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Abordagem quimiométrica e avaliação físico-química, bioativa e biológica in vitro da acerola (Malpighia emarginata) in natura e liofilizada
(2018-12-07) Moraes, Francisca Pereira de; Hoskin, Roberta Targino; Borges, Katia Cristina; ; ; ; Medeiros, Maria de Fátima Dantas de; ; Damasceno, Karla Suzanne Florentino da Silva Chaves; ; Aquino, Jailane de Souza; ; Silva, Flávio Luiz Honorato da;
O Brasil é um importante produtor de frutos tropicais. Dentre esses, destaca-se a acerola (Malpighia emarginata), reconhecida por seu alto teor de ácido ascórbico (AA), compostos fenólicos totais (CFT), carotenoides, antocianinas e considerável potencial antioxidante. Tendo em vista o valor bioativo e comercial desse fruto, o presente trabalho objetivou avaliar a acerola em diferentes abordagens, que correspondem aos seis capítulos da presente tese. Inicia com uma introdução geral que contextualiza o universo do trabalho e os temas abordados ao longo da pesquisa. O segundo capítulo mostra a avalição do fruto intacto quanto a sua composição de bioativos (AA, CFT) e atividade antioxidante (DPPH), através do uso do infravermelho próximo (NIR) e aplicação de técnicas de análise quimiométricas. No terceiro capítulo, a técnica de liofilização foi aplicada ao resíduo e polpa da acerola de forma a comparar os produtos finais desidratados ao produto fresco, bem como acompanhar a estabilidade dos pós ao longo do armazenamento. No quarto capítulo, a acerola liofilizada adquirida comercialmente foi avaliada e comparada com frutos selecionados liofilizados (camu-camu, maçã e abacaxi) no que diz respeito a análises biológicas. Esses ensaios in vitro incluíram a determinação do perfil fitoquímico (AA, CFT, antocianinas, ácidos fenólicos), atividade antioxidante (por dois métodos de detecção: potencial redutor do ferro - FRAP e captura dos radicas do 2,2-difenil-1- picril-hidrazil - DPPH), bem como a influência desses compostos na redução da produção das espécies reativas de oxigênio (ROS) e nitrogênio (óxido nítrico, NO) em células macrófagos RAW 264.7. Inicialmente, a toxicidade dos extratos das amostras liofilizadas (método redução do brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2yl)- 2,5-difenil tetrazolium - MTT) para as células RAW 264.7 foi determinada. Feito isso, o potencial anti-inflamatório dos extratos de acerola diante de enzimas e mediadores com atividade pró e anti-inflamatório (óxido nítrico sintase induzível – iNOS; cicloxigenase – COX2; interleucinas – IL-1β e IL-6; fator de necrose tumoral - TNFα) foi avaliado, além de ensaio in vitro para investigar o efeito dos extratos sobre a migração celular em fibroblastos da pele humana (HDFa). Os capítulos 5 e 6 apresentam a conclusão e a lista de referências que fundamentam o trabalho, respectivamente. Os resultados mostram que o modelo NIRS é uma alternativa analítica não-destrutiva rápida e confiável para avaliar os teores de ácido ascórbico, no entanto, não mostrou bons ajustes para os compostos fenólicos totais e poder antioxidante em frutos de acerola. Também ficou demonstrado que a liofilização produz acerola desidratada com alta retenção de ácido ascórbico e que a preservação de compostos bioativos acontece de maneira mais efetiva em armazenamento refrigerado, tanto para ácido ascórbico quanto para antocianinas. Os resultados dos testes biológicos in vitro mostraram que os extratos de acerola, camu-camu, maçã e abacaxi são capazes de reduzir a produção das espécies reativas de oxigênio (ROS), mas apenas acerola e camu-camu reduziram a produção das espécies reativas de nitrogênio (NO). Os extratos desses frutos também mostraram potencial anti-inflamatório contra os marcadores IL1β e IL6, sendo a acerola a única capaz de reduzir a expressão da enzima COX-2. A acerola também foi capaz de acelerar o processo de migração celular, tendo como base os resultados in vitro obtidos em celulas tipo HDFa, que reflete a capacidade de regeneração das células da pele após sofrer lesão. O elevado teor de ácido ascórbico do fruto liofilizado parece exercer importante papel nos efeitos biológicos in vitro demonstrados. Com isso, conclui-se que a acerola apresenta potencial bioativo e biológico in vitro, que podem ser explorados como ingredientes em alimentos e formulações farmacêuticas com efeitos benéficos a saúde.
Alimento liofilizado temperado do tipo Snack obtido a partir do pedúnculo de Caju
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018-11-07) Dias, Thayse Gabriella Negreiros; Hoskin, Roberta Targino; Moraes, Francisca Pereira de
O Brasil é um dos maiores produtores de caju, produção essa concentrada na Região Nordeste. O caju possui diferentes formas de aproveitamento na indústria de alimentos, porém a castanha do caju é o componente que possui o maior valor comercial e, por isso é a parte mais beneficiada pelas indústrias. Como consequência, não existe um aproveitamento satisfatório do pseudofruto, e cerca de 75% dos pedúnculos são desperdiçados. Isso se deve à alta perecibilidade do pedúnculo, além da falta de estratégias de aproveitamento racional. Diante disso, este trabalho teve como objetivo apresentar uma alternativa de aproveitamento tecnológico dessa matéria-prima, de modo a agregar valor ao pedúnculo do caju. Neste trabalho é apresentado o processo de produção de snack temperado produzido a partir da desidratação por liofilização do pedúnculo de caju. O trabalho inclui revisão bibliográfica sobre o assunto, além de apresentar descrição do processo, layout da unidade produtiva, balanços de massa e energia, e finaliza com análise do custo do produto final, baseado no custo unitário do mesmo, e considerações sobre o destinamento correto dos resíduos gerados. Sabendo que atualmente as pessoas estão cada vez mais seletivas e exigentes quanto ao que consomem, o snack liofilizado apresenta-se como alternativa saudável, rápida e prática, podendo atender a todos os públicos e gostos.
Blueberry polyphenol-protein food ingredients: the impact of spray drying on the in vitro antioxidant activity, anti-inflammatory markers, glucose metabolism and fibroblast migration
(Elsevier, 2019-05) Hoskin, Roberta Targino; Xiong, Jia; Esposito, Debora Araújo; Lila, Mary Ann
Wild blueberry pomace extract complexed with wheat or chickpea flour or soy protein isolate produced spray dried and freeze-dried polyphenol-protein particles. To evaluate the impact of spray drying on the biological activity of these food ingredients in vitro antioxidant and anti-inflammatory activities, regulation of glucose metabolism and ability to stimulate fibroblast migration were tested. Extracts from polyphenol-protein particles significantly decreased reactive oxygen species (ROS) production and down-regulated the gene expression of inflammation markers (COX-2 and IL-1β). Milder suppression of nitric oxide production and inducible nitric oxide synthase (iNOS) gene expression was evident. The extracts significantly inhibited phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK) and accelerated fibroblast cell migration up to 3-fold after 24 h. Complexed polyphenols retained their structural integrity and bioactive potency for both lyophilized and spray dried treatments. The data suggests that spray drying is a convenient and cost-effective technique to produce blueberry-polyphenol food ingredients with preserved phytochemicals with biological activities
Caracterização química e avaliação das atividades biológicas de extratos da polpa de Melocactus zehntneri (Britton & Rose)
(2019-06-26) Martins, Verônica Giuliani de Queiroz Aquino; Scortecci, Katia Castanho; Rocha, Hugo Alexandre de Oliveira; ; ; ; Hoskin, Roberta Targino; ; Santos, Deborah Yara Alves Cursino dos;
De modo a comprovar o uso popular de uma espécie e fomentar a descoberta de novos princípios ativos, as cactáceas tornam-se objetos para estudos fitoquímicos e farmacológicos. Diante deste contexto, o presente trabalho obteve seis extratos a partir da parte interna do cladódio liofilizada -polpa- da cactácea Melocactus zehntneri e avaliou os potenciais antioxidante e biológico, por meio de ensaios in vitro e in vivo. A extração se deu de modo seriado, a partir da polpa liofilizada gerando seis extratos: hexano (EH), clorofórmio (EC), etanol (EE), metanol (EM), água final (EAF) e um realizado apenas com água: aquoso (EA). Destes, foi avaliado o teor de açúcar, proteínas e compostos fenólicos. A cromatografia em camada delgada (CCD) apresentou terpenos (ácidos ursólico e oleanólico), saponinas, açúcares (rafinose, frutose, sacarose e galactose), glicoproteínas, bem como os ácidos urônicos e glicurônicos na CCD em celulose descendente. Na cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), foi sugerida a presença das classes de fenilpropanóides como: ácidos cumáricos, ácido benzoico, luteolina, hesperidina e ácido elágico, principalmente. Realizou-se testes antioxidantes, dentre os quais os extratos (25, 50, 100, 250 e 500 µg/mL), apresentaram atividades nos testes de Quelação de Íons Ferro, DPPH, Sequestro de Íons Superóxido e na Atividade Sequestradora de Radical Hidroxila. Com base nestes resultados foi avaliada a ação antibiofilme frente a bactéria Staphylococcus epidermidis 70D MRSE, resultando em uma atuação dos extratos de forma inibitória na formação do biofilme em formação, onde quase todos os extratos, exceto do clorofórmio (EC), promoveram inibição do biofilme, ressaltando que o extrato aquoso (EA) apresentou a melhor porcentagem de inibição do biofilme com aproximadamente 90%. Em outra abordagem foi verificado se os extratos apresentavam uma citotoxicidade frente a linhagem celular 3T3. Como a maior parte dos extratos não exerceu citotoxicidade, então foi avaliado a possível atividade protetora dos extratos, na presença do H2O2, na linhagem celular 3T3. Observou-se que os extratos apresentaram uma atividade curativa, ou seja, capacidade de tratar as células frente ao agente estressor H2O2. Foi ainda avaliada a atividade fotoprotetora in vitro. Os extratos EH e EC apresentaram, respectivamente, os melhores valores de fator de proteção solar (2,4 e 3,2), evidenciando uma potencial atividade fotoprotetora. Portanto, os resultados obtidos mostram o potencial destes extratos para atuarem como antioxidantes, antibiofilme, sem citotoxicidade, com ação curativa frente ao estresse com H2O2 e podendo ser utilizado como aditivo a protetores solares pelo seu potencial fotoprotetor.
Characterization and functionality of fibre-rich pomaces from the tropical fruit pulp industry
(Emerald Publishing Limited, 2020-02-28) Medeiros, Igor Ucella Dantas de; Aquino, Jailane de Souza; Cavalcanti, Natália Sufiatti de Holanda; Campos, Ana Regina Nascimento; Cordeiro, Angela Maria Tribuzy de Magalhães; Damasceno, Karla Suzanne Florentino da Silva Chaves; Hoskin, Roberta Targino
Purpose – The purpose of this paper is to evaluate the chemical and functional composition of acerola, guava and cashew freeze-dried pomaces. Design/methodology/approach – Fruit pomaces were obtained from the pulp juice industrial sector and submitted to freeze-drying. Samples were analysed for composition (macronutrients, micronutrients, moisture and ash), technological attributes (morphological, hygroscopicity, retention of oil and water and solubility), bioactive compounds (total phenolics, flavonoids, proanthocyanins, anthocyanins, carotenoids and ascorbic acid), antioxidant and antimicrobial properties. Total phenolics, brown pigments and antioxidant activity of thermally treated samples were evaluated. Results were presented as mean and standard deviation, and submitted to Shapiro–Wilk normality test, and ANOVA statistical significance follows by Tukey’s post hoc test ( po0.05). Also, Pearson correlation coefficients were used to test the relationship between selected parameters. Findings – Guava pomace had the highest insoluble fibre (40.6 per cent), protein (13.8 per cent) and lipid (9.3 per cent) contents and acerola higher soluble fibre (14.2 per cent) and water and oil holding capacity (12 and 5.4 g/g, respectively). Cashew pomace had higher solubility (45.3 per cent) and hygroscopicity (11.2 per cent). Acerola pomace had the highest phenolic content (5,331.7 mg AGE/100 g), DPPH and oxygen radical absorbance capacity antioxidant activity (63.3 and 756.6 µmol TE/g). Despite of that none of extracts showed antibacterial activity. All pomaces presented good antioxidant activity retention after thermal treatments (W 70 per cent), which might be correlated to thermally induced brown pigments. Originality/value – This investigation was motivated by the large amounts of pomaces produced by the fruit pulp and juice processing industries, which represents a waste of residual phytochemicals and cause potential environmental problems. Overall, it was demonstrated that freeze-dried acerola, guava and cashew pomaces are promising ingredients for multiple food applications
Comparison of berry juice concentrates and pomaces and alternative plant proteins to produce spray dried protein–polyphenol food ingredients
(Royal Society of Chemistry, 2019) Hoskin, Roberta Targino; Xiong, Jia; Lila, Mary Ann
Spray dried functional food ingredients were prepared by complexing alternative plant protein sources – buckwheat flour alone or blended with pea and rice proteins, with polyphenol sources – blueberry, cranberry and purple muscadine grape extracts from juice concentrates and pomaces – to create colloidal aggregate powders. When fruit pomaces (rather than juice concentrates) were used as polyphenol resources, solid recovery was significantly enhanced, especially for matrices made with pea protein, buckwheat flour or pea–buckwheat blends (over two fold for pea protein–berry pomace aggregates). Polyphenol content and DPPH radical scavenging capacity were, in general, significantly greater for pomace-derived protein–polyphenol aggregates compared to those made with juice concentrates. In particular, the particles produced with muscadine grape pomace presented the highest (p < 0.05) phenolic content (147.3–174.3 mg g−1, 19.4–20.4 mg g−1 and 16.3–21.4 mg g−1 for total phenolic content, anthocyanins and proanthocyanidins respectively), and antioxidant activity (408.9–423.3 μmol TE per g) as well as good spray drying yield (38.6–63.4%). Buckwheat flour, despite its relatively low protein content (13.7%) relative to pea and rice protein isolates (84% and 89%, respectively) still demonstrated high capacity for sorption of flavonoid phytoactive compounds from the berry fruits. These results suggest an efficient plant-based approach to produce value-added protein–polyphenol aggregates with broad utility as healthy food ingredients
Encapsulação de compostos bioativos da acerola (Malpighia emarginata DC) por spray drying e nanoprecipitação usando carreadores proteicos: avaliação das partículas de acerola, estabilidade de armazenamento e aplicação em produtos alimentares
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-06-27) Ribeiro, Dayene Nunes; Hoskin, Roberta Targino; https://orcid.org/0000-0003-0900-4983; http://lattes.cnpq.br/7098666299806958; http://lattes.cnpq.br/6032005266788441; Pedrini, Marcia Regina da Silva; Matsui, Katia Nicolau; Passos, Thais Souza; Silva, Flávio Luiz Honorato da; Medeiros, Fábio Gonçalves Macêdo de
O Brasil é o maior produtor e exportador mundial de acerola (Malpighia emarginata DC.), uma das mais ricas fontes naturais de ácido ascórbico. No entanto, a alta perecibilidade dos frutos e o fato do ácido ascórbico ser facilmente degradado quando submetido a condições normalmente encontradas durante o processamento e armazenamento de alimentos, tais como exposição à luz, presença de oxigênio, altas temperaturas e pH extremos, comprometem seu aproveitamento comercial. Dessa forma, o uso de técnicas de processamento para preservar os compostos bioativos da acerola, criar alternativas lucrativas de maior valor agregado e proporcionar a diversificação de produtos derivados dessa fruta são de especial interesse para a indústria. A presente tese de doutorado tem como objetivo investigar as técnicas de encapsulamento por spray drying e nanoprecipitação em solvente orgânico aplicadas ao suco e ao resíduo agroindustrial da acerola usando carreadores proteicos. O trabalho foi dividido em duas abordagens distintas. Inicialmente, as micropartículas de acerola foram produzidas por spray drying usando proteína isolada de soro de leite, proteína isolada de soja e colágeno hidrolisado (isolados ou combinados) como carreadores de secagem. Seis grupos experimentais foram investigados nesse estudo: suco de acerola com proteína isolada de soja – ASP; suco de acerola com proteína isolada de soro de leite - AWP, suco de acerola com colágeno – ACO; suco de acerola com uma mistura de proteína isolada de soja/colágeno 1:1 – ASC; suco de acerola com uma mistura de proteína isolada de soro de leite/colágeno 1:1 – AWC; e suco de acerola com uma mistura de proteína isolada de soro de leite/proteína isolada de soja 1:1 - AWS). Os grupos foram avaliados quanto ao desempenho do processo (recuperação de sólidos e retenção de polifenóis) e qualidade do produto (teor e solubilidade de polifenóis totais) e o melhor tratamento foi selecionado para o estudo de estabilidade de armazenamento e posterior incorporação em filmes à base de amido usando a técnica casting. Micropartículas AWC obtiveram boa recuperação de sólidos (> 50%) e retenção de polifenóis e conteúdo de compostos fenólicos totais (CFT) (> 70% e 128,45 mg EAG/g, respectivamente), além de alta solubilidade em água (85,2%). Dessa forma, as partículas AWC foram selecionados para produzir filmes biodegradáveis. Filmes de amido de mandioca desenvolvidos com AWC apresentaram permeabilidade ao vapor de água de 0,29 g mm/m2 h kPa e atividade antioxidante medida por 2,2-difenil-1-picrilhidrazil (DPPH) de 6,57 μM ET/g, além de maior migração de polifenol para água (6,30 mg EAG/g filme) comparada com acético acetico. Na segunda parte desse estudo, partículas de acerola foram produzidas por spray drying e nanoprecipitação a partir de compostos bioativos recuperados do resíduo agroindustrial (casca, sementes e polpa) usando proteína isolada de soro de leite. Micropartículas de acerola foram desenvolvidas na temperatura de entrada de 150 ºC através da técnica de spray drying. Nanopartículas foram preparadas pela técnica de nanoprecipitação utilizando proporção núcleo: agente encapsulante 1:4 (m:m), surfactante Tween 80 e velocidade de agitação (17.000 RPM) durante a evaporação do solvente orgânico etanol. As influências dos dois processos de encapsulação foram avaliadas quanto a recuperação de sólidos e eficiência de encapsulação dos processos, além das características físico-químicas (microscopia eletrônica de varredura (MEV), diâmetro do tamanho de partícilas, potencial Zeta, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), solubilidade, higroscopicidade) concentração de bioativos (compostos fenólicos totais (CFT) e ácido ascórbico (AA)) e atividade antioxidante. Além disso, as partículas foram avaliadas quanto a estabilidade de armazenamento sob condições controladas e a fortificação em iogurtes naturais. As duas técnicas de encapsulação apresentaram recuperação de sólidos superior a 50%. A eficiência de encapsulamento de fenólicos por nanoprecipitação (79,7 ± 4,1%) e spray drying (66,5 ± 2,5%) foi determinada. As partículas apresentaram formato esférico, sendo observado superfície lisa com tamanho físico na escala nanométrica (178,37 ± 39,70 nm) para partículas produzidas por nanoprecipitação e superfície enrugada na escala micrométrica (1,87 ± 0,63 μm) quando produzidas por spray drying. O potencial Zeta apresentou partículas moderadamente estáveis (pH < 3,5) e altamente estáveis (pH > 6,9) quando produzidas por nanoprecipitação, enquanto as partículas produzidas por spray drying são moderadamente estáveis (pH > 7,5). O FTIR demonstrou as interações da proteína do soro do leite com o extrato de resíduo de acerola por meio de interações eletrostáticas e novas ligações químicas, sugerindo a encapsulação. As nanopartículas apresentaram maior conteúdo de polifenóis (52,24 ± 2,42 mg EAG/g) e ácido ascórbico (671,3 ± 294 mg AA/100 g) em relação as micropartículas (CFT = 39,72 ± 0,61 mg EAG/g e AA = 358,74 ± 77,85 mg AA/100 g) (p<0,05). O iogurte fortificado com partículas de acerola mostrou ser estável por 14 dias, e a concentração final de CFT no iogurte fortificado com micropartículas de acerola (36,25± 2,96 mg EAG/100 g) foi maior em comparação ao iogurte com nanopartículas (22,02 ± 0,3 mg EAG/100 g). Os resultados mostram que técnicas de encapsulação são estratégias eficientes para produzir ingredientes e produtos com características fitoquímicas preservadas e com atributos melhorados a partir da acerola, tanto do suco quanto do resíduo agroindustrial.
Estimation of ascorbic acid in intact acerola (Malpighia emarginata DC) fruit by NIRS and chemometric analysis
(MDPI, 2019) Moraes, Francisca Pereira de; Costa, Rosangela Câmara; Morais, Camilo de Lelis Medeiros de; Medeiros, Fábio Gonçalves Macêdo de; Fernandes, Tássia Rayane Nascimento; Hoskin, Roberta Targino; Lima, Kássio Michell Gomes de
Acerola fruit is one of the richest natural sources of ascorbic acid ever known. As a consequence, acerola fruit and its products are demanded worldwide for the production of health supplements and the development of functional products. However, the analytical determination of ascorbic acid is time-consuming and costly. In this study, we show a non-destructive, reliable, and fast method to measure the ascorbic acid content in intact acerola, using near-infrared spectroscopy (NIRS) associated with multivariate calibration methods. Models using variable selection by means of interval partial least squares (iPLS) and a genetic algorithm (GA) were tested. The best model for ascorbic acid content, based on the prediction performance, was the GA-PLS method with second derivative spectral pretreatment, with a root mean square error of cross-validation equal to 22.9 mg/100 g, root mean square error of prediction equal to 46.3 mg/100 g, ratio of prediction to deviation equal to 8.0, determination coefficient for calibration equal to 0.98 and determination coefficient for prediction equal to 0.96. The current methodology, using NIR spectroscopy and chemometrics, is a promising and rapid tool to determine the ascorbic acid content of intact acerola fruit
Estratégias de processamento e revalorização de matériasprimas alimentares para a produção de ingredientes funcionais e sustentáveis
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-08-25) Silva, Edilene Souza da; Hoskin, Roberta Targino; https://orcid.org/0000-0003-0900-4983; http://lattes.cnpq.br/7098666299806958; https://orcid.org/0000-0002-5403-7461; http://lattes.cnpq.br/1189867826615725; Vasconcelos, Lucicleia Barros de; Nunes, Andrea Oliveira; http://lattes.cnpq.br/7620659413250570; Trindade, Carmen Silvia Favaro; Pedrini, Marcia Regina da Silva; Langassner, Silvana Maria Zucolotto
Um volume considerável de resíduos agroindustriais são produzidos diariamente de Norte a Sul do país. Estimativas apontam que resíduos de frutas (constituídos principalmente por peles, sementes e polpa residual) podem representar até 50% do peso da fruta original. Apesar de já ter sido amplamente demonstrado que os resíduos são fontes valiosas de compostos fitoquímicos residuais com potenciais aplicações na produção de alimentos, ainda existem poucos produtos no mercado a partir dessa matéria-prima abundante, especialmente em países em desenvolvimento como o Brasil. Segundo a Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação, a fome e a desnutrição podem ser combatidas através da inovação, a qual diz respeito não apenas ao surgimento de novas tecnologias, mas também ao uso racional de produtos e procedimentos existentes. Dessa forma, a presente tese de Doutorado tem como objetivo estudar estratégias de revalorização de matérias-primas para produzir ingredientes alimentícios derivados de frutas e vegetais e avaliá-los no que diz respeito às propriedades físico-químicas, funcionais e bioativas, bioacessibilidade, assim como a viabilidade ambiental. Especificamente, técnicas de obtenção de extratos aquosos ricos em polifenois recuperados de resíduos agroindustriais de frutas (acerola e jambolão) mediante aplicação de técnicas de extração convencional (extração sólido-líquido) e emergentes (ultrassom) foram avaliados e comparados no que diz respeito a performance e viabilidade ambiental através da ferramenta Avaliação do Ciclo de Vida (ACV). Além disso, a produção de ingredientes alimentícios do tipo proteína-polifenol foi conduzida por spray drying usando diferentes estratégias: a) polifenois recuperados de resíduo e polpa do sabugueiro (elderberry) americano encapsulados com isolado de proteína de soja (SPI) e amido de tapioca (TS) e b) polifenois extraídos de folhas de alecrim ou recuperados do resíduo da uva muscadine usando a nova proteína de inseto (insect protein) ou a mistura de proteína de inseto e proteína de ervilha (pea protein isolate) como coadjuvantes de secagem. O método UAES (Extração assistida por ultrassom e agitação) após 90 min apresentou o maior teor de polifenois, e a ACV revelou que o UAES teve o menor impacto ambiental entre todos os protocolos de extração. Para as partículas do elderberry, aquelas produzidas com SPI tiveram maior solubilidade e fluidez, bem como foram mais bioacessíveis, enquanto as com o TS apresentaram maiores teores de compostos bioativos (TPC, ANC e PAC). As partículas protéina de inseto-polifenol apresentaram boas características funcionais. O melhor desempenho para a secagem em spray foi obtida para as partículas derivadas da mistura de proteína de inseto e proteína de ervilha, ao passo que as partículas derivadas do alecrim foram mais bioacessíveis. Esse trabalho aborda assuntos de grande interesse mundial na área de ciência e tecnologia de alimentos e produz resultados científicos importantes para avanços na área de processamento de alimentos alternativos, novas matérias-primas e revalorização de resíduos alimentares. Sobretudo apresenta novas aplicações para a produção de ingredientes alimentícios bioacessíveis, com propriedades funcionais desejáveis usando estratégias “amiga” do meio ambiente.
Macroalgas verdes como recursos sustentáveis: identificação, caracterização, exploração do potencial bioativo e o desenvolvimento de materiais celulósicos a partir da biomassa de Ulva sp. e Chaetomorpha sp. coletada em viveiros de aquicultura em Tibau do Sul, Brasil
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-02-27) Felipe, Ana Terra de Medeiros; Pedrini, Márcia Regina da Silva; Matsui, Katia Nicolau; Silva, Edilene Souza da; Hoskin, Roberta Targino
A crescente demanda por recursos sustentáveis e a necessidade de reduzir o impacto ambiental impulsionam a busca por novas fontes de matérias-primas renováveis e versáteis. Neste contexto, as macroalgas marinhas surgem como alternativas promissoras, oferecendo aplicações que variam desde a produção de alimentos funcionais até a fabricação de embalagens e materiais biodegradáveis. Assim, este estudo investigou o potencial biotecnológico das macroalgas verdes Ulva sp. e Chaetomorpha sp., coletadas em viveiros de aquicultura no município de Tibau do Sul, Nordeste do Brasil, com ênfase em sua caracterização físico-química, morfológica, propriedades bioativas, antioxidantes, antibacterianas e a utilização da polpa das algas frescas como materiais celulósicos. A identificação ao nível de gênero das macroalgas coletadas foi realizada, evidenciando a presença de espécies Ulva sp. e Chaetomorpha sp. que surgiram de forma espontânea, sem cultivo intencional. As análises físico-químicas e fitoquímicas revelaram um perfil rico em fibras, minerais e em compostos bioativos, como pigmentos, compostos fenólicos e ácidos graxos, nos extratos algais. Os extratos metanólicos demonstraram maior eficiência na extração de bioativos e superior atividade antioxidante em comparação aos extratos aquosos e etanólicos, através de um pré tratamento com ultrassom seguido de uma extração sólido-líquido. Os extratos metanólicos da Ulva sp. apresentaram teores de fenólicos totais superiores a 7 mg EAG/100 g do pó seco em estufa, enquanto a extração de pigmentos, clorofilas totais e carotenoides, apresentaram 73 mg/g e 17,75 mg/g, respectivamente. A análise de ácidos graxos na Ulva sp. detectou compostos essenciais, como ácido palmítico e ácido linoleico, evidenciando o potencial funcional dessas macroalgas. Os testes de atividade antioxidante demonstraram capacidade de captura de radicais livres pelos métodos DPPH e ABTS, com valores de inibição de 20% nos extratos metanólicos, enquanto as avaliações da concentração inibitória mínima indicaram eficácia dos extratos metanólicos e etanólicos contra bactérias Gram-positivas e Gram-negativas. Além disso, dentre os polissacarídeos extraídos de ambas as espécies estudadas, a celulose extraída da Chaetomorpha sp. apresentou rendimento médio de aproximadamente 20%, sendo duas vezes maior do que o extraído da Ulva sp., e um índice de cristalinidade de aproximadamente 90% evidenciando a extração de uma celulose pura e com capacidade de formação de material celulósico da Chaetomorpha sp. com potencial para embalagens. Essas folhas celulósicas exibiram características promissoras apresentando espessura média de 0,680 ± 0,130 mm e uma estrutura superficial com presença de fibras longas e bem organizadas, reforçando o potencial desta biomassa como material celulósico. Os resultados deste estudo evidenciam o valor das macroalgas verdes como recurso sustentável, e também destaca sua relevância para o avanço da bioeconomia azul, promovendo a valorização da biodiversidade marinha local e contribuindo para o desenvolvimento de soluções mais sustentáveis em diversas indústrias incluindo alimentos, embalagens, cosméticos e farmacêutica.
Microencapsulação de curcumina em células de levedura (Saccharomyces cerevisiae) via osmoporação: avaliação de parâmetros do processo, estabilidade térmica e capacidade antioxidante
(2019-06-03) Medeiros, Fábio Gonçalves Macêdo de; Hoskin, Roberta Targino; Pedrini, Márcia Regina da Silva; ; ; ; Câmara Júnior, Antonio de Anchieta; ; Salha, Daniella Regina Arantes Martins;
Este estudo propôs avaliar a estratégia de microencapsulação de curcumina em células de levedura (Saccharomyces cerevisiae) através de osmoporacao como uma maneira eficiente de aumentar a estabilidade desta molécula ativa frente a condições de estresse oxidativo. Especificamente, avaliou-se a influência de três parâmetros de processo (concentrações de células, etanol e curcumina) no processo de microencapsulação, e as bio-cápsulas obtidas foram caracterizadas quanto sua capacidade de estabilização térmica e fotoquímica. Os resultados mostraram que a eficiência de encapsulação foi favorecida pelo aumento da relação células/curcumina e concentração de etanol até 60%. As curvas de análise calorimétrica diferencial (DSC) revelaram que a encapsulação em células de levedura proporcionou aumento no ponto de fusão da curcumina, a 207 °C. A curcumina encapsulada manteve mais de 80% da atividade antioxidante após os tratamentos de estresse isotérmico (150 °C) e mais de 70% após exposição de 50 dias à luz artificial. A estabilidade fotoquímica da curcumina na forma encapsulada foi prolongada em 5,7 vezes e o tempo da meia-vida alcançou 181 dias sob iluminação. Dessa maneira, as bio-cápsulas de curcumina produzidas confirmaram a versativilidade e eficiencia da osmoporação como uma técnica de microencapsulação capaz de melhorar com sucesso a estabilidade da curcumina.
Microencapsulação de fisetina via osmoporação em célula de bactéria probiótica (Lactobacillus acidophilus): parâmetros do processo, bioacessibilidade e incorporação em bebida láctea
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-08-06) Andrade, Eduardo Wagner Vasconcelos de; Hoskin, Roberta Targino; Pedrini, Marcia Regina da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/0099275569766870; ; http://lattes.cnpq.br/7098666299806958; ; http://lattes.cnpq.br/1420345421990804; Almeida, Andrea Farias de; ; http://lattes.cnpq.br/2478526289342309; Camara Junior, Antonio de Anchieta; ; http://lattes.cnpq.br/4673835492053368; Salha, Daniella Regina Arantes Martins; ; http://lattes.cnpq.br/3695151190501921; Verissimo, Lourena Mafra; ; http://lattes.cnpq.br/9173400981540256
A incorporação da fisetina em produtos alimentícios é limitada por sua baixa solubilidade aquosa e instabilidade química e enzimática. Nesse sentido, esse estudo propõe sua encapsulação na célula da bactéria probiótica Lactobacillus acidophilus via osmoporação. Para tanto, inicialmente a influência de parâmetros selecionados do processo (concentração de fisetina e pressão osmótica) na eficiência de encapsulação foi avaliada. Feito isso, a encapsulação foi confirmada pela caracterização estrutural das biocápsulas (por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier e calorimetria exploratória diferencial). Em seguida, o comportamento das biocápsulas em ambiente gastrointestinal simulado in vitro e em bebida láctea fermentada (sistema-modelo) foram analisados. Os resultados obtidos mostraram maior eficiência de encapsulação (28%) para fisetina a 2 mg.ml-1 e pressão osmótica de 15 MPa (513 g de glicerol/1000 g de água). Adicionalmente, as curvas de calorimetria exploratória diferencial (DSC) apontam a internalização de fisetina no citoplasma, bem como, sua adsorção na superfície celular. Ao final da simulação in vitro em ambiente gastrointestinal, a bioacessibilidade da fisetina encapsulada alcançou 45,9%, enquanto na forma livre, apenas 0,7%. As biocápsulas de fisetina foram adicionadas em leite e observou-se que o teor de fisetina liberado durante a fermentação láctea aumentou consideravelmente a atividade antioxidante da bebida fermentada (95,3%) por 14 dias e o teor de fisetina encapsulado manteve-se elevado (85%) por 28 dias. Portanto, os resultados demonstram que a encapsulação de fisetina em célula de L. acidophilus via osmoporação é uma técnica simples e eficiente para aplicações na indústria de alimentos.
Novel Spray Dried Algae-Rosemary Particles Attenuate Pollution-Induced Skin Damage
(MDPI, 2021) Hoskin, Roberta Targino; Pambianchi, Erika; Pecorelli, Alessandra; Grace, Mary Halim; Therrien, Jean-Philippe; Valacchi, Giuseppe; Lila, Mary Ann
The present study investigated the effect of spray-dried algae-rosemary particles against pollution-induced damage using ex-vivo human biopsies exposed to diesel engine exhaust (DEE). For this, the complexation of hydroalcoholic rosemary extract with Chlorella (RCH) and Spirulina (RSP) protein powders was conducted. The process efficiency and concentration of rosmarinic acid (RA), carnosic acid (CA), and carnosol (CR) phenolic compounds of both products were compared. The RSP spray-dried production was more efficient, and RSP particles presented higher CR and CA and similar RA concentrations. Therefore, spray-dried RSP particles were prioritized for the preparation of a gel formulation that was investigated for its ability to mitigate pollution-induced skin oxinflammatory responses. Taken altogether, our ex-vivo data clearly demonstrated the ability of RSP gel to prevent an oxinflammatory phenomenon in cutaneous tissue by decreasing the levels of 4-hydroxynonenal protein adducts (4HNE-PA) and active matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) as well as by limiting the loss of filaggrin induced by DEE exposure. Our results suggest that the topical application of spirulina-rosemary gel is a good approach to prevent pollution-induced skin aging/damage
Phytochemical content, antioxidant, anti-inflammatory activities and wound healing properties of freeze-dried fruits
(Acta Scientific Nutritional Health, 2020-01-01) Moraes, Francisca Pereira de; Xiong, Jia; Borges, Katia Cristina; Hoskin, Roberta Targino; Esposito, Debora
This work evaluated the phytochemical composition of freeze-dried acerola, camu-camu, apple and pineapple extracts, and correlated it with their cell-based in vitro antioxidant, anti-inflammatory and wound healing activities. All freeze-dried fruit extracts at 50 µm/mL significantly inhibited (p<0.001) reactive oxygen species (ROS) up to 70%, but only acerola and camu-camu extracts at 150 µm/mL decreased (p<0.001) the nitric oxide (NO) production (up to 33%) in LPS-stimulated RAW 264.7 macrophages. When selected mRNA biomarkers of acute inflammation were evaluated, all freeze-dried fruit extracts inhibited the expression of IL-6 and IL-1β genes, but only acerola reduced the COX-2 expression (p<0.01). In addition, freeze-dried acerola extract (50 µm/mL) significantly enhanced human dermal fibroblasts (HDFa) migration by 1.5-fold compared to the control after 36 h. Based on our results, we hypothesize that the high concentration of ascorbic acid (9454.3 mg/100 g) and anthocyanin contents (14.0 mg /100 g) of freezedried acerola may play an important role on the in vitro biological results
Processamento industrial de frozen yogurt potencialmente probiótico com geleia de goiaba (Psidium guajava L.)
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018-11-07) Araújo, Luanna Gabriella Macêdo de; Hoskin, Roberta Targino; Medeiros, Fábio Gonçalves Macêdo de
A demanda crescente por alimentos naturais que, além da função de nutrir, desempenhem função benéfica ao organismo, tem gerado oportunidades de inovação em diversos mercados, especialmente no setor de lácteos. Para atender a esta demanda, a indústria de alimentos tem investido em novas tecnologias e matérias-primas que possam agregar valor aos produtos elaborados. O frozen yogurt potencialmente probiótico com geleia de goiaba proposto neste estudo é um produto que associa o prazer de saborear um sorvete aos benefícios do consumo de iogurte, além da qualidade nutricional e sensorial fornecidas pela geleia de goiaba. O objetivo deste estudo foi desenvolver a linha de produção em escala industrial para a elaboração do referido produto, sugerir o layout simplificado, apresentar os balanços de massa e energia associados ao processo e realizar a análise de viabilidade econômica com ênfase no custo unitário do produto, bem como apresentar alternativa para o tratamento dos resíduos gerados pela empresa. O produto apresentou potencial para aplicação industrial, tendo em vista que seu processamento é relativamente simples e não demanda custos onerosos de implantação. Do ponto de vista mercadológico, o produto apresenta apelo saudável, sustentável e preço de venda competitivo, com relação a outros produtos disponíveis no mercado local, mesmo quando incrementado lucro de 100%. Todos esses fatores indicam perspectiva favorável para a produção e lucratividade do projeto.
Produção de bebidas fermentadas do tipo kombucha: estabilização da cultura starter e uso de matérias-primas alternativas
(2025-02-26) Lima, Alliny Samara Lopes de; Pedrini, Márcia Regina da Silva; http://lattes.cnpq.br/4789329347371467; Medeiros, Fábio Gonçalves Macêdo de; Hoskin, Roberta Targino
A crescente conscientização dos consumidores sobre a relação entre dieta e saúde tem aumentado a demanda por alimentos funcionais que fornecem compostos bioativos além de ingredientes nutricionais. Nesse contexto, a kombucha, uma bebida produzida pela fermentação de chás adoçados por uma comunidade microbiana, ganhou popularidade com projeções de crescimento do mercado em todo o mundo. No entanto, ainda existem desafios em relação à padronização da produção e estabilização de culturas starter, bem como a falta de métodos alternativos que utilizem matérias-primas locais e abundantes, como subprodutos agrícolas, para diversificar o perfil sensorial e bioativo da bebida. Este estudo teve como objetivo contribuir para o avanço do conhecimento sobre a produção de kombucha, abordando (1) a estabilização da cultura starter por meio das técnicas de secagem por spray drying e liofilização, e (2) o uso de substratos alternativos de fermentação, como a infusão de folhas de maracujá (Passiflora edulis). No primeiro estudo, o impacto das técnicas de spray drying e liofilização, utilizando maltodextrina e goma arábica como agentes encapsulantes, foi avaliado nas propriedades físico-químicas dos pós de kombucha e na viabilidade da cultura starter. As análises incluíram teor de umidade, atividade de água, higroscopicidade, solubilidade, microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX), atividade metabólica (metabólitos de fermentação e células viáveis) e perfil fitoquímico (compostos fenólicos totais e atividade antioxidante). Os resultados mostraram que os pós de kombucha apresentaram características físico-químicas adequadas e preservaram a viabilidade microbiana após a secagem. Os pós liofilizados, em particular, tiveram melhor preservação da viabilidade microbiana e da atividade metabólica, resultando em maior produção de ácido acético durante a fermentação. A goma arábica mostrou-se eficaz na proteção das células microbianas durante o spray drying, indicando potencial para aplicações industriais. No segundo estudo, o potencial das folhas de maracujá como substrato alternativo para a produção de kombucha foi investigado por meio da caracterização da bebida em termos de perfil químico, atividade antioxidante e aceitação sensorial. A kombucha produzida com folhas de maracujá apresentou um perfil químico que atendeu aos padrões legais (teor alcoólico abaixo de 0,5% v/v), além de maiores concentrações de compostos fenólicos, flavonoides e atividade antioxidante após a fermentação. A aceitação sensorial foi comparável à do kombucha tradicional (feito com chá verde), demonstrando seu potencial para aplicação no mercado. Em conjunto, nosso estudo apresenta técnicas eficazes para a estabilização da comunidade microbiana do kombucha, com potencial contribuição para a padronização do processo, além de mostrar a viabilidade de valorizar subprodutos agrícolas para proporcionar a diversificação do perfil sensorial e bioativo do kombucha. Esses dados tecnológicos são fundamentais para o desenvolvimento da indústria da kombucha, alinhada com as novas demandas dos consumidores e tendências de mercado que valorizam a saúde e a inovação.
Whey and soy proteins as wall materials for spray drying rosemary: effects on polyphenol composition, antioxidant activity, bioaccessibility after in vitro gastrointestinal digestion and stability during storage
(Elsevier, 2021-09) Grace, Mary Halim; Hoskin, Roberta Targino; Xiong, Jia; Lila, Mary Ann
A straightforward protocol was developed to produce rosemary particles using whey and soy protein carriers. The post-processing retention of carnosic acid (CA), carnosol (CR) and rosmarinic acid (RA), their bioaccessibility, in vitro antioxidant activity, and storage stability were investigated in protein-rosemary particles compared to rosemary extract (RME). Solids recovery was highest for whey protein or whey-inulin blend complexed with rosemary (R–WPI, R–WIN, ~90%), followed by soy protein or soy-inulin (R–SPI, R–SIN, 60% and 70%); all were higher than rosemary alone (RME, 52%). Protein or protein/inulin carriers significantly enhanced retention of CR (36.8–50.7 mg/g) and CA (17.1–19.6 mg/g) compared to RME (19.8 mg/g and 8.3 mg/g, respectively). In vitro digestibility showed that whey protein isolate increased the bioaccessibility of CA and CR, with no effect on RA, which was highly bioaccessible in all formulations. The rosemary-protein-treatments retained high antioxidant activity measured by ROS and NO assays. CR and CA were particularly stable during 20 weeks of storage in protein-rosemary particles, and stayed at their higher concentration compared to RME. Water activity was below 0.5 and remarkable color stability was observed during storage. Overall, spray dried protein-rosemary particles constitute a creative solution to deliver preserved phytochemicals in a high-protein food format

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