Nome do Projeto
Encapsulação de óleo essencial de tomilho (Thymus vulgaris) em mucilagem de chia para aplicação em embutidos cárneos
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
20/07/2023 - 20/07/2025
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Agrárias
Resumo
O mercado de embutidos aumentou a competitividade na última década, uma vez que o consumo de produtos cárneos tem se tornado cada vez mais presente no hábito alimentar da população brasileira. Porém, esse tipo de produto contém aditivos alimentares, principalmente os conservantes nitrato e nitrito, reconhecidos pelo seu potencial carcinogênico. O óleo essencial de tomilho é uma alternativa natural para substituir tais conservantes, entretanto, a fim de mascarar o forte odor e sabor, a técnica é encapsulação pode ser aplicada. Logo, objetiva-se com o estudo avaliar o efeito do óleo essencial de tomilho encapsulado em mucilagem de chia aplicado em embutido cárneo como substituto parcial ou total de nitrato e nitrito de sódio. As partículas formadas serão avaliadas quanto a eficiência de encapsulação, rendimento, atividade antioxidante, comportamento térmico, morfologia, difusão em poços, mínima concentração inibitória e mínima concentração bactericida. Além disso, o embutido cárneo produzido será avaliado pelas análises microbiológicas de Salmonella spp., Escherichia coli, bactérias aeróbias mesófilas, Staphylococcus coagulase positiva e análises físico-químicas (índice de peróxidos, acidez, umidade, cor e método de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico). Espera-se que seja possível encapsular o óleo essencial de tomilho branco (Thymus vulgaris) utilizando como material encapsulante mucilagem de chia pela técnica de emulsão/liofilização e com isso potencializar as atividades antimicrobiana e antioxidante do óleo, a fim de substituir os conservantes sintéticos em embutido cárneo.

Objetivo Geral

Avaliar o efeito do óleo essencial de tomilho encapsulado em mucilagem de chia aplicado em embutido cárneo como substituto parcial ou total de nitrato e nitrito de sódio.

Justificativa

O mercado de embutidos tem apresentado grande expansão e aumento da competitividade na última década, uma vez que o consumo de produtos cárneos como salsichas, linguiças e mortadelas tem se tornado cada vez mais presente no hábito alimentar da população brasileira (OLIVEIRA et al., 2014). De acordo com Belucci (2018), a atratividade dos produtos cárneos industrializados ao consumidor é justificada pelo preço acessível, rapidez no preparo, facilidade e praticidade.
A vida útil das carnes é variada, uma vez que por serem alimentos perecíveis, a sua deterioração está ligada as condições do abate e armazenamento. Diante disso, a produção de embutidos possibilitou com que houvesse um aumento do tempo de vida útil dessa matéria-prima, além de diversificar a oferta de seus derivados, fazendo uso de tecnologias e processos, que vão além de conservar a carne contra a deterioração bacteriana, proporcionando a manutenção da sua qualidade (CARTAXO, 2015).
A contaminação dos alimentos pode ocorrer durante todo o processo produtivo, tendo seu início na produção da matéria-prima e se estendendo nas demais etapas como nas de transporte, recepção e armazenamento, e que ainda durante o processamento pode haver contaminação por condições precárias de higiene de manipuladores, equipamentos, utensílios, ambiente e condições inadequadas de armazenamento dos produtos prontos para consumo (AYMERICH; PICOUET; MONFORT, 2008).
A conservação de alimentos abrange processos físicos como o frio, o calor, a desidratação, entre outros (BARROS et al., 2019). Todavia, esses procedimentos não podem ser aplicados a todos os tipos de alimentos, uma vez que podem alterar as características sensoriais do produto. À vista disso, torna-se necessário o uso de conservante e, dentre os frequentemente usados, destacam-se o ácido benzoico e seus sais, os parabenos, os sulfatos, os nitratos e nitritos, o cloreto de sódio, o ácido propiônico e o ácido sórbico e seus derivados.
A aplicação dos conservantes na indústria de alimentos está relacionada a produção de alimentos seguros aos consumidores, evitando a ação de agentes biológicos. Pode-se definir como conservante toda substância que irá impedir ou retardar a alteração provocada por microrganismos ou enzimas (SILVA, 2021).
Entre os aditivos alimentares, estão aqueles que atuam como inibidores microbianos e/ou que conferem e mantém cores em produtos alimentícios, principalmente em produtos cárneos como nitratos e nitritos, que também são considerados agentes de cura. Entretanto, múltiplos estudos indicam reações adversas a esses aditivos, quer seja aguda ou crônica, como reações tóxicas no metabolismo que desencadeiam alergias e potencial carcinogênico, que pode ser observado a longo prazo (MÓDENA; MEIRELLES; ARAÚJO, 2008; POLÔNIO; PERES, 2009; SILVEIRA, 2019).
O excesso de nitritos e nitratos na dieta tem sido uma grande preocupação devido a efeitos tóxicos e pela formação endógena de composto n-nitrosos como a N- nitrosodimetilamina e monometilnitrosamina, que apresentam efeitos mutagênicos, carcinógenos e teratogênicos (MARTINS; MÍDIO, 2000).
Devido a isso, nos últimos tempos o mercado consumidor vem buscando gradativamente por produtos naturais que proporcionem benefícios à saúde e consequentemente que reduzam o consumo de aditivos sintéticos, utilizando os conservantes naturais em seu lugar. Produtos naturais de plantas, particularmente os óleos essenciais são apontados como uma possibilidade promissora para inativar patógenos em alimentos (ZAPPAROLI et al., 2018).
Os óleos essenciais (OE) são definidos como compostos que são encontrados de forma natural em plantas, e que exercem funções biológicas referentes ao metabolismo secundário de vegetais como mecanismos de defesa. Além disso, são antimicrobianos naturais que podem conter a contaminação microbiana em alimentos, além de melhor as tecnologias de aumento da vida útil, para destruir patógenos indesejáveis e retardar a deterioração dos produtos (TAJKARIMI; IBRAHIM; CLIVER, 2010).
Os óleos essenciais são obtidos através da extração de plantas aromáticas e especiarias que são ricas dos mesmos (VELLOSO; MARTINS; RIZZATTO, 2018). Dentre esses óleos, pode-se destacar o óleo essencial de tomilho. O tomilho (Thymus vulgaris L.), é uma planta da família Lamiaceae que compreende 150 gêneros, com cerca de 2800 espécies distribuídas em todo mundo, sendo a região do Mediterrâneo o maior centro de dispersão (SIQUEIRA et al., 2017). A sua atividade antimicrobiana está relacionada ao fato de possuir compostos majoritários como o timol, o carvacrol e γ-terpineno que podem atuar como antimicrobianos devido a sua interação com a camada lipídica que ocasiona o extravasamento do conteúdo celular bacteriano, levando a morte celular (JAKIEMIU et al., 2010; NEGAHBAN; SAEEDFAR, 2015).
Pesquisas já evidenciaram os benefícios de se utilizar os óleos essenciais, contudo a sua aplicação torna-se difícil devido ao fato da maioria dos seus compostos serem voláteis, o que acaba tornando difícil a aplicação na indústria de alimentos, além disso, em função do aroma intenso, a sua aplicação direta em produtos alimentícios pode interferir significativamente nas características sensoriais do produto, por isso, encontrou-se na encapsulação uma maneira eficiente de preservar os compostos instáveis, facilitando sua aplicação na indústria de alimentos (MOREIRA; GULÃO, 2020; OLIVEIRA et al., 2021; ROCHA; FERREIRA; GONÇALVES, 2022). É chamado de microencapsulação o processo no qual uma substância ativa é acondicionada dentro de um invólucro ou revestimento microscópico para proteção e/ou posterior liberação. Segundo Bandeira (2017), a microcápsula é composta por uma camada de um agente encapsulante, usualmente um composto polimérico que age como um filme protetor, isolando a substância ativa e evitando o efeito de sua exposição de forma inadequada. Sendo assim, essa membrana se desfaz sob estímulo específico, liberando a substância ativa de forma controlada no local apropriado.
De acordo com Fernandes (2016), a mucilagem de chia é denominada como uma substância translúcida, amorfa e polimérica, formada por unidades de monossacarídeos, os quais podem estar combinados com ácidos urônicos. Além da fração polissacarídica, a mucilagem é composta por proteínas e substâncias fenólicas, tendo a capacidade de se tornar viscosa na presença de água devido à presença de moléculas hidrofílicas que se combinam com a água, formando um gel transparente.
Estudos mostram que a mucilagem obtida das sementes de chia pode ser uma nova fonte de polissacarídeos, com o potencial de geração de uma mistura de diferentes polímeros para a aplicação na indústria de alimentos, inclusive como agente encapsulante (VÁZQUES-OVANDO et al., 2010; MUÑOZ et al., 2012; CAMPO et al., 2018; FUKASE; MADRONA; BERGAMASCO, 2018; SILVA, 2021).
A liofilização é uma técnica que se baseia na desidratação do produto que foi previamente congelado e submetido posteriormente aos processo de sublimação a vácuo. Ela proporciona a preservação do núcleo, uma vez que utiliza baixas temperaturas (BANDEIRA, 2017). Além disso, estudos indicam que a técnica de encapsulação pode ser realizada por meio de liofilização de uma emulsão do material do núcleo com um encapsulante. Esse método gera produtos de excelente qualidade, uma vez que diminui as alterações associadas a altas temperaturas (CARVALHO, 2009). Dentro deste contexto, o estudo propõe o desenvolvimento e avaliação de partículas de óleo essencial de tomilho revestidas de mucilagem de chia, aplicadas em uma massa cárnea base para ser utilizada em produtos cárneos.

Metodologia

Material
Será utilizado o óleo essencial de tomilho (Thymus vulgaris L.), obtido comercialmente da empresa Ferquima, Indústria e Comércio de Óleos Essenciais, acondicionado em frasco âmbar, lacrado, com volume de total de 100 mL. A semente de chia será obtida no comércio local da cidade de Pelotas - RS.

Delineamento experimental
O delineamento proposto será totalmente casualizado, a primeira avaliação será das partículas produzidas com três concentrações diferentes de óleo essencial de tomilho branco (Thymus vulgaris L.), utilizando como material de parede a mucilagem da chia pelo método de emulsão/liofilização. Serão caracterizadas quanto ao rendimento, a eficiência de encapsulação, atividade antioxidante, morfologia (MEV), comportamento térmico (DSC); mínima concentração inibitória (MCI), mínima concentração bactericida (MCB) e difusão em poços

Posteriormente a caracterização das partículas, será preparada a massa cárnea onde a mesma será caracterizada quanto a atividade microbiológica (pesquisa de Salmonella spp., Escherichia coli, Estafilococos coagulase positiva e bactérias mesófilas aeróbias) e físico-químicas (índice de peróxidos, TBARS, acidez, cor e umidade)

Extração da mucilagem da chia
A mucilagem da chia será obtida pelo método proposto por Dick et al. (2015) com modificações.

Encapsulação do óleo essencial
A encapsulação do óleo essencial de tomilho será realizada seguindo a metodologia de Siow e Ong (2013), com algumas modificações.

Eficiência de encapsulação
A eficiência de encapsulação será determinada em relação ao teor de compostos fenólicos, conforme o método de Alishahi et al. (2011), com algumas modificações.

Atividade antioxidante
A atividade antioxidante será realizada pelo método adaptado de Brand- Williams, Cuvelier e Berset (1995).

Microscopia eletrônica de varredura
A morfologia das partículas será determinada através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). No microscópio, as amostras serão fixadas em um suporte metálico com auxílio de uma fita dupla-face de carbono e recobertas com uma fina camada de ouro. A visualização será realizada em aumentos de 100 e 5000 vezes, com uma voltagem de excitação de 15 kV, conforme Rutz et al. (2016).

Calorimetria diferencial de varredura
O comportamento térmico será avaliado por Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC). Dez miligramas do óleo, das partículas contendo óleo e das partículas controle serão aquecidas em cadinho de alumínio a uma taxa de 10 ºC.min- 1 entre 30 e 300 ºC, com um fluxo de nitrogênio de 25 mL. min-1 (ELBAZ et al., 2016). A análise será realizada em duplicata.

Avaliação do potencial antimicrobiano dos encapsulados
A avaliação do efeito antimicrobiano das capsulas com óleo essencial será realizada através de três metodologias fenotípicas: difusão em poços, concentração inibitória mínima e concentração bactericida mínima. Serão testados os efeitos antimicrobianos do composto sobre as cepas padrão das espécies de bactérias Staphylococcus aureus (ATCC 10832) e Escherichia coli (ATCC 43895). A escolha destas espécies se deu pelo fato de possibilitar o teste das capsulas com óleo essencial contra modelos de bactérias Gram positivas (S. aureus) e Gram negativas (E. coli).

Teste de difusão em poços
O teste de difusão em poços será realizado de acordo com protocolo proposto pelo Manual Clinical and Laboratory Standards Institute – CLSI (CLSI, 2005) com pequenas modificações.

Mínima concentração inibitória
A determinação da mínima concentração inibitória (MCI) será realizada de acordo com a metodologia descrita por Cabral et al. (2009), com pequenas modificações.

Mínima concentração bactericida
A determinação da mínima concentração bactericida (MCB) será realizada de acordo com a metodologia descrita por Cabral et al. (2009), com pequenas modificações.

Preparação do produto cárneo e avaliações
Serão produzidas 3 formulações de massa cárnea, onde será variado a concentração de conservantes e a adição de partículas do óleo essencial de tomilho:
a) Tratamento 1: embutido cárneo tradicional adicionado dos conservantes nitrato e nitrito de sódio na concentração recomendada pela legislação brasileira para produtos cárneos;
b) Tratamento 2: embutido cárneo com metade da concentração recomendada pela legislação brasileira no teor dos conservantes nitrato e nitrito de sódio e com adição de 1,5% de encapsulado de óleo essencial de tomilho;
c) Tratamento 3: embutido cárneo sem adição dos conservantes nitrato e nitrito de sódio e com a adição de 1,5% do encapsulado de óleo essencial de tomilho.
A massa cárnea resultante será acondicionada em porções, identificadas e armazenadas a 7°C.

Determinação da acidez
A determinação da acidez será realizada de acordo com a AOCS (2003)

Determinação do índice de peróxidos
A determinação do índice de peróxidos será realizada de acordo com AOCS (2003).

Análise de substâncias reativas ao ácido-2-tiobarbitúrico
Para a determinação de compostos secundários da oxidação, será utilizado o método de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), seguindo a metodologia de Vyncke (1970), com modificações.

Análise de cor
A cor das amostras será determinada no sistema CIELAB, com o auxílio de um colorímetro, sendo utilizado um espaço de cor L*, a* e b*, em que a coordenada de L* representa a luminosidade (L*= 0 é preto e L*= 100 é claridade total), a coordenada de a* indica vermelho/verde e b* é a coordenada de amarelo/azul. A análise será realizada em triplicata e serão calculados os parâmetros de croma (C*) e ângulo de tonalidade cromática ( H°) (MINOLTA, 2007).

Teor de umidade
A umidade será determinada utilizando determinador rápido, com 10 g de amostra e temperatura constante (105 ºC), sendo o final da análise estabelecido pela manutenção do peso por 30 segundos. O resultado será expresso em %.

Análises microbiológicas
Os produtos após elaborados de acordo com os tratamentos (formulações) serão mantidos em temperatura de refrigeração (<7 ºC) por até quinze dias. A partir de cada um dos produtos será retirada uma amostra de 25 g em três tempos, logo após a elaboração do produto, sete dias após a elaboração e quinze dias após a elaboração. Essas amostras serão submetidas a avaliação frente aos microrganismos preconizados pela IN nº 161 (BRASIL, 2022), que são Salmonella spp., Escherichia coli, Estafilococos coagulase positiva, Microrganismos aeróbios mesofilos. As análises microbiológicas serão realizadas de acordo com as recomendações propostas pela American Public Health Association (APHA) (DOWNES; ITO, 2001)

Análise estatística
Será aplicada uma análise de variância (ANOVA) seguida do teste de Fisher de Mínima Diferença Significativa (LSD test) para verificar se existirão diferenças significativas (p<0,05) entre as formulações utilizadas em relação a inibição microbiana e características físico-químicas.

Indicadores, Metas e Resultados

Com este estudo espera-se encapsular o óleo essencial de tomilho branco (Thymus vulgaris) utilizando como material encapsulante mucilagem de chia pela técnica de emulsão/liofilização e com isso potencializar as atividades antimicrobiana e antioxidante do óleo, a fim de substituir os conservantes sintéticos em embutido cárneo.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
Andressa Salies Souza
BRUNA ROBERTA ANDREOLA
BRUNA SANTOS WACHHOLZ
CAMILA BORGES DE CANTOS
CAROLINE DELLINGHAUSEN BORGES6
ELIEZER AVILA GANDRA7
MARJANA RADÜNZ
TATIANE KUKA VALENTE GANDRA6
THALIA DUARTE VASCONCELOS DA SILVA

Fontes Financiadoras

Sigla / NomeValorAdministrador
PROAP/CAPES / Coordenação de Aperfeiçoamento de Nível SuperiorR$ 5.000,00Coordenador

Plano de Aplicação de Despesas

DescriçãoValor
339030 - Material de ConsumoR$ 5.000,00

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