Encapsulation of pomegranate polyphenols by ionic gelation: Strategies for improved retention and controlled release

This study aimed at producing pectin hydrogel beads by ionic gelation proce to carry pomegranate extract (PE) evaluating approaches to increase its retention and protect the polyphenols from environmental conditions that interfere in the stability and color of these compounds, such as the pH of the medium. Several strategies were tested to reduce the mass transfer and consequently increase its retention. The insertion of a filler (gelatinized starch), the employment of different concentrations from the external environment, the adsorption using blank pectin-starch beads, and the electrostatic coating using chitosan were performed. The release of entrapped compounds over time was employed to evaluate the release pattern of PE in water media. Diffusion coefficients calculated from these experiments were then used to estimate the PE release behavior. The encapsulation efficiency (EE) was significantly improved (42 % to 101 %) when equalizing the concentration of the external medium with that from the beads formulation. Furthermore, the increase in the PE concentration was proportional to the rise in the mechanical strength (MS) of the beads which indicates a modification of internal structure due to the presence of polyphenols. The adsorption was efficient in entrapping the active compound, and despite the high PE content observed for all beads (average value of 2960.26 mg of gallic acid equivalent/100 g sample), they had the lowest diffusion coefficient from the release in water media. Finally, the coating was able to reduce the release rate in most of the tests (DAB uncoated = 0.5 DAB coated), however, during the electrostatic deposition a loss of about 32 % of the phenolic compounds in the chitosan solution was observed which led to a reduced EE. Despite the obtention of retarded release, coating studies need to be improved. Some adjustments in the execution of this technique are necessary so that the losses are reduced and the process becomes viable for the use of beads in food.

Effect of Microencapsulation on Chemical Composition and Antimicrobial, Antioxidant and Cytotoxic Properties of Lemongrass (Cymbopogon flexuosus) Essential Oil

Research background

Lemongrass (Cymbopogon flexuosus) essential oil exhibits antimicrobial and antioxidant properties due to the presence of α-citral and β-citral. Essential oils are susceptible to volatilization and oxidation when applied to food matrices. Therefore, a barrier is needed to protect this material. The present study aims to produce microparticles containing lemongrass essential oil, with gum arabic and maltodextrin using spray drying technology.

Experimental approach

Lemongrass essential oil was extracted by the hydrodistillation method and later microencapsulated with different wall materials. Free and microencapsulated lemongrass essential oil was evaluated for the cytotoxic activity (using Artemia salina as test sample), chemical composition (GC-MS), encapsulation efficiency, antioxidant activity (DPPH, ABTS and FRAP), antimicrobial activity and minimum inhibitory concentration.

Results and conclusions

The lethal concentration (LC₅₀) of lemongrass essential oil in the cytotoxic test was 8.43 μg/mL against Artemia salina; a high activity that can be associated with the presence of α-citral (~33%) and β-citral (~21%) in the samples, since these were the main compounds with bioactive properties. The highest value of microencapsulation efficiency (88.11%) was obtained when only gum arabic was used as wall material. In general, the microparticles showed satisfactory antioxidant activity (expressed as Trolox equivalents, between 348.66 and 2042.30 µmol/100 g) and bactericidal effect in vitro against Gram-positive and Gram-negative microorganisms. In conclusion, the microencapsulated lemongrass essential oil is a promising functional additive in the food and pharmaceutical industries.

Novelty and scientific contribution

This study shows that microparticles containing lemongrass essential oil can be prepared using gum arabic and maltodextrin as wall materials by spray drying, resulting in high microencapsulation efficiency. The drying process maintained the antimicrobial and antioxidant properties of the essential oil. Therefore, the microencapsulated lemongrass essential oil is considered a natural, functional and promising additive in the food industry. Its antimicrobial action can increase the shelf life of fresh and semi-fresh products such as cheese, yogurts and meat products. In addition, its antioxidant action can delay the lipid and protein oxidation in food products.

DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE PATÊS DE ALHO NEGRO

O alho negro é um produto obtido a partir do Allium sativum L. por meio de um processo de fermentação e reação de Maillard a temperatura controlada, que apresenta elevado potencial para utilização na gastronomia. Assim, o objetivo deste trabalho foi elaborar e caracterizar patês de alho negro. A obtenção do alho negro foi realizada no Laboratório de Análises Físico-Química-LAFQA de Alimentos do Centro de Ciências Humanas, Sociais e Agrárias-CCHSA da Universidade Federal da Paraíba-UFPB. Os patês foram elaborados no Laboratório de Pesquisa e Desenvolvimento de Produtos Fruto-Hortícolas do CCHSA, UFPB, por meio de homogeneização de todos os ingredientes em processador. Elaborou-se três formulações de patês, os quais diferiram o constituinte lácteo adicionado, sendo F1 (Creme de ricota cremoso); F2 (Requeijão Cremoso light) e F3 (Creme de leite light). O alho negro utilizado como matéria-prima apresentou valores conforme esperados pelos relatos da literatura. Os resultados obtidos para as análises físico-químicas mostraram que as formulações apresentaram diferença principalmente para os parâmetros de umidade; pH; carboidratos totais e lipídeos. Quanto às análises microbiológicas, os resultados encontrados foram satisfatórios, embora tenha ocorrido um crescimento de enterobactérias e fungos filamentosos e não filamentosos, todavia, não oferecendo riscos à saúde. Conclui-se então que, é possível elaboração de alho negro durante 15 dias, e sua utilização para elaboração de patês.

ESTUDO DO PROCESSO FERMENTATIVO DE BEBIDAS ALCOÓLICAS DE MANGABA (Hancornia speciosa Gomes)

A mangaba apresenta grande potencial para elaboração de fermentados alcoólicos, sendo de extrema importância o acompanhamento do processo fermentativo para obtenção dessa bebida, assim como de outras. Assim, objetivou-se acompanhar e avaliar o processo cinético de fermentação e os parâmetros fermentativos de bebidas fermentadas de mangaba. Foram elaboradas quatro formulações de fermentados com variação do teor de sólidos solúveis inicial e concentração de leveduras conforme etapas e concentrações descritas no processo de pedido de patente BR 10 2018 075834 9. Durante a fermentação, retirou-se alíquotas para o acompanhamento da cinética de fermentação e parâmetros fermentativos. Verificou-se que o comportamento cinético, com exceção do tempo de fermentação, não sofreu interferência pelas variáveis estudadas, e que a formulação 3 (maior teor de sólidos solúveis e menos concentração de levedura) e formulação 4 (maior teor de sólidos solúveis e maior concentração de levedura) apresentaram melhores resultados principalmente no tocante a teor alcoólico, concentração de etanol experimental e teórico, rendimento do processo e em produto. Conclui-se que não houve diferença no comportamento cinético, mas existiu nos parâmetros fermentativos das bebidas de mangaba.

Estudo sensorial de bebidas alcoólicas de mangaba (Hancornia speciosa Gomes)

Resumo A mangaba é uma fruta rica nutricionalmente e apresenta aspectos sensoriais bastante característicos, apresentando-se assim como uma potencial matéria-prima para o desenvolvimento de novos produtos, como bebidas alcoólicas, principalmente fermentados alcoólicos de frutas. Com isso, o presente trabalho visa desenvolver e analisar microbiológica e sensorialmente diferentes fermentados alcoólicos de mangabas. Foram elaboradas quatro formulações de fermentados com variação do teor de sólidos solúveis inicial e concentração de leveduras (F1 – Menor Teor de Sólidos Solúveis/Menor Concentração de Levedura; F2 – Menor Teor de Sólidos Solúveis/Maior Concentração de Levedura; F3 – Maior Teor de Sólidos Solúveis/Menor Concentração de Levedura; F4 – Maior Teor de Sólidos Solúveis/Maior Concentração de Levedura), conforme processo descrito na patente “Bebida fermentada alcoólica de mangaba”. Procedeu-se à análise microbiológica para coliformes totais e termotolerantes, enterobactérias, fungos filamentosos e não filamentosos, Staphylococcus coagulase positiva e Salmonella sp., além de análise sensorial com avaliadores não treinados. Os resultados sensoriais foram tratados pelo teste de Tukey e pela Análise de Componentes Principais (ACP). Os resultados mostraram que todas as bebidas apresentaram valores < 3 NMP para coliformes 35 °C e 45 °C, ausência de Salmonella sp. e contagens < 1 × 102 UFC/mL para todos os demais micro-organismos estudados. Foram obtidos bons resultados sensoriais (médias superiores a 5: não gostei/ nem desgostei) para todos os parâmetros analisados e boa intenção de compra, com média superior a 3 em uma escala de 5 pontos (talvez compraria/ talvez não compraria), não diferindo estatisticamente para nenhum dos parâmetros. Entretanto, a ACP demonstrou que todos os descritores, com exceção de intenção de compra, tenderam para F3, sendo essa a formulação que se destacou dentre as demais. Conclui-se que é viável a elaboração de fermentado alcoólico de mangaba e que todas as formulações apresentaram boas características microbiológicas e sensoriais.

Bebida alcoólica fermentada de melão (Cucumis melo L.): processamento e caracterização

Resumo Objetivou-se com este estudo desenvolver bebidas alcoólicas fermentadas de melão de diferentes variedades. As polpas extraídas do melão das variedades amarelo e cantaloupe foram diluídas com água (proporção 8:2), sendo corrigido o teor de sólidos solúveis totais para 15 °Brix com sacarose. As misturas tiveram o pH corrigido para 4,5 e foram adicionados 200 mg/L de metabissulfito de sódio e 4 g/L do inócuo. Obtiveram-se, assim, dois mostos para fermentação: F1 (mosto melão amarelo) e F2 (mosto melão cantaloupe). Os mostos foram colocados nos reatores, que foram mantidos a 32 °C durante toda a fermentação. Após a fermentação, foram determinados os parâmetros fermentativos do processo e a caracterização físico-química das bebidas. A amostra F1 apresentou o maior rendimento do processo de fermentação (96,56%), se sobressaindo também, quando comparada a F2, em relação aos parâmetros de produtividade de etanol e biomassa. Os parâmetros físico-químicos apresentaram-se em conformidade com a legislação em sua maioria, com destaque para o teor alcoólico (5,03% e 6,80% v/v), em que a bebida F1 apresentou o maior valor. Conclui-se que as bebidas elaboradas são como alternativas viáveis para diminuir o desperdício de melão, principalmente no pico da safra, e que F1 é a mais indicado para reprodução em escala industrial.

GOAT MILK MANGO YOGHURTS: PHYSICOCHEMICAL STABILITY DURING OR STORAGE

Abstract Goat milk and regional fruits, like the sword mango, are loaded with nutritional potential which warrant investigation as possible sources of generating income, particularly in the deficient semiarid northeastern regions of Brazil. The aim of this study is to assess the stability of the procedure in the production of processed yogurt with goat milk and sleeve pulp. Five different yogurt formulations were processed using varying concentrations of sucrose (5, 10 and 15%) and mango pulp (4, 5 and 6%). Each type of yogurt had a distinctive flavour attributed to the effect of several factors viz., dry extract, ash, lipids, proteins, carbohydrates, calories, pH, acidity and water content, over a 30-day period, with stabilization being performed every 15 days. In this study, the sucrose concentration was identified as the most significant factor among the various physicochemical parameters. In the storage period a decrease in the pH values, calories, lipids, total dry extract and ash was observed, as well as an increase in the acidity values and carbohydrate and water content, in all the yogurts. Yogurts are amenable to market testing, with potential perspectives of significance for income generation and wise utilisation of the available regional premium constituents, like goat milk and sword mango, whose consumption can act as a healthy and nutritious food supplement.