Rótulos inteligentes contendo antocianinas da casca de uva nanoencapsuladas para aplicação como indicadores de mudanças de pH

Abstract

A casca de uva uma extinção da indústria vinícola é uma fonte rica em antocianinas, pigmento natural responsável pelos núcleos vermelhos, azuis e roxos em muitas frutas e vegetais. Estes compostos têm diversas aplicações na indústria de alimentos devido às suas propriedades de pigmentação e benefícios para a saúde, porém, são considerados relativamente instáveis ??e podem degradar-se facilmente em determinadas condições. Alguns fatores que podem contribuir para a instabilidade das antocianinas incluem pH, temperatura, luz e oxigênio. Uma forma de estabilização é através do seu encapsulamento. Assim, neste trabalho foram extraídas e encapsuladas antocianinas (ACN-NPs) da casca de uva Isabella e nanopartículas de quitosana, as quais foram incorporadas em rótulos inteligentes à base de poli(vinil álcool) (PVA), usados ??como indicador de mudanças de pH em camarão fresco. As ACNs foram extraídas da casca de uva pelo método de remoção sólido-líquido. O solvente utilizado foi uma solução aquosa acidificada (0,35 % de ácido clorídrico) de pH final igual a 1,15. A remoção foi realizada em shaker a 40 °C por 80 min. Os ensaios de nanoencapsulação foram realizados para proporções em massa de quitosana (CS) e tripolifosfato de sódio (TPP) iguais a 1:0,5, 1:0,6 e 1:0,7. As caracterizações das nanopartículas foram feitas pela avaliação do tamanho de partícula, estabilidade, eficiência de encapsulamento (EE), estrutura e composição. Os rótulos foram produzidos pela técnica de fundição, analisados ??e aplicados em camarão refrigerado, com o objetivo de avaliar a possibilidade de aplicação em alimentos. O extrato apresentado apresentou coloração roxa intensa, com quantidade de ACNs totais de 3052,05 ± 39,79 mg/100 g de casca seca. As diferentes relações CS:TPP (m/m) estudadas a melhor foi 1:0,5, devido a sua estabilidade ao longo do tempo, apresentando um EE de 59,8% e tamanho de partícula de 291 ± 4,50 nm. A interação entre os ACNs e a quitosana é medida por meio de ligações de hidrogênio, que indicaram sucesso na encapsulação do extrato de uva. Os resultados dos rótulos revelaram que não houve diferença significativa (? >0.05) na cor dos rótulos com ACNs livres em comparação com o rótulo contendo ACNs encapsulados; as micrografias do SEM demonstraram que todos os rótulos eram homogêneos e compactos; a presença de ACNs não alterou a umidade; a espessura aumentou com a presença de ACNs nos rótulos; as avaliações de sensibilidade à pH e amônia demonstraram eficiência de mudança de cor dos rótulos. O teste de fotodegradação à luz, mostrou que a incorporação de ACNs encapsulados em rótulos teve um efeito sobre as antocianinas contra os tratamentos de calor e luz UV e ajudou a preservar o cor original do rótulo. Finalmente, o teste de aplicação do rótulo contendo ACNs encapsulados mostrados tem potencial para monitorar a qualidade dos alimentos.

Abstract: Grape peel residue from the wine industry is a source rich in anthocyanins, a natural pigment responsible for the red, blue and red cores of many fruits and vegetables. These composts have various applications in the food industry due to their pigmentation properties and health benefits, therefore, they are considered relatively static and can easily degrade under certain conditions. Some factors that can contribute to anthocyanin instability include pH, temperature, light, and oxygen. A way to stabilize the e through its encapsulation. Thus, in this work, extracted and encapsulated anthocyanins (ACN-NPs) from Isabella grape peel and chitosan nanoparticles were incorporated into smart labels based on poly(vinyl alcohol) (PVA), used as an indicator of pH changes. in fresh chamber. As ACN it is extracted from grape peels using the solid-liquid extraction method. Or solvent used for an acidified water solution (0.35% hydrochloric acid) with a final pH equal to 1.15. The extraction was carried out in a shaker at 40 °C for 80 min. The nanoencapsulation tests performed for mass ratios of chitosan (CS) and sodium tripolyphosphate (TPP) are 1:0.5, 1:0.6 and 1:0.7. The characterization of nanoparticles includes the evaluation of particle size, stability, encapsulation efficiency (EE), structure and composition. The labels are produced using the casting technique, analyzed and applied in a refrigerated chamber, with the aim of evaluating the possibility of application in food. The extract obtained has an intense red color, with a total amount of ACN of 3052.05 ± 39.79 mg/100 g of dry husk. The different CS:TPP ratios (m/m) studied were best 1:0.5, due to their long-term stability, presenting an EE of 59.8% and particle size of 291 ± 4.50 nm. The interaction between ACN and chitosan is measured by hydrogen bonding, which indicates success in the encapsulation of grape extract. The label results reveal that there is no significant difference (??>0.05) between the labels with ACN in pounds compared to the label containing encapsulated ACN; The SEM micrographs show that all labels were homogeneous and compact; the presence of ACN does not alter humidity; The thickness increased with the presence of ACNs on the signs; As evaluations of sensitivity to pH and ammonia show the efficiency of changing the two labels. The light photodegradation test shows that the incorporation of encapsulated ACN in the signs has a protective effect on anthocyanins against heat and UV light treatments and helps preserve the original color of the sign. Finally, the application test of the label containing encapsulated ACN shows its potential for monitoring food quality.