Técnico-funcionalidade de quitosano em meios aquosos ácidos fluidos ou gelificados

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Soares, Lucas de Souza
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Colóides; Dispersão; Emulsões; Química, Física, Físico-Química e Bioquímica dos Alimentos e das Matérias Primas Alimentares
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/26940

Quitosano é reconhecidamente um polissacarídeo com ação hipocolesterolêmica obtido pela desacetilação parcial (≥ 50%) da quitina, que é um biopolímero extraído principalmente de crustáceos processados pela indústria pesqueira. Este biopolímero tem sido usado em várias aplicações biotecnológicas. Entretanto, a prévia dispersão deste biopolímero é necessária para a exploração de suas técnico-funcionalidades. Meios aquosos contendo o ácido acético são comumente utilizados para dispersar o quitosano, uma vez que os grupos amino (NH 2) existentes em suas cadeias podem ser protonados (NH 3+), o que favorece a repulsão inter-cadeia e, portanto, sua dispersão. Assim, o estudo de dispersões aquosas de quitosano e de interações intermoleculares específicas entre esse biopolímero e outros ácidos orgânicos além do acético torna-se relevante, a fim de ampliar a aplicabilidade do quitosano como ingrediente ou aditivo em formulações fluidas ou gelificadas, em particular as alimentícias. Então, este estudo foi estruturado em três grandes vertentes. Inicialmente, dispersões de quitosano contendo os ácidos acético (AA), glicólico (AG), propiônico (AP) ou lático (AL) foram analisadas. O aumento da concentração de ácido reduziu o pH e a viscosidade das dispersões, além do |ζ potencial| das partículas dispersas. Por outro lado, a condutividade elétrica e a densidade das dispersões aumentaram, assim como o diâmetro hidrodinâmico das cadeias dispersas. A uma mesma concentração de ácido, esses efeitos foram ligeiramente mais pronunciados para as dispersões contendo AG ou AL, sendo tal comportamento atribuído a interações atrativas mais intensas das cadeias do quitosano com os contra-ânions glicolato ou lactato. Portanto, concluiu-se que os ácidos glicólico, propiônico ou lático são adequados para dispersar o quitosano em meios aquosos e, em termos físico-químicos, podem substituir o ácido acético que tem sido tipicamente usado para tal finalidade. Em uma segunda abordagem, emulsões O/A contendo diferentes concentrações de quitosano, previamente disperso em soluções aquosas de AA, AG, AP ou AL, foram preparadas usando homogeneização ultrassônica. O aumento da concentração de quitosano promoveu o aumento do índice de consistência e do módulo de armazenamento das emulsões, além de reduzir o aumento do diâmetro médio de suas gotículas e prevenir a separação de fases das emulsões expostas aos ciclos de centrifugação, congelamento- descongelamento ou congelamento-descongelamento-aquecimento. Assim, constatou-se que o quitosano atuou como agente espessante e estabilizante nas formulações das emulsões ácidas, sendo seu desempenho influenciado pela concentração de biopolímero, mas não pelo tipo de ácido. Por fim, hidrogéis de amido ou de carragena contendo uma substituição parcial desses agentes gelificantes por quitosano foram preparados usando solução de ácido lático adicionada do corante amarelo crepúsculo (INS 110). Hidrogéis parcialmente substituídos por quitosano não apresentaram diferenças significativas para os parâmetros de cor, nem alterações expressivas nas propriedades visco-elásticas, quando comparadas aos materiais preparados exclusivamente com carragena ou amido. Além disso, a substituição parcial do amido por quitosano reduziu drasticamente a liberação do INS 110, para uma solução de sacarose em contato com os hidrogéis durante 316 h. Dessa forma, o desempenho técnico-funcional do quitosano em meio aquoso ácido contendo diferentes ácidos orgânicos foi demonstrado nesta tese. Somados às biofuncionalidade já conhecidas do quitosano, os resultados aqui apresentados prenunciam o impacto promissor desse biopolímero para aplicações alimentícias, uma vez que: i) ácidos orgânicos alimentares que não o acético podem ser utilizados para dispersá-lo em meio aquoso; e ii) ele exerce as funções de espessante de dispersões aquosas e estabilizante de emulsões, além de potencializador de cor em hidrogéis (sem alterar sua reologia).