Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | Extracción asistida por ultrasonidos y modificación del mucílago de chía para el diseño de bebidas funcionales con beneficios para la salud |
| Título alternativo: | Ultrasound-assisted extraction and modification of chia mucilage for the design of functional beverages with health benefits |
| Autor: | Saporittis, Karen |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Lugar de trabajo: | Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Tecnología de Alimentos y Procesos Químicos (ITAPROQ)
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| Fecha de defensa: | 2025-07-15 |
| Fecha en portada: | 15 de julio de 2025 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Química Industrial |
| Departamento Docente: | Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física |
| Director: | Martínez, María Julia |
| Director Asistente: | Morales, Rocío |
| Consejero: | Gliemmo, María Fernanda |
| Jurado: | Buera, María del Pilar; Speroni Aguirre, Francisco José; Agüero, María Victoria |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | MUCILAGO DE CHIA; ULTRASONIDO DE ALTA INTENSIDAD; HOMOGENIZACION A ALTA PRESION; ESTABILIDAD DE EMULSIONES Y ESPUMAS; INTERACCIONES; LIPOLISIS; CAPACIDAD DE LIGAR HIERRO; ALIMENTOS FUNCIONALESCHIA MUCILAGE; HIGH-INTENSITY ULTRASOUND; HIGH-PRESSURE HOMOGENIZATION; EMULSIONS AND FOAMS STABILITY; INTERACTIONS; LIPOLYSIS; IRON BINDING; FUNCTIONAL FOODS |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7802_Saporittis |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7802_Saporittis.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7802_Saporittis |
| Ubicación: | QUI 007802 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Saporittis, Karen. (2025). Extracción asistida por ultrasonidos y modificación del mucílago de chía para el diseño de bebidas funcionales con beneficios para la salud. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7802_Saporittis |
Resumen:
El mucílago de chía (MC), que es exudado de la semilla de chía cuando se pone en contacto con agua, tiene un gran potencial como espesante en la industria alimentaria, además de un alto contenido en fibra. Sin embargo, su aplicación permanece restringida debido a la fuerte adhesión del mucílago a la semilla lo que dificulta su separación. El objetivo de esta tesis fue optimizar la extracción del MC mediante el uso de ultrasonidos de alta intensidad (USAI), modificar su estructura mediante homogeneización a alta presión (HPH) y evaluar posibles beneficios para la salud con el fin de aplicarlo en el diseño de bebidas funcionales. Como resultado de la optimización, se obtuvo un mayor rendimiento de extracción a tiempos y temperaturas más bajas que los utilizados por otros autores, lo que podría atribuirse al uso de USAI que permitió una extracción más eficiente, y se demostró que es posible modular la viscosidad del MC a partir de las condiciones de extracción utilizadas. En una segunda etapa del trabajo, se seleccionaron dos MC con viscosidades diferentes y se realizó su caracterización físico-química y tecnofuncional. Posteriormente, se aplicó un tratamiento de HPH con el objetivo de modificar su estructura y también se realizó la caracterización de los MC modificados. El proceso de homogeneización provocó una reducción significativa de la viscosidad respecto a los MC sin tratamiento HPH, lo cual se relacionó con la reducción del tamaño de partícula y peso molecular ocasionado por dicho tratamiento. Por otro lado, el MC mostró buena capacidad para formar y estabilizar emulsiones; sin embargo, no mostró buena capacidad para formar espumas, pero sí para estabilizar espumas proteicas, sobre todo a pH bajos donde se verificó la existencia de interacción proteína-MC. Finalmente, se evaluó la capacidad del MC de aportar beneficios para la salud. Se demostró una alta capacidad del MC para unir hierro, y mediante FTIR se evidenció que dicho mineral se une a los grupos carboxílicos de los ácidos urónicos presentes en el MC. Por otro lado, se realizaron las digestiones gastroduodenales in vitro de emulsiones aceite/agua y se observó una liberación de ácidos grasos significativamente menor en una emulsión estabilizada por MC comparada con una emulsión control estabilizada por proteína. Posteriormente, mediante la determinación de tamaño de partícula y turbidez, se comprobó que el MC interacciona con las sales biliares, lo que impediría o limitaría la migración de éstas a la interfase, reduciendo así su eficiencia en el proceso de lipólisis. Por último, se utilizó el MC unido a hierro para fortificar una bebida, y se evaluó la estabilidad físico-química de la misma y su aceptabilidad sensorial. Los resultados de este trabajo revelan que, además de utilizar al MC por sus propiedades tecnofuncionales, también podría emplearse para aplicaciones innovadoras como el diseño de alimentos funcionales con beneficios para la salud. Al explorar estos aspectos, se espera que el MC se consolide como un ingrediente clave en la formulación de alimentos saludables y funcionales, respondiendo a la creciente demanda de los consumidores por opciones más naturales, sustentables y beneficiosas para la salud.
Abstract:
Chia mucilage (CM), which is exuded from chia seeds when immersed in water, has great potential as a thickener in the food industry, and a high fiber content. However, its application remains limited due to itsstrong adhesion to the seed makes it difficult to separate. The objective of this thesis was to optimize the extraction of CM using high intensity ultrasound (HIUS), modify its structure by high pressure homogenization (HPH), and evaluate potential health benefits for use in functional beverage design. As a result of the optimization, a higher extraction yield was obtained at lower times and temperatures than those used by other authors. It could be attributed to the use of HIUS, which allowed a more efficient extraction, and it was demonstrated that it is possible to modulate CM viscosity based on the extraction conditions used, since varying the seed:water ratio allowed obtaining different volume ratios of translucent phase/opaque phase. In a second stage of the work, two CMs with different viscosities were selected and their physical-chemical, and technofunctional characterization was performed. Subsequently, an HPH treatment was applied to modify their structure, and the modified CMs were also characterized. The homogenization process resulted in a significant reduction in viscosity compared to the Cms without HPH treatment, which was related to the reduction in particle size and molecular weight caused by this treatment. On the other hand, CM showed good emulsion-forming and stabilizing properties; however, it did not exhibit good foam-forming properties, but it did stabilize protein foams, especially at low pH levels, where protein-CM interaction was observed. Finally, the health benefits of MC were assessed. In particular, its ability to bind iron and alter fatty acid release during gastroduodenal lipid digestion was evaluated. CM demonstrated a high iron-binding capacity, verified by the alteration of FTIR profile, which evidenced iron binding to the carboxylic groups of the uronic acids present in CM. Furthermore, in vitro gastroduodenal digestions of oil-in-water emulsions were performed, and CM-stabilized emulsions released significantly fewer fatty acids than a protein-stabilized control emulsion. After that, by determining particle size and turbidity, it was found that CM interacts with bile salts (BS), which would prevent or limit the migration of BS to the interface, thus reducing their efficiency in the lipolysis process. Finally, iron-bound CM was used to fortify a beverage, and its physical-chemical stability and sensory acceptability were evaluated. The results of this work reveal that, in addition to utilizing CM for its technofunctional properties, it could also be used for innovative applications such as the design of functional foods with health benefits. By exploring these aspects, it is hoped that CM will consolidate its position as a key ingredient in the formulation of healthy and functional foods, responding to the growing consumer demand for more natural, sustainable, and health-promoting options.
Citación:
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Saporittis, Karen. (2025). Extracción asistida por ultrasonidos y modificación del mucílago de chía para el diseño de bebidas funcionales con beneficios para la salud. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7802_Saporittis
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Saporittis, Karen. "Extracción asistida por ultrasonidos y modificación del mucílago de chía para el diseño de bebidas funcionales con beneficios para la salud". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2025.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7802_Saporittis
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