FONTELES, T. V. Uso do ultrassom seguido de secagem para o aproveitamento do bagaço do pedúnculo do caju (Anacardium occidentale L.): efeitos sobre o potencial antioxidante e bioacessibilidade de nutrientes. 2014. 128 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-06-22T18:39:59Z
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Previous issue date: 2014-11-14 / This thesis describes some effects of high power ultrasound to the reuse of cashew apple bagasse. Thus, the objectives of this study were: 1) Develop a optimized process for sonication of cashew apple bagasse, evaluating the effect of ultrasound on enzymatic and non-enzymatic antioxidant compounds and 2) study the effects of ultrasound in drying process evaluating the effects on bioactive compounds and bioaccessibility after processing. To define the best conditions for sonication, a 23 factorial central composite design was used with independent variables: bagasse:water ratio, ultrasonic power intensity (W/cm2) and processing time (min). Nonenzymatic antioxidants such as vitamin C, β-carotene and total phenolic compounds were determined. The total antioxidant capacity (ABTS and DPPH) and the activity of antioxidant enzymes such superoxide dismutase (SOD, EC 1.15.1.1), catalase (CAT, EC 1.11.1.6) and ascorbate peroxidase (APX, EC 1.11.1.1) and peroxidase enzymes (EC 1.11.1.7) and polyphenol oxidase were also evaluated. Sonication changed the bagasse aspect from a fibrous residue to a pleasant yellow puree. The maximal concentration of vitamin C, phenolics and β-carotene was obtained when the bagasse:water ratio was 1:4, the ultrasound power intensity 226 W/cm2 and 6 minutes of processing. The high total phenolic content (2186 mg of gallic acid/100 g DW), vitamin C (148 mg/100 g DW) and β-carotene (12 mg/100g) obtained proved the sonication efficiency. Furthermore, the antioxidant activity determined by the DPPH and ABTS assays confirmed the suitability of ultrasound for the preparation of antioxidant-rich cashew apple bagasse puree. The stimulus from sonication has a direct effect on the production of reactive oxygen species such hydrogen peroxide, and consequently, on the activities of superoxide dismutase, catalase and ascorbate peroxidase. Sonication resulted in perceptible color changes in cashew apple bagasse. Despite this result, there were no evidences of browning since h° of sonicated samples was close to the characteristic color of cashew apple pulp. The effect of ultrasound in delaying browning could be correlated to the enhanced antioxidant enzyme activity and decrease in guaiacol peroxidase activity. In a second stage, the effect of ultrasound on drying of cashew bagasse was evaluated. The parameters effective diffusivity of water, water activity and the sorption isotherms were evaluated. During drying, the concentration of vitamin C, phenolics, total antioxidant activity and the enzyme activities of peroxidase and polyphenol oxidase were determined. The in vitro bioaccessibility of vitamin C and phenolic compounds was evaluated. Sonication induced disruption of cashew bagasse parenchyma, which resulted in lower resistance to water diffusion, less hysteresis effect and increased rehydration rate. Sonication did not affect the lignocellulosic fibers, or eschlerenquima cells. For sonicated samples, in the first 2 hours of drying, water activity reached values below 0.4, considered appropriated in order to prevent bacterial and fungi growth. The increase of the mass transfer due to ultrasound processing can be attributed to the reduction on the boundary layer thickness produced by pressure variations, oscillating velocities and microstreaming. The sorption isotherms of cashew apple bagasse had sigmoid-shape for all samples and followed the type II of BET classification. Sonicated cashew apple bagasse presents high antioxidant activity, and high total phenolic compounds (TPC) and vitamin C values. The increase in phenolic compounds and the high final amount of vitamin C may lead to enhance the antioxidant activity. The ultrasound processing caused some reduction of bioaccessibility of vitamin C but increase on TPC bioaccessibility, compared to control. Moreover, sonication reduces the severity of conventional drying treatments, improving the quality of the dried product / Esta tese descreve alguns efeitos da utilização do ultrassom de alta intensidade para o aproveitamento do bagaço do pedúnculo de caju. Desta forma, os objetivos deste trabalho foram: 1) Desenvolver um processo otimizado para o processamento ultrassônico do bagaço de caju, avaliando o efeito do ultrassom em compostos antioxidantes enzimáticos e não enzimáticos e 2) estudar os efeitos do ultrassom no processo de secagem avaliando os efeitos em compostos bioativos e na bioacessibilidade de nutrientes após os processamentos. Para definir as melhores condições de sonicaçãofoi utilizado o planejamento fatorial composto central 23 tendo como variáveis independentes, razão bagaço:água, intensidade de energia ultrassônica (W/cm2) e tempo de processamento (min). As amostras foram submetidas aos ensaios de quantificação de compostos antioxidantes não enzimáticos como vitamina C, compostos fenólicos totais e β-caroteno. A capacidade antioxidante total (ABTS e DPPH) e a atividade de enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD, EC 1.15.1.1), catalase (CAT, EC 1.11.1.6) e ascorbato peroxidase (APX, EC 1.11.1.1) e das enzimas peroxidase (EC 1.11.1.7) e polifenoloxidase também foram avaliadas. O processamento do bagaço formou um purê homogêneo de cor amarela intensa, apresentando um alto rendimento de extração de compostos bioativos. A máxima retenção de vitamina C, compostos fenólicos e β-caroteno foi obtida para as seguintes condições operacionais: proporção bagaço:água de 1:4, intensidade da energia ultrassônica de 226 W/cm2 e 6 minutos. As elevadas concentrações de compostos fenólicos (2186,05 mg de ácido gálico/100 g base seca), vitamina C (148,32 mg/100 g BS) e β-caroteno (12,38 mg/100g BS), além da elevada atividade antioxidante, confirmaram a possibilidade de uso da tecnologia ultrassônica para o preparo de um purê de bagaço de caju rico em antioxidantes. O ultrassom teve um efeito direto sobre a concentração de peróxido de hidrogênio e, consequentemente, sobre as atividades da superóxido dismutase, catalase e ascorbatoperoxidase. O processamento resultou em mudanças perceptíveis na cor do bagaço do caju, porém, não houve evidências de escurecimento uma vez que o ângulo de tonalidade (h°) das amostras sonicadas estava próximo da cor característica de polpa de caju. O efeito do ultrassom em retardar o escurecimento pode ser correlacionado com o aumento da atividade das enzimas antioxidantes e diminuição da atividade da enzima guaiacol peroxidase. Em uma segunda etapa, o efeito do ultrassom no processo de secagem do bagaço de caju foi avaliado. Os parâmetros de secagem difusividade efetiva da água, atividade de água e as isotermas de sorção foram avaliados. Ao longo da secagem, as concentrações de vitamina C, compostos fenólicos, capacidade antioxidante total e a atividade das enzimas peroxidase e polifenoloxidase foram determinadas. A bioacessibilidade in vitro de vitamina C e de compostos fenólicos foi avaliada. O ultrassom induziu a ruptura de células, que favoreceu uma menor resistência à difusão da água durante a secagem, menor efeito de histerese e aumento da taxa de reidratação. Observou-se para as amostras sonicadas, uma retenção mais elevada de vitamina C e de compostos fenólicos em comparação à secagem convencional. O processamento ultrassônico reduziu a bioacessibilidadede vitamina C, por outro lado, observou-se um aumento na bioacessibilidade de compostos fenólicos, em relação ao controle. O uso do ultrassom reduziu a severidade do tratamento convencional de secagem e, por conseguinte, melhorou a qualidade do produto seco. Os resultados indicaram que a sonicação aumentou a concentração de compostos funcionais no bagaço de caju, tornando este recurso subutilizado, uma matéria-prima potencial para diversos usos na indústria alimentícia
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/12907 |
| Date | 14 November 2014 |
| Creators | Fonteles, Thatyane Vidal |
| Contributors | Fernandes, Fabiano André Narciso, Rodrigues , Sueli |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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