Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-08-16T19:03:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_MaianaDaCostaVieira.pdf: 1165024 bytes, checksum: 10e6a641296143d116c43c04e9471744 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-16T19:03:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_MaianaDaCostaVieira.pdf: 1165024 bytes, checksum: 10e6a641296143d116c43c04e9471744 (MD5) Previous issue date: 2014-03-28 / Nanotechnology in recent years has found many applications in different areas, one of them being the food industry. The Salvia hispanica L., or chia, has been studied mainly due to the quality of its oil, which is composed predominantly by polyunsaturated fatty acids, important for the prevention or amelioration of several metabolic disorders of the metabolic syndrome. Due to its polyunsaturated structure, the fatty acids are highly prone to oxidation, leading to undesirable flavors and odors in the enrichment of food. Milk proteins have important functional properties, including their ability to bind to hydrophobic molecules and, to some extent, retard the oxidation, which allows them to serve as excellent materials for encapsulation. To improve the stability of chia oil and maintain the nutritional value in food products as well as to improve the sensory characteristics of food (color, flavor, odor and texture), the aim of this study was to develop a cereal bar containing nanocapsules of casein chia seed oil. The nanocapsules were prepared using interfacial deposition of casein in a solution of Milli-Q ® water. The chia oil was obtained commercially (Sap Brazius ®) and used at a concentration of 0.3%. The oil was dissolved in ethanol and added to the casein solution under agitation at 40° C for 2 hours. The samples were obtained in triplicate and left at room temperature at 40 °C and 4 °C for 90 days. After the storage period, the samples were analyzed at 30, 60, and 90 days, characterized by determining the pH, particle diameter, polydispersity index (PI) and zeta potential. The samples left at room temperature and 40 °C presented precipitation of the suspension after 30 days, not remaining stable. However, the samples left at 4 °C had an initial pH of 6.63 ± 0.06, particle diameter 213 ± 57 nm 22.4 , PI 0.27 ± 0.15 and zeta potential of - 35.9 ± 4.45 mV. After 90 days, we observed a pH of 6.53 ± 0.06, a particle diameter of 215.68 ± 24 nm, PI 0.15 ± 0.055, and zeta potential of -33.2 ± 6.45 mV. The encapsulation efficiency was 86.53 % ± 4.73, showing to be a good method to nano-encapsulate oils and prevent their oxidation. Five cereal bars have been developed (without oil , with 5% chia oil, and 1 % , 5 % and 10 % suspension of nanocapsules, respectively) and we evaluated the chemical composition (moisture , protein, fat , crude fiber , ash and carbohydrates ) and sensory analysis of the cereal bars developed . The total energy value was 361.9 ± 18.4 kcal / 100g , 14.3 ± 1.3 % moisture , 7.2 ± 0.46 % protein , 9.7 ± 2.54 % lipid , 6.0% ± 2.9 % fiber , 1.3 % ash ± 0.14 and 61.6 ± 2.9 % carbohydrate. All cereal bars had an acceptability index greater than 70 % for the different attributes (color, odor, flavor and texture), proving to be satisfactory, with good potential for consumption, having a value of approximately R$ 2.50, which would be compatible with the market. / A nanotecnologia nos últimos anos tem encontrado inúmeras aplicações em diferentes áreas, sendo uma delas a indústria de alimentos. A Salvia hispanica L. ou chia vem sendo estudada principalmente devido à sua qualidade do óleo, onde os principais constituintes são os ácidos graxos poli-insaturados, importantes para a prevenção ou melhoria de diversos distúrbios metabólicos da síndrome metabólica. Devido à sua estrutura poli-insaturada, os ácidos graxos são altamente propensos à oxidação levando a indesejáveis sabores e odores no enriquecimento de produtos alimentares. As proteínas do leite possuem importantes propriedades funcionais, incluindo a sua capacidade para ligarem-se as moléculas hidrofóbicas e de certa forma retardar a oxidação, o que lhes permite servir como materiais excelentes para o encapsulamento. Para melhorar a estabilidade do óleo de chia e manter o valor nutricional em produtos alimentares, bem como melhorar as características sensoriais dos alimentos (cor, sabor, odor e textura), o objetivo deste trabalho foi desenvolver uma barra de cereal contendo nanocápsulas de caseína com óleo de semente chia. As nanocápsulas foram preparadas por deposição interfacial da caseína em uma solução de água Milli-Q®. O óleo de chia foi obtido comercialmente (Seiva Brazius®) e utilizado na concentração de 0,3%. O óleo foi dissolvido em etanol e adicionado à solução da caseína em agitação contínua a 40 ºC, durante 2 horas. As amostras foram realizadas em triplicatas e deixadas em temperatura ambiente, a 40 ºC e a 4 ºC durante 90 dias. Após o período de armazenamento as amostra foram analizadas em 30, 60 e 90 dias, caracterizadas através da determinação do pH, diâmetro das partículas, índice de polidispersão (IP) e potencial zeta. As amostras deixadas em temperatura ambiente e a 40 ºC após 30 dias houve precipitação da suspensão, não permanecendo estável. Já as amostras deixadas a 4ºC apresentou um pH inicial de 6,63 ± 0,06, diâmetro de partículas de 213, 57 ± 22,4 nm, IP de 0,27 ± 0,15 e potencial zeta de - 35,9 ± 4,45 mV. Após 90 dias pH de 6,53 ± 0,06, diâmetro de patículas de 215,68 ± 24 nm, IP de 0,15 ± 0,055 e potencial zeta de -33,2 ± 6,45 mV. A eficiência de encapsulação foi de 86,53% ± 4,73, se mostrando um bom método para nanoencapsular óleos e prevenir a oxidação dos mesmos Foram desenvolvidas cinco barras de cereias (sem oléo, com 5% de óleo de chia, e com 1%, 5% e 10% com suspensão de nanocápsulas respectivamente) e avaliou-se a composição química (umidade, proteínas, lipídios, fibra bruta, cinzas e carboidratos) e análise sensorial das barras de cereais desenvolvidas. O valor energético total foi de 361,9 ± 18,4 Kcal / 100g, 14,3 ± 1,3% de umidade, 7,2 ± 0,46% de proteínas, 9,7 ± 2,54% de lipídios, 6,0% ± 2,9% de fibras, 1,3 ± 0,14% de cinzas e 61,6 ± 2,9% de carboidratos. Todas as barras de cereais tiveram um índice de aceitabilidade maior que 70% para os diferentes atributos (cor, odor, sabor e textura), se mostrando satisfatório, tendo um bom potencial para consumo, tendo um valor aproximado de R$ 2,50, o que seria compatível com o mercado.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Burgers subjected to lipid reformulation were made by replacing 50% of the fat component by microparticles containing chia (CO) and linseed (LO) oils obtained by external ionic gelation. The microparticles presented high n−3 PUFAs levels and were resistant to the pH and temperature conditions commonly used in burger processing. The lipid reformulation did not affect hardness and improved important technological properties, such as cooking loss and fat retention. In addition to reducing the fat content of burgers by up to 50%, the lipid reformulation led to healthier PUFA/SFA and n−6/n−3 ratios, and lower atherogenicity and thrombogenicity indices. The burgers with CO microparticles showed a higher lipid oxidation and a lower sensory quality compared to the other treatments. However, the substitution of pork back fat by LO microparticles did not impair the sensory quality of burgers. Therefore, the microencapsulation of n−3 PUFA-rich oils by external ionic gelation can be considered an effective strategy to produce healthier burgers. / Hambúrgueres com uma reformulação lipídica foram produzidos através da substituição de 50% do seu teor de gordura por óleos de chia (CO) e de linhaça (LO) microencapsulados por gelificação iônica externa. As microcápsulas apresentaram altos teores de n-3 PUFAS e foram resistentes às condições de pH e temperatura comumente aplicadas durante o processamento de hambúrgueres. A reformulação lipídica não afetou a dureza e melhorou importantes atributos tecnológicos, como a perda no rendimento e a retenção de gordura. Além de reduzir em até 50% o teor de gordura dos hambúrgueres, a reformulação lipídica tornou mais saudável a relação PUFA/SFA e n-6/n-3 e os índices de aterogenicidade e trombogenicidade. Os hambúrgueres com CO microencapsulado apresentaram uma maior oxidação lipídica e uma menor qualidade sensorial. Por outro lado, a substituição de toucinho por LO microencapsulado não prejudicou a qualidade sensorial dos hambúrgueres. Pode-se concluir que a microencapsulação por gelificação iônica externa de óleos ricos em n-3 PUFAs pode ser considerada uma estratégia eficaz para produzir hambúrgueres com características mais saudáveis.

The consumption of trans fat is strongly associated to the development of cardiovascular disease (CVD) by its action on plasma lipids and because they act in an inflammatory processes; besides, vegetable oils are used by population to prevent these kind of disease. The objective of this research was to determine the effect of consuming a high fat diet supplemented with coconut oil, avocado oil and chia oil in inflammatory and metabolic parameters in wistar rats. After seven days in adjustment period, 35 male Wistar rats received a standard diet for 45 days (TC), hyperlipidemic diet and coconut oil (DHCO), hyperlipidemic diet and avocado oil (DHAB) and hyperlipidemic diet and chia oil (DHCH), by gavage in the amount of 0.8 mL/kg body weight. The diet consumption and serum TG levels were higher in TC. Liver weight was higher in groups DHCO and DHAB, with no statistical difference between groups (p <0.05) considering weight gain, epididymal fat weight and TC, HDL and LDL serum levels. Higher plasma concentrations of IL-1, IL-6, TNF-α and IFN-γ were found in the groups DHSF, DHCO and DHAB and lower in TC and DHCH groups. The IL-10 was higher in the group DHCH. In the morphometric analysis, the DHCH group showed increase on the cell number and reduction on their cytoplasm area. The intervention on the hyperlipidemic diet consumption with trans fatty acid allowed to observe that the lipid profile is preceded by a systemic inflammatory environment, which is modulated by the omega-3 fatty acid (α-linolenic acid), present in chia oil, which reversed this scene, but does not override the consumption of a balanced diet observed by the TC group. This proves that dietary intervention to prevent CVD must be associated to appropriate choices of lipid intake, maintaining an adequate intake of omega-3, as evidenced in this paper by the decrease of pro-inflammatory cytokines (IL-1, IL -6, TNF-α and IFN-γ) and IL-10 increased, which is considered anti-inflammatory. / O consumo de gordura trans é fortemente associado ao desenvolvimento de doenças cardiovasculares (DCV) por sua ação sobre os lipídios plasmáticos e por atuarem em processos inflamatórios, sendo que os óleos vegetais são utilizados pela população para a prevenção dessas doenças. O objetivo deste trabalho foi determinar o efeito do consumo de dieta hiperlipídica suplementada com óleo de coco, óleo de abacate e óleo de chia nos parâmetros metabólicos e inflamatórios em ratos wistar. Após sete dias em período de adaptação, 35 ratos wistar machos receberam por 45 dias dieta padrão (TC), dieta hiperlipídica e soro fisiológico (DHSF), dieta hiperlipídica e óleo de coco (DHCO), dieta hiperlipídica e óleo de abacate (DHAB) e dieta hiperlipídica e óleo de chia (DHCH), sendo que os óleos foram ofertados por gavagem na quantidade de 0,8 mL/kg de peso corporal. O consumo da dieta e níveis séricos de TG foram maiores no TC. O peso do fígado foi maior nos grupos DHCO e DHAB, sendo que não houve diferença estatística entre os grupos (p< 0,05) quanto ao ganho de peso, peso de gordura epididimal e níveis séricos de CT, HDL e LDL. Concentrações plasmáticas mais elevadas de IL-1, IL-6, TNF-α e IFN-γ foram encontradas nos grupos DHSF, DHCO e DHAB e as menores nos grupos TC e DHCH. A IL-10 foi maior no grupo DHCH. Na análise morfométrica, o grupo DHCH apresentou aumento do número de células e redução na área do citoplasma das mesmas. A intervenção do consumo de dieta hiperlipídica com ácido graxo trans permitiu observar que a alteração do perfil lipídico é precedida de um ambiente inflamatório sistêmico, o qual é modulado pelo ácido graxo ômega 3 (α-linolênico), presente no óleo de chia, o qual reverteu este quadro, mas não sobrepõe-se ao consumo de uma dieta equilibrada observada pelo grupo TC. Isto comprova que a intervenção dietética para prevenir a ocorrência de DCV deve estar associada a escolhas adequadas da ingestão de lipídios, mantendo um aporte adequado de ácido graxo ômega-3, evidenciado no trabalho pela diminuição das citocinas pró-inflamatórias (IL-1, IL-6, TNF-α e IFN-γ) e aumento da IL-10 considerada anti-inflamatória.

Tesis por compendio / [ES] La producción masiva de plásticos ha generado graves problemas medioambientales, ya que su lenta degradación y alta persistencia en el medio ambiente causa la acumulación de residuos plásticos en los océanos y tierras. Como respuesta, se está llevando a cabo una búsqueda activa de alternativas más sostenibles, incluyendo biopolímeros, materiales compostables y biodegradables, polímeros reciclados y materiales biológicos. Se están desarrollando nuevas tecnologías para la producción de envases y productos que sean más sostenibles y reciclables, y se están promoviendo iniciativas de educación y concienciación para reducir el consumo y fomentar el reciclaje. La búsqueda de alternativas sostenibles es una prioridad urgente para abordar los impactos ambientales de los plásticos. La semilla de chía tiene un gran potencial en el campo de los biopolímeros debido a su alto contenido de ácidos grasos poliinsaturados (alrededor de un 30% en peso de la semilla) y cuya harina de chía está formada por proteínas, mucílago, carbohidratos y residuos lignocelulósicos principalmente. Estos componentes pueden ser utilizados para producir biopolímeros naturales y biodegradables, que pueden ser una alternativa más sostenible a los polímeros sintéticos tradicionales. La presente tesis doctoral evalúa la capacidad de emplear la semilla de chía como recurso renovable funcional en el campo de los biopolímeros. Tras un proceso de extracción se evalúa la posibilidad de modificar químicamente los ácidos grasos poliisaturados presentes en los ácidos grasos del aceite de chía. Por tanto, uno de los primeros objetivos marcados es la optimización de un proceso como la epoxidación del aceite de chía, no realizada en la comunidad científica hasta el momento. El desarrollo de este aceite de chía epoxidado (ECO) permite su posterior testado como plastificante de origen bio en biopolímeros intrínsecamente rígidos y frágiles como el PLA. Además, este mismo aceite epoxidado puede emplearse como compatibilizante entre moléculas apolares, como son las matrices poliméricas, y las cargas lignocelulósicas, como la propia harina de chía, introducidas para mitigar el impacto ambiental y aumentar la revalorización de subproductos de la semilla de chía. El empleo de ECO como compatibilizante se ha llevado a cabo con matrices basadas en PLA y biopolietileno (Bio-HDPE), desarrollando biopolímeros biodegradables y no biodegradables para diferentes sectores. También se ha desarrollado un aceite de chía maleinizado (MCO). La introducción de esta molécula de anhídrido maleico en el triglicérido le permite tener una elevada reactividad apta para el desarrollo de un nuevo bioplastificante, como se ha demostrado mediante la introducción en matrices de PLA, e incluso para su empleo como endurecedores de resinas de tipo epoxi. Se lleva a cabo por primera vez el desarrollo de una resina termoestable basada al 100 % en ECO como base de la resina epoxy y MCO como endurecedor bio. Finalmente, el aceite de chía también puede emplearse como materia prima para la obtención de glicolípidos con comportamiento de cristal líquido. Estos glicolípidos serán estudiados para conocer su potencial como surfactante en aplicaciones cosméticas o en aplicaciones energéticas para la conversión y almacenamiento de energía en presencia de compuestos que interaccionan con la luz solar. Por tanto, las investigaciones desarrolladas en la presente tesis doctoral han permitido explorar por primera vez el empleo de la semilla de chía como fuente de materia prima renovable para la obtención de compuestos activos aplicables al sector de los biopolímeros. Para ello se han desarrollado nuevos compatibilizantes y plastificantes mediante el desarrollo del ECO y del MCO, la revalorización de la harina de chía mediante su adición en matrices poliméricas desarrollando nuevos WPC y desarrollando, por primera vez, una resina termoestable originaria al 100% de la semilla de la chía. / [CA] La producció massiva de plàstics ha generat greus problemes mediambientals, ja que la seua lenta degradació i alta persistència en el medi ambient causa l'acumulació de residus plàstics en els oceans i terres. Com a resposta, s'està duent a terme una cerca activa d'alternatives més sostenibles, incloent-hi biopolímers, materials compostables i biodegradables, polímers reciclats i materials biològics. S'estan desenvolupant noves tecnologies per a la producció d'envasos i productes que siguen més sostenibles i reciclables, i s'estan promovent iniciatives d'educació i conscienciació per a reduir el consum i fomentar el reciclatge. La cerca d'alternatives sostenibles és una prioritat urgent per a abordar els impactes ambientals dels plàstics. La llavor de xia té un gran potencial en el camp dels biopolímers a causa del seu alt contingut d'àcids grassos poliinsaturats (al voltant d'un 30% en pes de la llavor) i la farina de xia de la qual està formada per proteïnes, mucílag, carbohidrats i residus lignocelulósics principalment. Aquests components poden ser utilitzats per a produir biopolímers naturals i biodegradables, que poden ser una alternativa més sostenible als polímers sintètics tradicionals. La present tesi doctoral avalua la capacitat d'emprar la llavor de xia com a recurs renovable funcional en el camp dels biopolímers. Després d'un procés d'extracció s'avalua la possibilitat de modificar químicament els àcids grassos poliisaturats presents en els àcids grassos de l'oli de xia. Per tant, un dels primers objectius marcats és l'optimització d'un procés com l'epoxidació de l'oli de xia, no realitzada en la comunitat científica fins al moment. El desenvolupament d'aquest oli de xia epoxidado (ECO) permet el seu posterior testat com a plastificant d'origen bio en biopolímers intrínsecament rígids i fràgils com el PLA. A més, aquest mateix oli epoxidado pot emprar-se com compatibilizant entre molècules apolares, com són les matrius polimèriques, i les càrregues lignocelulósiques, com la pròpia farina de xia, introduïdes per a mitigar l'impacte ambiental i augmentar la revaloració de subproductes de la llavor de xia. L'ocupació d'ECO com compatibilizant s'ha dut a terme amb matrius basades en PLA i biopolietileno (Bio-HDPE), desenvolupant biopolímers biodegradables i no biodegradables per a diferents sectors. També s'ha desenvolupat un oli de xia maleinizado (MCO). La introducció d'aquesta molècula d'anhídrid maleic en el triglicèrid li permet tindre una elevada reactivitat apta per al desenvolupament d'un nou bioplastificant, com s'ha demostrat mitjançant la introducció en matrius de PLA, i fins i tot per al seu ús com a enduridors de resines de tipus epoxi. Es duu a terme per primera vegada el desenvolupament d'una resina termoestable basada al 100% en ECO com a base de la resina epoxi i MCO com a enduridor bio. Finalment, l'oli de xia també pot emprar-se com a matèria primera per a l'obtenció de glicolípids amb comportament de cristall líquid. Aquests glicolípids seran estudiats per a conéixer el seu potencial com a surfactant en aplicacions cosmètiques o en aplicacions energètiques per a la conversió i emmagatzematge d'energia en presència de compostos que interaccionen amb la llum solar. Per tant, les investigacions desenvolupades en la present tesi doctoral han permés explorar per primera vegada l'ús de la llavor de xia com a font de matèria primera renovable per a l'obtenció de compostos actius aplicables al sector dels biopolímers. Per a això s'han desenvolupat nous compatibilizants i plastificants mitjançant el desenvolupament del ECO i del MCO, la revaloració de la farina de xia mitjançant la seua addició en matrius polimèriques desenvolupant nous WPC i desenvolupant, per primera vegada, una resina termoestable originària al 100% de la llavor de la xia. / [EN] The mass production of plastics has led to serious environmental problems, as their slow degradation and high persistence in the environment causes the accumulation of plastic waste in oceans and land. In response, there is an active search for more sustainable alternatives, including biopolymers, compostable and biodegradable materials, recycled polymers and bio-based materials. New technologies are being developed for the production of packaging and products that are more sustainable and recyclable, and education and awareness initiatives are being promoted to reduce consumption and encourage recycling. The search for sustainable alternatives is an urgent priority to address the environmental impacts of plastics. Chia seed has great potential in the field of biopolymers due to its high content of polyunsaturated fatty acids (around 30% by weight of the seed) and chia flour is mainly composed of proteins, mucilage, carbohydrates and lignocellulosic residues. These components can be used to produce natural and biodegradable biopolymers, which can be a more sustainable alternative to traditional synthetic polymers. This doctoral thesis evaluates the capacity of using chia seed as a functional renewable resource in the field of biopolymers. After an extraction process, the possibility of chemically modifying the polyunsaturated fatty acids present in the fatty acids of chia oil is evaluated. Therefore, one of the first objectives is the optimisation of a process such as the epoxidation of chia oil, which has not been carried out in the scientific community until now. The development of this epoxidised chia oil (ECO) allows its subsequent testing as a bio-based plasticiser in intrinsically rigid and fragile biopolymers such as PLA. Furthermore, this same epoxidised oil can be used as a compatibiliser between apolar molecules, such as polymeric matrices, and lignocellulosic fillers, such as chia flour itself, introduced to mitigate the environmental impact and increase the revaluation of chia seed by-products. The use of ECO as a compatibiliser has been carried out with PLA and biopolyethylene (Bio-HDPE) based matrices, developing biodegradable and non-biodegradable biopolymers for different sectors. A maleinised chia oil (MCO) has also been developed. The introduction of this maleic anhydride molecule in the triglyceride allows it to have a high reactivity suitable for the development of a new bioplasticiser, as has been demonstrated by introducing it into PLA matrices, and even for use as hardeners in epoxy-type resis. For the first time, the development of a thermosetting resin based 100% on ECO as the base of the epoxy resin and MCO as the bio hardener is carried out. Finally, chia oil can also be used as a raw material to obtain glycolipids with liquid crystal behaviour. These glycolipids will be studied for their potential as surfactants in cosmetic applications or in energy applications for energy conversion and storage in the presence of compounds that interact with sunlight. Therefore, the research carried out in this doctoral thesis has made it possible to explore for the first time the use of chia seeds as a source of renewable raw material for obtaining active compounds applicable to the biopolymer sector. To this end, new compatibilisers and plasticisers have been developed through the development of ECO and MCO, the revaluation of chia flour by adding it to polymeric matrices, developing new WPCs and developing, for the first time, a thermosetting resin made from 100% chia seed. / This research work was funded by the Ministry of Science and Innovation-”Retos de la Sociedad”. Project reference: PID2020-119142RA-I00. I. Dominguez-Candela wants to thank Universitat Politècnica de València for his FPI grant (PAID-2019- SP20190013) and Generalitat Valenciana (GVA) and the European Social Found (ESF), for his FPI grant (ACIF/2020/233) and the mobility grant (CIBEFP/2021/53). The authors from INMA greatly appreciate financial support from projects of the Spanish Government PGC2018-093761-B-C31 [MCIU/AEI/FEDER, UE] and the Gobierno de Aragón/FEDER (research group E47_20R). Thanks are given to the nuclear magnetic resonance, mass spectrometry, and thermal analysis services of the INMA (Univ. Zaragoza-CSIC) / Domínguez Candela, I. (2023). Hacia una economía circular: revalorización de productos de la semilla de salvia hispanica L. en el sector de los biopolímeros [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/195025 / Compendio