilizadas com CS mostraram comportamento de fluido do tipo Herschel-Bulkley com tensão de escoamento em torno de 15 Pa.s. Consequentemente, devido ao menor tamanho das gotículas e maior viscosidade, a emulsão dupla CS-NaCl apresentou o menor valor do Índice de Estabilidade Turbiscan- TSI e, portanto, a maior estabilidade por 7 dias de armazenamento. Portanto, além de produzir emulsões duplas mais estáveis, o caseinato de sódio contribui para agregar valor nutricional à matriz alimentar

Abstract: Water-in-oil-in-water (W1/O/W2) emulsions are multicomponent systems stabilized by two types of emulsifiers: a water-soluble and another oil-soluble. Double emulsions can be used as fat replacers and carriers of bioactive compounds, however, their kinetic stability is still a challenge. In this sense, the stability of the simple emulsion is an important step in the development of the double emulsion. Therefore, studies were carried out using different internal aqueous phases to guarantee the improvement of kinetic stability, with the objective of producing stable W1/O/W2 emulsions. Sunflower oil was used as a lipid phase and aqueous solutions of 0.5% Gallic Acid (GA), 0.2% NaCl or 0.5% GA/0.2% (w/w) NaCl as inner aqueous phases. For the production of W/O/W emulsions 4.5% PGPR (most stable condition) was used to stabilize the W/O emulsions while Tween 80-T80 (3% w/w), sodium caseinate-SC (8% w/w) or whey protein isolate-WPI (10% w/w) were the emulsifiers used to stabilize the external phase of the double emulsions. The ratio among W1: O and W1/ O: W2 was maintained at 1: 3 and 3: 1, respectively. W1/O and W1/O/W2 emulsions were homogenized using a rotor-stator system at 14,600 rpm for 7 min and at 10,800 rpm for 2 min, respectively. The addition of GA and the increase of PGPR concentration promoted a decrease of droplet size and an increase of viscosity of the simple emulsions. GA can act as a cosurfactant and cosolvent leading to increased solubility between phases or penetration in the interfacial film facilitating the formation of smaller droplets. The incorporation of NaCl in emulsified systems also decreased the droplet size and improved the kinetic stability of the emulsions. NaCl can decrease the attractive forces (by van der Waals interactions) between water droplets, reducing the collision frequency between them. Such behavior decreases droplets¿ coalescence during the homogenization, avoiding destabilization processes during storage. Good stability was observed in GA/NaCl systems of simple emulsions, suggesting a possible favorable interaction between them. WPI-double emulsions presented the largest droplet sizes. The SC- and T80-double emulsions presented smaller droplet sizes, but the SC-systems were more uniform and presented droplets with the smallest diameters. The viscosity of the double emulsions was influenced by both emulsifier type and composition of W1. NaCl- and GA/NaCl-systems showed higher viscosity values regardless the emulsifier type. The NaCl- and GA/NaCl-emulsions stabilized with SC showed behavior of Herschel-Bulkley fluid with yield stress around 15 Pa.s. Consequently, due to the smaller droplet size and higher viscosity, the SC-NaCl double emulsion presented the lowest Turbiscan Stability Index -TSI value and, therefore, the highest stability for 7 days of storage. Therefore, in addition to producing more stable double emulsions, sodium caseinate contributed to the addition of nutritional value to the food matrix
Subject: Emulsões
Proteínas
Estabilidade
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Citation: CHEVALIER, Raquel Costa. Produção de emulsões simples e duplas utilizando diferente composição das fases aquosas: Production of simple and double emulsions using different composition of aqueous phases. 2020. 1 recurso online (118 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP.
Date Issue: 2020
Appears in Collections:FEA - Tese e Dissertação

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