Deposition of rice protein hydrolysates on the microparticles surface obtained by spray drying [recurso eletrônico]
Matheus Henrique Gouveia Gomes
TESE
Multilíngua
T/UNICAMP G585d
[Deposição de hidrolisados proteicos de arroz nas superfícies das micropartículas obtidas por "spray drying"]
Campinas, SP : [s.n.], 2023.
1 recurso online (211 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientador: Louise Emy Kurozawa
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos
Resumo: Conhecer e compreender o mecanismo de formação da superfície das micropartículas obtidas via spray dryer, em termos de aspecto composicional, são de extrema importância na qualidade e desenvolvimento de novos produtos; portanto, a escolha do agente carreador é um passo decisivo na secagem. A...
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Resumo: Conhecer e compreender o mecanismo de formação da superfície das micropartículas obtidas via spray dryer, em termos de aspecto composicional, são de extrema importância na qualidade e desenvolvimento de novos produtos; portanto, a escolha do agente carreador é um passo decisivo na secagem. A modificação da estrutura da proteína, agente carreador bastante utilizado, através da hidrólise enzimática parcial pode aumentar a solubilidade da proteína e melhorar suas propriedades funcionais na formação do filme. Sendo assim, o objetivo principal deste trabalho foi avaliar a deposição de hidrolisados de proteína isolada de arroz (RPI) nas superfícies de micropartículas de óleo de linhaça e óleo essencial de laranja produzidas por spray dryer para verificar sua influência na permeação de oxigênio e liberação de compostos voláteis. A primeira parte do estudo consistiu em investigar os efeitos da hidrólise enzimática (DH) (2, 6 e 10%) pela protease Flavorzyme nas propriedades físico-químicas da RPI e da emulsão óleo/água utilizando diferentes concentrações de hidrolisados (0,5, 1,0 e 1,5 %). Os resultados mostraram que o DH10% aumentou a solubilidade em quase 20%. Além disso, obteve-se efeito positivo na atividade emulsificante (EAI) (31,5 m2/g) com menor concentração de hidrolisado (0,5%) e estabilidade emulsificante (ESI) (39,49-74,22 min) nas diferentes concentrações. Em seguida, as emulsões foram secas por spray dryer e a microestrutura, composição superficial por espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS) e estabilidade oxidativa das micropartículas foram investigadas. As propriedades físico-químicas dos pós também foram avaliadas e não foram afetadas pela DH e concentração de proteína. No entanto, foi encontrada uma correlação positiva entre DH e estabilidade oxidativa. O menor valor de peróxido (2,48 – 1,99 meq/kg de óleo) foi encontrado para o pó formulado com DH 10% e 1,5% de concentração de proteína durante o armazenamento. A microscopia confocal de varredura a laser e a microscopia de força atômica também permitiram identificar os efeitos dessas variáveis na estabilidade oxidativa. Por meio do XPS, observou-se que o DH10% favoreceu o acúmulo superficial de proteínas nas micropartículas. Esses resultados mostraram que o DH influenciou a distribuição dos componentes e a porcentagem de proteína na superfície, consequentemente afetando as propriedades de barreira das micropartículas. Essa influência também foi observada na superfície das micropartículas de óleo essencial de laranja produzidas por spray drying. As micropartículas formuladas com DH10% apresentaram maior presença de proteína (2,30%) na superfície do que as micropartículas RPI (1.07%) e consequentemente a retenção de óleo (49,97%) dobrou em relação ao RPI (23,03%). Em contraste, esta amostra apresentou alta higroscopicidade, atribuída ao percentual de proteína na superfície das micropartículas. As proteínas hidrolisadas de arroz (RPH) foram capazes de reduzir a tensão interfacial (3,78-4,04 mN/m) quando comparadas aos RPI (4,74 mN/m) e consequentemente o tamanho de gotas da emulsão (8,29-8,66 µm) e (9,06 µm), respectivamente. Assim, com base nos resultados da tensão interfacial e consequentemente no tamanho da gota, podemos supor que o RPH conseguiu permanecer na gota atomizada durante a secagem, conforme observado nos resultados de XPS. É importante determinar as correlações entre as propriedades da emulsão, a composição superficial do pó e as propriedades do produto final, uma vez que essas correlações podem nos permitir determinar a formulação ideal de micropartículas e melhorar a proteção e a liberação controlada de compostos bioativos
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Abstract: Knowing and understanding the mechanism of surface formation of spray dried microparticles, in terms of compositional aspect, are extremely important in the quality and development of new products; therefore, the choice of carrier agent is a decisive step in drying. Modification of protein...
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Abstract: Knowing and understanding the mechanism of surface formation of spray dried microparticles, in terms of compositional aspect, are extremely important in the quality and development of new products; therefore, the choice of carrier agent is a decisive step in drying. Modification of protein structure through partial enzymatic hydrolysis can increase protein solubility and improve its functional properties in film formation. Thus, the main objective of this work was to evaluate the deposition of rice protein hydrolysates (RPI) on the surfaces of microparticles of progressive linseed oil by spray drying to verify its influence on oxygen permeation. The first part of the study consisted of investigating the effects of enzymatic hydrolysis (DH) (2, 6 and 10%) by protease Flavorzyme on the physicochemical properties of RPI and oil/water emulsion using different concentrations of hydrolysates (0.5, 1 .0 and 1.5 %). The results appreciated that DH10% increased solubility by almost 20%. In addition, there was a positive effect on emulsifying activity (EAI) (31.5 m2/g) with lower concentration (0.5%) and emulsifying stability (ESI) (39.49-74.22 min) with different concentrations. Then, the emulsions were spray dried and the microstructure, surface composition by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and oxidative stability of the microparticles were investigated. The physicochemical properties of the powders were not affected by DH and protein concentration. However, a positive relationship was found between DH and oxidative stability. The lowest peroxide value (2.48 – 1.99 meq/kg of oil) was found for the powder formulated with 10% DH and 1.5% protein concentration during treatment. Confocal laser scanning microscopy and atomic force microscopy also allowed identifying the effects of these variables on oxidative stability. Through XPS, DH10% favored the superficial accumulation of proteins on the microparticles. These results showed that DH influenced the distribution of components and the percentage of protein on the surface, consequently affecting the barrier properties of microparticles. This influence was also observed on the surface of orange essential oil spray dried microparticles. The microparticles formulated with DH10% showed a higher presence of protein (2.30%) on the surface than the RPI microparticles (1.07%) and consequently doubled the oil retention (49.97%) and in relation to the RPI (23 .03%). In contrast, this sample showed high hygroscopicity, attributed to the percentage of protein on the surface of the microparticles. The hydrolyzed rice proteins (RPH) were able to reduce the interfacial tension (3.78-4.04 mN/m) when compared to the RPI (4.74 mN/m) and consequently the droplet size (8.29- 8.66 µm) and (9.06 µm), respectively. Thus, based on the interfacial tension results and consequently on the droplet size, we can assume that the RPH was able to remain in the atomized droplet during drying, as observed in the XPS results. It is important to determine correlations between emulsion properties, surface powder composition and final product properties, as these correlations may allow us to determine the optimal microparticle formulation and improve protection and controlled release of bioactive compounds
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Aberto
Kurozawa, Louise Emy, 1980-
Orientador
Bonsanto, Fabiana Perrechil, 1983-
Avaliador
Nicoletti, Vania Regina
Avaliador
Cunha, Rosiane Lopes da, 1967-
Avaliador
Alvim, Izabela Dutra
Avaliador
Deposition of rice protein hydrolysates on the microparticles surface obtained by spray drying [recurso eletrônico]
Matheus Henrique Gouveia Gomes
Deposition of rice protein hydrolysates on the microparticles surface obtained by spray drying [recurso eletrônico]
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