Please use this identifier to cite or link to this item: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/42116
Title: Biopolímeros sustentáveis a partir de opuntia cochenillifera: inovação tecnológica com potencial de impacto social e econômico em regiões semiáridas.
Other Titles: Sustainable biopolymers from opuntia cochenillifera: technological innovation with potential for social and economic impact in semiarid regions.
???metadata.dc.creator???: MONTEIRO, Shênia Santos.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: PASQUALI, Matheus Augusto de Bittencourt.
???metadata.dc.contributor.referee1???: SILVA, Viviane Farias.
???metadata.dc.contributor.referee2???: SOUZA, Thaisa Abrantes da Silva.
???metadata.dc.contributor.referee3???: DALMOLIN, Rodrigo Juliani Siqueira.
???metadata.dc.contributor.referee4???: GASPAROTTO, Juciano.
Keywords: Opuntia;Segurança biológica;Mucilagem;Fermentação;Probióticos;Biological safety;Mucilage;Fermentation;Probiotics
Issue Date: 14-Apr-2025
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: MONTEIRO, Shênia Santos. Biopolímeros sustentáveis a partir de opuntia cochenillifera: inovação tecnológica com potencial de impacto social e econômico em regiões semiáridas. 2025. 201 f. Tese (Doutorado em Engenharia e Gestão de Recursos Naturais) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Gestão de Recursos Naturais, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2025.
???metadata.dc.description.resumo???: A utilização de cactos na alimentação humana emerge como uma promissora abordagem para o desenvolvimento de alimentos funcionais. A exploração tecnológica dos cactos como aditivos e ingredientes na indústria alimentícia não apenas valoriza as espécies nativas do semiárido brasileiro, mas também impulsiona o crescimento econômico da região, incentivando a agricultura de cactos. Esta tese investigou as propriedades físico-químicas, biológicas e aplicacionais da mucilagem de Opuntia cochenillifera, abrangendo sua extração, modificação por fermentação e uso em revestimentos comestíveis. A mucilagem foi extraída de cladódios utilizando água à temperatura ambiente e agitação contínua, sem o uso de solventes agressivos, apresentando viabilidade celular superior a 70% em concentrações de 0,05 a 5000 μg/mL, conforme ensaios de MTT (3-[4,5-dimetiltiazol-2-il]-2,5 difenil-tetrazólio) e SRB (sulforrodamina B). Os estudos reológicos mostraram comportamento reológico não newtoniano com afinamento por cisalhamento e sensibilidade a variações de temperatura, pH e concentração. Apesar da segurança biológica, revelou insuficiência no potencial antioxidante contra o estresse oxidativo. A fermentação com Lactobacillus gasseri a 37 °C por 24 horas promoveu redução de monossacarídeos como galactose (-21,9%), arabinose (-20,5%) e glicose (-0,8%). As partículas da mucilagem fermentada (MOCF) tornaram-se mais densas, com menor tamanho médio (48,36 ± 48,57 µm) em comparação à mucilagem não fermentada (57,77 ± 21,96 µm).), maior solubilidade, estabilidade térmica e capacidade de emulsificação (60% no MOCF contra 40% no MOC). Na aplicação prática, a mucilagem fermentada foi combinada com amido para desenvolver revestimentos comestíveis, avaliados em melões minimamente processados armazenados a 5 °C por 12 dias. Os filmes apresentaram alta solubilidade em água (96,43%) e maior permeabilidade ao vapor de água (6,13 g/kPa.h.m²), enquanto os frutos revestidos mantiveram firmeza, menor perda de massa e maior retenção de compostos fenólicos e antioxidantes, prolongando a vida útil e preservando a qualidade. Os resultados destacam a mucilagem de O. cochenillifera como um biopolímero sustentável, seguro e versátil, com aplicações promissoras em alimentos, cosméticos e produtos farmacêuticos, contribuindo significativamente para soluções inovadoras e ambientalmente corretas. Além disso, essas descobertas demonstram que a fermentação modifica efetivamente a mucilagem, expandindo seu uso em diversas aplicações tecnológicas.
Abstract: The use of cacti in human nutrition is emerging as a promising approach for the development of functional foods. The technological exploration of cacti as additives and ingredients in the food industry not only enhances the value of native species from the Brazilian semiarid region, but also boosts the region's economic growth by encouraging cactus farming. This thesis investigated the physicochemical, biological and application properties of Opuntia cochenillifera mucilage, including its extraction, modification by fermentation and use in edible coatings. The mucilage was extracted from cladodes using water at room temperature and continuous stirring, without the use of aggressive solvents, showing cell viability greater than 70% at concentrations of 0.05 to 5000 μg/mL, according to MTT (3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl] 2,5 diphenyltetrazolium) and SRB (sulforhodamine B) assays. Rheological studies showed non Newtonian rheological behavior with shear thinning and sensitivity to variations in temperature, pH and concentration. Despite biological safety, it revealed insufficient antioxidant potential against oxidative stress. Fermentation with Lactobacillus gasseri at 37 °C for 24 h promoted a reduction of monosaccharides such as galactose (-21.9%), arabinose (-20.5%) and glucose ( 0.8%). The fermented mucilage particles (MOCF) became denser, with a smaller average size (48.36 ± 48.57 µm) compared to the unfermented mucilage (57.77 ± 21.96 µm), greater solubility, thermal stability and emulsification capacity (60% in MOCF versus 40% in MOC). In practical application, the fermented mucilage was combined with starch to develop edible coatings, evaluated in minimally processed melons stored at 5 °C for 12 days. The films showed high water solubility (96.43%) and greater water vapor permeability (6.13 g/kPa.h.m²), while the coated fruits maintained firmness, less mass loss and greater retention of phenolic compounds and antioxidants, extending shelf life and preserving quality. The results highlight O. cochenillifera mucilage as a sustainable, safe and versatile biopolymer with promising applications in food, cosmetics and pharmaceuticals, contributing significantly to innovative and environmentally friendly solutions. Furthermore, these findings demonstrate that fermentation effectively modifies mucilage, expanding its use in diverse technological applications.
Keywords: Opuntia
Segurança biológica
Mucilagem
Fermentação
Probióticos
Biological safety
Mucilage
Fermentation
Probiotics
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia e Gestão de Recursos Naturais.
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/42116
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia e Gestão de Recursos Naturais.

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
SHÊNIA SANTOS MONTEIRO - TESE (PPGEGRN) 2025.pdf1.91 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.