Publicação: Impactos da termossonicação em uvas bordô e caracterização reológica de variedades de uva cultivadas no Brasil
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Data
Autores
Orientador
Romero, Javier Telis 
Coorientador
Vanzela, Ellen Silva Lago
Pós-graduação
Alimentos, Nutrição e Engenharia de Alimentos - IBILCE
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
As uvas cultivadas no Brasil possuem alto valor nutricional, comercial e econômico, sendo destinado tanto em natura quanto para processamento, com destaque para as variedades Barbera Piemonte, Bordô, BRS Carmem e Malbec. A uva Bordô se sobressai pelo alto teor de antocianinas, pigmentos antioxidantes benéficos, porém sensíveis ao calor, o que dificulta seu processamento. A termossonicação (TS) surge como uma técnica inovadora e sustentável para preservar e melhorar a qualidade dos produtos à base de uva, minimizando a degradação térmica. Dessa forma, este estudo avaliou os efeitos da TS na degradação das antocianinas, potencial antioxidante e nos parâmetros termodinâmicos da uva Bordô, além de caracterizar o comportamento reológico das variedades Barbera Piemonte, BRS Carmem e Malbec. A degradação das antocianinas seguiu uma cinética de primeira ordem, revelando diferenças significativas entre os métodos. A TS não alterou o pH e a acidez do mosto, mas aumentou o SS e a extração de antocianinas. A coloração do mosto tratado por TS mostrou-se mais escura, indicando maior extração dos pigmentos. Nos parâmetros termodinâmicos, observou-se que a TS reduziu a energia de ativação e a entalpia de ativação, enquanto a energia livre de Gibbs positiva indicou que a degradação ocorre de forma não espontânea. Além disso, a menor entropia sugere maior estabilidade molecular. Os resultados sugerem que as antocianinas extraídas por TS têm estabilidade térmica semelhante àquelas obtidas por CV. Nos testes de atividade antioxidante (AT) (métodos ABTS, DPPH e FRAP), a TS promoveu inicialmente um aumento de CA provavelmente devido à maior extração de antocianinas. No entanto, em temperaturas mais altas, essa capacidade diminuiu. Ainda assim, o mosto tratado por TS manteve maior atividade antioxidante em comparação ao CV.O modelo Ostwald-de Waele ajustou o comportamento reológico das uvas (BRS Carmem, Barbera Piemonte e Malbec) com melhor precisão por apresentar maior coeficiente de determinação (RAdj2) e menor erro quadrático médio (RMSE), sendo caracterizado como comportamento não newtoniano (n < 1), que é afinamento por cisalhamento e pseudoplástico. Os coeficientes de consistência (k) e o índice de comportamento do fluido (n) foram significativamente reduzidos pelo aumento da temperatura. As propriedades reológicas variam de acordo com a variedade de uva e a temperatura empregada, com o k e n diminuindo com o aumento da temperatura, sendo o n afetado de maneira diferente em cada tipo de uva. Um modelo polinomial de segunda ordem foi empregado para descrever o efeito da temperatura nos parâmetros reológicos. Os resultados deste estudo sugerem que o TS é um método eficaz para aumentar a extração de antocianinas da uva Bordô, sem afetar negativamente sua cinética de degradação térmica, parâmetros termodinâmicos e de estabilidade. A análise das faixas de temperatura e do comportamento reológico das uvas fornece informações cruciais para a otimização dos procedimentos de fabricação, assegurando uniformidade e qualidade. Assim este estudo destaca a importância de compreender as características intrínsecas de cada variedade de uva para aprimorar os processos industriais no ramo de alimentos e bebidas e garantir a qualidade superior na elaboração de produtos derivados de uva.
Resumo (inglês)
Grapes cultivated in Brazil hold significant nutritional, commercial, and economic value, being used both for fresh consumption and processing, with particular emphasis on the Barbera Piemonte, Bordô, BRS Carmem, and Malbec varieties. The Bordô grape stands out due to its high anthocyanin content—beneficial antioxidant pigments that are, however, sensitive to heat, making processing challenging. Thermosonication (TS) emerges as an innovative and sustainable technique to preserve and enhance the quality of grape-based products while minimizing thermal degradation.This study evaluated the effects of TS on anthocyanin degradation, antioxidant potential, and the thermodynamic parameters of Bordô grapes, as well as the rheological behavior of Barbera Piemonte, BRS Carmem, and Malbec varieties. Anthocyanin degradation followed first-order kinetics, revealing significant differences among processing methods. TS did not alter the pH or acidity of the must but increased soluble solids (SS) and anthocyanin extraction.The TS-treated must exhibited a darker coloration, indicating enhanced pigment extraction. Regarding thermodynamic parameters, TS reduced activation energy and enthalpy, whereas a positive Gibbs free energy indicated that the degradation process is non-spontaneous. Additionally, the lower entropy suggested greater molecular stability. The results indicate that anthocyanins extracted via TS possess thermal stability comparable to those obtained through conventional processing (CV). In antioxidant activity (AA) tests (ABTS, DPPH, and FRAP methods), TS initially promoted an increase in AA, likely due to enhanced anthocyanin extraction. However, at higher temperatures, this capacity declined. Nonetheless, TS-treated must retained higher antioxidant activity than CV-treated samples.The Ostwald-de Waele model best described the rheological behavior of the studied grape varieties (BRS Carmem, Barbera Piemonte, and Malbec), showing the highest adjusted coefficient of determination (R²Adj) and the lowest root mean square error (RMSE). These musts exhibited non-Newtonian behavior (n < 1), characterized as shear-thinning and pseudoplastic. The consistency coefficient (k) and flow behavior index (n) significantly decreased with increasing temperature. Rheological properties varied according to grape variety and processing temperature, with k and n decreasing as temperature rose, and n being differently affected depending on the grape type. A second-order polynomial model was employed to describe the temperature effect on rheological parameters.The findings of this study suggest that TS is an effective method for enhancing anthocyanin extraction from Bordô grapes without negatively impacting their thermal degradation kinetics, thermodynamic stability, or structural integrity. The analysis of temperature ranges and the rheological behavior of different grape varieties provides crucial insights for optimizing manufacturing processes, ensuring consistency and quality. Thus, this study underscores the importance of understanding the intrinsic characteristics of each grape variety to improve industrial food and beverage processing and guarantee superior quality in grape-derived products
Descrição
Palavras-chave
Uvas, Ultrassom, Antocianinas, Comportamento reológico, Termossonicação, Grapes, Ultrasonics, Anthocyanin, Rheological behavior, Thermosonication
Idioma
Português
Como citar
ALMEIDA, Micael José de. Impactos da termossonicação em uvas bordô e caracterização reológica de variedades de uva cultivadas no Brasil. (Doutorado em Alimentos, Nutrição e Engenharia de Alimentos). 2025. Universidade Estadual Paulista (Unesp), Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas (Ibilce), São José do Rio Preto, 2025.
