Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/58916
Type: Dissertação
Title: Microencapsulação de ferro por coacervação complexa para fortificação de bebida láctea fermentada
Other Titles: Iron microencapsulation by complex coacervation for fortification of fermented dairy beverage
Authors: Sildimar Rodrigues Ferreira
First Advisor: Igor Viana Brandi
First Co-advisor: Gabriela da Rocha Lemos Mendes
First Referee: Adalberto Pessoa Junior
Second Referee: Eliana Setsuko Kamimura
Third Referee: Gabriela da Rocha Lemos Mendes
metadata.dc.contributor.referee4: Igor Viana Brandi
Abstract: A desnutrição é um problema grave de saúde pública, especialmente em crianças e em países menos desenvolvidos. Dados atuais da Organização Mundial da Saúde apontam que aproximadamente 150 milhões de crianças sofrem com desnutrição. A deficiência de micronutrientes é uma forma de desnutrição, sendo a deficiência de ferro uma das mais prevalentes no mundo. Neste contexto, a fortificação alimentar se torna uma alternativa viável para tratar do déficit de ferro na população, através da microencapsulação a ser adicionada em alvitres de matriz alimentar, podendo ser realizada em produtos lácteos, dentre outros. Por ser altamente reativo, o ferro microencapsulado tem se mostrado uma alternativa atraente para fins de fortificação alimentar. Dessa forma esta pesquisa teve como objetivo microencapsular e caracterizar sulfato ferroso heptahidratado (Fe2+) para fortificar bebida láctea. O Fe2+ foi encapsulado em proteína isolada de soro de leite (WPI) e goma arábica (GA), pelo método de coacervação complexa, em um processo de emulsão dupla, seguida de refrigeração e secagem por liofilização. Os dados demonstraram que o teor de ferro nas microcápsulas variou entre 1,29 ±0,02 a 1,32 ± 0,01 (mg/g). A morfologia das microcápsulas foi caracterizada como irregular e os tamanhos variaram entre 0,5 ± 0,4 a 5,1 ± 2,1 µm. Com relação à eficiência e ao rendimento do processo, os valores ficaram entre 44,62 ± 9,45 a 61,1 ± 9,3 e 50,39 ± 0,64 e 55,78 ± 3,24 (%), respectivamente. A presença de grupos funcionais O – H e C – O, observados nos espectros FTIR, mostra a presença de WPI-GA e Fe2+. A análise termogravimétrica mostrou cinco eventos de decomposição, sendo que a maior perda de massa ocorreu no 2º estágio a uma temperatura de 331,57 ºC. A análise calorimétrica exploratória revelou temperatura de transição vítrea e de fusão de 30 e 130 ºC, respectivamente. Esses dados revelam que o processo de encapsulamento foi realizado com sucesso e que as microcápsulas apresentam boa estabilidade, podendo ser incorporada em diferentes matrizes alimentares, tanto em forma úmida, quanto em forma de pó. Bebidas lácteas foram fortificadas com ferro livre (BLFL) e ferro microencapsulado (BLFM) e avaliadas quanto aos teores de ferro no prazo de 7 e 21 dias de armazenamento. O teor de ferro em (mg/100mL) na BLFL foi de 0,19 e 0,14 e na BLFM 2,29 e 2,47, em 7 e 21 dias, respectivamente. Ao final de 21 dias o teor de ferro na BLFM foi equivalente a 22% da IDR máxima para crianças de 0 a 5 anos, o que a classifica como alimento fortificado. Pode-se inferir com esses achados que o processo de microencapsulação é uma alternativa eficaz para proteger e estabilizar Fe2+ no processo de fortificação de bebida láctea fermentada.
Abstract: Malnutrition is a serious public health issue, especially in children and in less developed countries. Current data from the World Health Organization indicate that approximately 150 million children suffer from malnutrition. Micronutrient deficiency is a form of malnutrition, with iron deficiency being one of the most prevalent worldwide. In this context, food fortification becomes a viable alternative to address the iron deficiency in the population, through microencapsulation to be added to various food matrices, including dairy products. Microencapsulated iron, due to its high reactivity, has proven to be an attractive option for food fortification purposes. Thus, this research aimed to microencapsulate and characterize heptahydrated ferrous sulfate (Fe2+) to fortify a dairy beverage. Fe2+ was encapsulated in whey protein isolate (WPI) and gum arabic (GA) through the complex coacervation method, in a double emulsion process, followed by cooling and freeze-drying. The data showed that the iron content in the microcapsules ranged from 1.29 ± 0.02 to 1.32 ± 0.01 (mg/g). The morphology of the microcapsules was characterized as irregular, with sizes ranging from 0.48 ± 0.43 to 5.13 ± 2.10 µm. Regarding process efficiency and yield, the values ranged from 44.62 ± 9.45 to 61.1 ± 9.3 and 50.39 ± 0.64 to 55.78 ± 3.24 (%), respectively. The presence of O – H and C – O functional groups, observed in the FTIR spectra, indicates the presence of WPI-GA and Fe2+. Thermogravimetric analysis revealed five decomposition events, with the major mass loss occurring in the 2nd stage at a temperature of 331.57 ºC. Exploratory calorimetric analysis showed a glass transition temperature and a melting temperature of 30 and 130 ºC, respectively. These data demonstrate that the encapsulation process was successful and that the microcapsules exhibit good stability, making them suitable for incorporation into various food matrices, both in wet and powder forms. Dairy beverages were fortified with free iron (BLFL) and microencapsulated iron (BLFM), and their iron levels were evaluated after 7 and 21 days of storage. The iron content (mg/100mL) in BLFL was 0.19 and 0.14, and in BLFM it was 2.29 and 2.47, at 7 and 21 days, respectively. At the end of 21 days, the iron content in BLFM was equivalent to 22% of the maximum recommended daily intake for children aged 0 to 5 years, classifying it as a fortified food. These findings suggest that the microencapsulation process is an effective alternative to protect and stabilize Fe2+ in the fortification of fermented dairy beverages.
Subject: Deficiência de ferro
Anemia ferropriva
Sulfato ferroso
Soro de leite -- Proteínas
Microencapsulação
Derivados do leite
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICA - INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Alimentos e Saúde
Rights: Acesso Restrito
URI: http://hdl.handle.net/1843/58916
Issue Date: 31-Aug-2023
metadata.dc.description.embargo: 31-Aug-2025
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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