Encapsulação de carvacrol em nanocápsulas de mucilagem de chia e linhaça visando a inibição de microrganismos patogênicos em alimentos

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Cacciatore, Fabíola Ayres
• Orientador(a): Brandelli, Adriano
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Carvacrol; Nanocápsulas; Patógenos alimentares; Frango; Repolho; Sanitização
• Palavras-chave em Inglês: Carvacrol; Nanocapsules; Pathogens; Chicken; Cabbage; Sanitization
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/272142

A disponibilidade de nutrientes e a diversidade nutricional tornam os alimentos suscetíveis à contaminação por bactérias, bolores e leveduras, representando um desafio significativo para a indústria alimentícia na manutenção da qualidade e segurança. Apesar das várias técnicas e aditivos disponíveis para o processamento de alimentos, a crescente demanda dos consumidores por produtos com menor quantidade de aditivos sintéticos é evidente. A perspectiva de substituir esses aditivos por antimicrobianos naturais, como o carvacrol, é considerada pelas indústrias alimentícias. No entanto, desvantagens como a alta volatilidade, sabor residual e degradação durante o processamento são desafios a serem superados. A encapsulação em nanopartículas, utilizando matrizes naturais como mucilagens, emerge como uma alternativa promissora para proteger os compostos, preservando sua atividade antimicrobiana e proporcionando liberação controlada. Este estudo buscou encapsular carvacrol em nanocápsulas de mucilagem de chia (CMNP) e linhaça (FMNP), visando a inibição de bactérias patogênicas relevantes em alimentos. As nanocápsulas foram produzidas pela técnica de emulsificação de alta energia, sendo caracterizadas e avaliadas quanto à sua ação antimicrobiana contra coquetéis de Salmonella enterica e Listeria monocytogenes in vitro no artigo 1. As CMNP apresentaram diâmetro de 179 nm, potencial zeta de -11,4 mV e eficiência de encapsulação de 98%. A Concentração de Inibição Bactericida (CIB) das CMNP foi de 0,42 mg/mL contra Salmonella e de 0,83 mg/mL contra L. monocytogenes. FMNP apresentou diâmetro de 165,3 nm, potencial zeta de -12,6 mV e eficiência de encapsulação de 98%. CIB das FMNP foi de 0,83 mg/mL contra as duas bactérias testadas. CMNP e FMNP apresentaram melhor eficiência na inativação de Salmonella e L. monocytogenes em comparação com emulsão de carvacrol (1,77 mg/mL para ambos microrganismos). A cinética de multiplicação/inativação in vitro foi determinada para cada bactéria (8 log UFC/mL) utilizando diferentes concentrações de CMNP e FMNP. Após 2 horas de contato a 37 °C, CMNP e FMNP em concentração CIB inibiram Salmonella e L. monocytogenes abaixo do limite de detecção do método (< 1,69 log UFC/mL). Entretanto, para CMNP ao final do experimento (48 horas) os baixos níveis mantiveram-se constantes, enquanto para FMNP a partir de 24 horas as contagens dos microrganismos aumentaram, atingindo 3 log UFC/mL em 48 horas. Portanto, CMNP foi selecionada para as próximas etapas da pesquisa. O artigo 2, apresentou uma nova abordagem envolvendo a aplicação de CMNP como ingrediente antimicrobiano contra Salmonella em carne de frango. Nesse artigo, foi determinada a CIB de CMNP e emulsão de carvacrol (CE) em caldo de galinha, visando aplicar essa concentração em amostras de carne de frango artificialmente contaminadas com um coquetel de Salmonella, além de analisar as modificações de cor e textura das amostras tratadas. A CIB das CMNP e da CE em caldo de galinha foi de 0,92 mg/mL e 1,77 mg/mL, respectivamente. Estas concentrações foram aplicadas para avaliar a cinética do crescimento bacteriano em amostras de carne de frango armazenadas sob refrigeração durante 72 h. Para CMNP foi observada uma redução de ~2 log UFC/g nas contagens de Salmonella durante as 72 horas do experimento. Para CE, a redução máxima ocorreu às 6 h (1,7 log UFC/g). Após o tratamento houve mudança de cor das amostras, apresentando coloração esbranquiçada, semelhante à do frango cozido. A textura das amostras tornou-se mais firme após 48 h de exposição aos tratamentos. Portanto, a CMNP tem potencial para ser utilizada como antimicrobiano em frangos processados, como nuggets ou hambúrgueres, considerando sua eficácia contra Salmonella e que as alterações de cor e textura não serão perceptíveis ao consumidor, especialmente considerando que esses alimentos são consumidos após o processo de cozimento. No artigo 3, as mesmas nanocápsulas (CMNP) foram aplicadas como sanitizante em repolho para avaliar sua atividade contra Salmonella, E. coli e L. 5 monocytogenes, em comparação com CE e solução clorada 200 ppm (CS). Após a sanitização, foram avaliados os impactos na cor e textura das amostras de repolho. CMNP reduziu Salmonella para níveis abaixo do limite de detecção (< 2 log UFC/mL), para E. coli houve redução de ~3,5 log UFC/mL e de ~2,5 log UFC/mL para L. monocytogenes. Estes resultados são semelhantes ou mesmo superiores aos obtidos com CE e CS. Além disso, a higienização de repolho com CMNP preservou a firmeza e a cor das amostras. Esta abordagem inovadora é promissora para aumentar a segurança microbiológica do repolho, ao mesmo tempo que atenua os potenciais inconvenientes associados aos métodos de higienização tradicionais. Portanto, CMNP mostram potencial para uso como conservante de aplicação direta em alimentos ou sanitizante de vegetais, sendo necessários mais estudos para futura aplicação na indústria de alimentos.