Publication
Production and 3D printing of Pickering emulsions envisaging customized nutrition
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia::Engenharia Química | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Santamaria-Echart, Arantzazu | |
| dc.contributor.advisor | Barreiro, M.F. | |
| dc.contributor.advisor | Junior, Bogdan Demczuk | |
| dc.contributor.author | Lima, Igor Henrique Oliveira de | |
| dc.date.accessioned | 2024-07-24T11:27:28Z | |
| dc.date.available | 2024-07-24T11:27:28Z | |
| dc.date.issued | 2024 | |
| dc.description | Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná | pt_PT |
| dc.description.abstract | Personalized nutrition is gaining prominence as people seek tailor-made dietary solutions to meet their unique health and lifestyle needs. The use of Pickering emulsions in the production and 3D printing of personalized nutritional products has aroused significant interest in the food sector, especially emulsions incorporating bioactive compounds, such as vitamin D3, which influences the absorption of calcium through the digestive system and directly influences the maintenance of bones and teeth. Pickering emulsions, stabilized by solid particles instead of traditional surfactants, offer numerous advantages in customizing nutritional, namely by providing nutritional value, taste, and texture. The synthesis of particles based on biopolymers allows for the production of entirely natural formulations, as is the case of chitosan/gelatin type B (CH/GB) based systems, whose coacervation at specific pHs offers the opportunity to design Pickering stabilizers using simple and economical approaches. It is important to note that Pickering emulsions are highly resistant to coalescence and Ostwald ripening phenomena compared to other emulsions using conventional surfactants. In this context, the main objectives of this study were determining the printing parameters of CH/GB systems and the encapsulation of vitamin D3. After preliminary tests, two promising formulations were selected for printing, named E6 - 5.5% and E6 - 6%, where E means emulsion and the values represent the percentage of CH/GB in the solution. The work focused on finding the printing parameters for these two emulsions, evaluating the influence of the oil fraction, temperature on the printability. With the obtained results and the defined parameters, vitamin D3 was incorporated, and its influence in the emulsion was analyzed. Finally, 4 formulations named E6 - 5.5%, E6 - 5.5%D, E6 - 6% and E6 - 6%D (D addresses to the formulations with vitamin D3) were prepared and analyzed in terms of texture, encapsulation efficiency and visual inspection after printing analyzing their ability to serve as a customized food. The obtained results were promising and it was possible to verify that the vitamin caused a slightly increase in stability compared to the base emulsion, while the encapsulation efficiency was determined obtaining a value of 84.03% and 86.62% for E6 – 5.5D and E – 6D respectively. Through the texture analysis it was possible identify parameters such as hardness, springiness, cohesiveness, gumminess and resilience, which can help in the printing of different materials with different structures. | pt_PT |
| dc.description.abstract | A nutrição personalizada está a ganhar destaque à medida que as pessoas procuram dietas sob medida para atender às suas necessidades de saúde e estilo de vida. O uso de emulsões Pickering na produção e impressão 3D de produtos nutricionais personalizados tem despertado um interesse significativo na área alimentar, principalmente no que respeita ao uso de emulsões que incorporam compostos bioativos, tais como a vitamina D3 que é reconhecida pela sua influência na absorção de cálcio no sistema digestivo, influenciando diretamente a manutenção dos ossos e dentes. As emulsões Pickering, estabilizadas por partículas sólidas em vez de surfactantes convencionais, oferecem inúmeras vantagens para a personalização do conteúdo nutricional, sabor e textura. A síntese de partículas à base de biopolímeros permite a produção de formulações totalmente naturais, como é o caso dos sistemas à base de quitosana/gelatina tipo B (CH/GB), cuja coacervação em pHs específicos oferece a oportunidade de desenhar estabilizadores Pickering por meio de abordagens simples e económicas. Assim, é importante destacar que as emulsões Pickering, possuem elevada resistência a fenômenos de coalescência e amadurecimento de Ostwald em comparação com as emulsões convencionais. Neste contexto, o presente trabalho teve como principais objetivos determinar parâmetros de impressão para emulsões preparadas com partículas CH/GB e realizar a encapsulação da vitamina D3. Com a realização dos testes preliminares foram selecionadas duas formulações promissoras para impressão, designadas por E6 – 5.5% e E6 – 6%, onde E significa emulsão, e a percentagem representa quantidade de partículas CH/GB. O trabalho focou-se no estabelecimento dos parâmetros de impressão que mais se adequavam à impressão destas duas emulsões, avaliando a influência da fração de óleo, temperatura e imprimibilidade. Com os resultados obtidos e os parâmetros definidos, foi realizada a incorporação da vitamina D3 e analisada a sua influência na emulsão analisada. Por fim, foram preparadas 4 formulações designadas por E6 – 5.5%, E6 – 5.5%D, E6 – 6% e E6 – 6%D, onde D indica a presença da vitamina, que foram analisadas quanto à textura, eficiência de encapsulação e inspeção visual após impressão com o objetivo de analisar a sua capacidade para atuar como um alimento customizado. Os resultados obtidos foram promissores e foi possível verificar que a vitamina causou um ligeiro aumento na estabilidade em comparação com a emulsão de base, enquanto a eficiência de encapsulamento foi determinada, obtendo um valor de 84,03% e 86,62 para E6 - 5,5D e E - 6D, respectivamente. Através da análise de textura foi possível notar que a emulsão apresentou inúmeros parâmetros como dureza, elasticidade, coesividade, gumosidade e resiliência que diferem cada uma delas, o que pode ajudar na impressão de diferentes materiais com diferentes estruturas. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 203664892 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10198/30078 | |
| dc.language.iso | eng | pt_PT |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ | pt_PT |
| dc.subject | Pickering emulsions | pt_PT |
| dc.subject | Chitosan | pt_PT |
| dc.subject | Type B gelatine | pt_PT |
| dc.subject | Customized nutrition | pt_PT |
| dc.subject | 3D printing | pt_PT |
| dc.title | Production and 3D printing of Pickering emulsions envisaging customized nutrition | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | embargoedAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.name | Engenharia Química | pt_PT |