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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Desenvolvimento e análise da estabilidade de biopolímero ativo adicionado de óleos essenciais como agentes antimicrobianos para acondicionamento de queijo Minas frescal
Title Alternative: Development and analysis of the stability of active biopolymer added of essential oils as antimicrobial agents for Minas frescal cheese packaging
Author: Iacuzio, Raiza, 1993-
Advisor: Silva, Nathalia Cristina Cirone, 1986-
Abstract: Resumo: Atualmente, grandes desafios vêm sendo enfrentados pela indústria de alimentos, que incluem a produção de alimentos mais próximos ao natural, sem abrir mão da qualidade, segurança e atributos sensoriais dos alimentos produzidos. Em adição, a maior conscientização dos consumidores quanto ao apelo ambiental que inclui o tratamento de resíduos sólidos pressiona a indústria no sentido da substituição de embalagens por alternativas mais sustentáveis e biodegradáveis. Neste contexto, o objetivo do atual estudo consistiu no desenvolvimento de embalagem ativa biodegradável adicionada de óleos essenciais como agentes antimicrobianos. Inicialmente, foi aplicada metodologia de Micro-Extração em Fase Sólida em conjunto com Cromatografia Gasosa acoplada a Espectrometria de Massa (HS-SPME / CG-EM) para identificação e quantificação dos compostos majoritários presentes nos óleos essenciais analisados. Em seguida, foi realizada análise da atividade antimicrobiana de dez óleos essenciais frente aos micro-organismos contaminantes patogênicos mais comuns na cadeia produtiva de queijo Minas frescal (Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella spp. e Listeria innocua), conduzida por metodologia de Concentração Inibitória Mínima e Concentração Bactericida Mínima. Posteriormente, foi desenvolvida embalagem ativa biodegradável à base de gelatina e quitosana adicionada dos dois óleos essenciais mais efetivos contra os micro-organismos analisados. As verificações da hipótese de redução do teor de óleo essencial utilizado na formulação, assim como a determinação da atividade antimicrobiana de filmes desenvolvidos com diferentes concentrações de óleo essencial, foram avaliadas por meio de metodologia de disco-difusão em ágar. Para avaliação dos efeitos do biopolímero desenvolvido sobre o comportamento de crescimento dos micro-organismos em condições análogas às de estocagem foram desenvolvidos modelos primários de Microbiologia preditiva. Por fim, a influência na análise de vida de prateleira de queijos tipo Minas frescal foi avaliada por meio de análise dos grupos de micro-organismos: mesófilos, psicrotróficos, bactérias láticas, além dos micro-organismos susceptíveis aos polímeros desenvolvidos (Staphylococcus spp e Listeria spp). A princípio, foram observados compostos majoritários compatíveis qualitativamente e quantitativamente com aqueles observados em estudos anteriores principalmente para o óleo essencial de Cymbopogon citratus. Para este óleo em questão, foram detectados os compostos geranial (41,8±1,4%) e neral (27,3±0,7%), que constituem dois isômeros que apresentam atividade antimicrobiana, cujos principais mecanismos de ação foram atribuídos, em estudos anteriores, a danificação e alteração da permeabilidade da membrana celular. Baseado nos resultados obtidos, é possível afirmar que os óleos essenciais mais eficientes na inibição dos micro-organismos estudados foram os provenientes das espécies Cymbopogon citratus e Cymbopogon martinii. Posteriormente, dentre os polímeros desenvolvidos, aquele adicionado do óleo essencial de C. citratus obteve melhor atividade antimicrobiana, contudo apenas micro-organismos Gram-positivos (S. aureus e L. innocua) se mostraram susceptíveis. Para análise do comportamento dos micro-organismos por meio de desenvolvimento de modelos de Microbiologia preditiva, foi observado que o polímero desenvolvido não apresentou atividade satisfatória contra L. innocua, contudo, foi capaz de inativar S. aureus após 10-11 dias de estocagem. Para o experimento de vida de prateleira, no qual não foi realizada inoculação de micro-organismos previamente, o filme desenvolvido apresentou significativa redução da população dos grupos de micro-organismos deteriorantes analisados nos tempos 5 e 10 dias de estocagem, porém não foi possível avaliar a possibilidade de extensão da vida de prateleira dos produtos em questão. Não foram detectadas colônias fenotipicamente características de Listeria spp. em nenhum dos pontos analisados durante o experimento da avaliação da vida de prateleira. É possível afirmar que foram obtidos resultados satisfatórios pautados pelos objetivos do presente estudo, uma vez que o biopolímero desenvolvido possui atividade antimicrobiana efetiva contra S. aureus sob as condições intrínsecas e extrínsecas aplicadas durante o armazenamento de queijo tipo Minas frescal

Abstract: Currently, major challenges are being faced by the food industry, which include the production of foods closer to the natural, without giving up on the quality, safety and sensory attributes of the food produced. In addition, the increased consumer awareness of the environmental appeal pressures the industry to substitute packaging for more sustainable and biodegradable alternatives. Therefore, the objective of the current study was to develop active biodegradable packaging added of essential oils as antimicrobial agents. Initially, Solid Phase Micro-Extraction methodology was applied in conjunction with Gas Chromatography coupled to Mass Spectrometry (HS-SPME / GC-MS) to identify and quantify the major compounds present in the essential oils analyzed. The analysis of the antimicrobial activity of ten essential oils against the most common contaminant microorganisms in the Minas frescal cheese chain (Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella spp and Listeria innocua) was carried out, conducted by Minimal Inhibitory Concentration and Minimum Bactericidal Concentration. Subsequently, biodegradable active packaging based on gelatin and chitosan was developed, adding the two most effective essential oils against the microorganisms analyzed. The verification of the hypothesis of reduction of the essential oil content used in the formulation, as well as the determination of the antimicrobial activity of the films developed with different concentrations of essential oil, were evaluated by disc-diffusion methodology in agar. To evaluate the effects of the biopolymer developed on the growth behavior of pathogenic microorganisms susceptible to it under conditions analogous to those of storage, primary models of predictive microbiology were developed. Finally, the influence on the shelf-life analysis of Minas frescal cheeses was evaluated by analyzing the groups of microorganisms: mesophiles, psychrotrophs, lactic bacteria, and microorganisms susceptible to the developed polymers (Staphylococcus spp and Listeria spp). In principle, compatible compounds were observed qualitatively and quantitatively with those observed in previous studies mainly for the essential oil of C. citratus. For this oil, the geranial (41.8 ± 1.4%) and neral (27.3 ± 0.7%) compounds were detected, which are two isomers that present antimicrobial activity whose main mechanisms of action are attributed to the damage and alteration of cell membrane permeability. Based on the results obtained, it is possible to state that the most efficient essential oils in the inhibition of the studied microorganisms were those from the species C. citratus and C. martinii. Later, among the polymers developed, the one added of the essential oil of C. citratus obtained better antimicrobial activity, however only Gram-positive microorganisms (S. aureus and L. innocua) showed to be susceptible. For the analysis of microorganism behavior through the development of predictive microbiology models, it was observed that the polymer developed did not present satisfactory activity against L. innocua, however, it was able to inactivate S. aureus after 10-11 days of storage. For the shelf life experiment, in which no microorganisms were previously inoculated, the developed film showed a significant reduction in the population of the deteriorating microorganisms groups analyzed at 5 and 10 days of storage, but it was not possible to evaluate the possibility of extending the shelf life of the products in question. However, no phenotypically characteristic colonies of Listeria spp. in any of the analyzed points of this experiment were observed. Based on the obtained results, it is possible to affirm that satisfactory results based on the objectives of the present study were obtained, since the developed biopolymer has effective antimicrobial activity against S. aureus under the intrinsic and extrinsic conditions applied during the storage of Minas frescal cheese
Subject: Atividade antimicrobiana
Essências e óleos essenciais
Biopolímeros
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: IACUZIO, Raiza. Desenvolvimento e análise da estabilidade de biopolímero ativo adicionado de óleos essenciais como agentes antimicrobianos para acondicionamento de queijo Minas frescal. 2019. 1 recurso online (92 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:FEA - Tese e Dissertação

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