Bagaço de malte: valorização do subproduto em aplicações cosméticas sustentáveis

dc.contributor.advisor-co1Campos, Patrícia Mazureki
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4933456719850493pt_BR
dc.contributor.advisor1Olivato, Juliana Bonametti
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8398262188143940pt_BR
dc.contributor.instituicao-banca1Universidade Federal do Paraná (UFPR)pt_BR
dc.contributor.instituicao-banca2Universidade Federal do Paraná (UFPR)pt_BR
dc.contributor.instituicao-banca3Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)pt_BR
dc.contributor.instituicao-banca4Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)pt_BR
dc.contributor.referee1Maluf, Daniela Florêncio
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9882896597315882pt_BR
dc.contributor.referee2Camargo, Guilherme dos Anjos
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3192534002239447pt_BR
dc.contributor.referee3Ferrari, Priscileila Colerato
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/1327549312525180pt_BR
dc.contributor.referee4Boscardin, Patrícia Mathias Döll
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/8194592641569687pt_BR
dc.creatorKlosowski, Ana Beatriz
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9373271556460075pt_BR
dc.date.accessioned2025-06-27T18:08:06Z
dc.date.accessioned2026-06-30T18:34:05Z
dc.date.available2025-06-27T00:00:00Z
dc.date.available2025-06-27T18:08:06Z
dc.date.issued2025-05-28
dc.description.abstractBrewers’ spent grain (BSG) is the main solid waste generated in the beer industry and contains phenolic compounds with antioxidant potential. As there is a growing demand for cosmetic formulations with natural and biodegradable ingredients, this study aimed to obtain and characterize BSG extract, in addition to developing and characterizing starch and poly(vinyl alcohol) films, starch nanoparticles, and a Pickering emulsion, to achieve sustainable cosmetic formulations. The extract was obtained through maceration and Soxhlet extraction, characterized by its total phenolic and flavonoid content, and evaluated for antioxidant and prebiotic activities, as well as cytotoxicity in fibroblasts. The films were developed using solvent casting and characterized by their mechanical, structural, and barrier properties, as well as the release of phenolic compounds. For the nanoparticles and Pickering emulsion, the mean diameter, polydispersity index (PDI), and zeta potential were evaluated using photon correlation spectroscopy, along with the encapsulation efficiency (EE) for the nanoparticles. The Pickering emulsion was stabilized by starch nanoparticles, and the safety was evaluated by the chorioallantoic membrane test (HET-CAM). The extracts composed of Pilsen and Rye BSG (EBMP and EBMC, respectively) were those that presented the highest values for total phenolic content, being 2.82 ± 0.03 and 4.28 ± 0.14 mg EAG.g-1 , respectively, and consequently, the most significant inhibition of ABTS radicals, with IC50 values of 240.10 ± 1.60 and 174.80 ± 4.90 µg.mL-1 , respectively. The flavonoid content was higher in the EBMP extract (1.00 ± 0.11 mg.g-1 extract) when compared to EBMC (0.11 ± 0.01 mg.g-1 extract). In addition to the antioxidant activity, the EBMP extract demonstrated prebiotic action for Lactobacillus acidophilus. In both cytotoxicity methods (MTT and neutral red), there was a reduction in cell viability of < 50% at a concentration ≥ 10 mg.mL-1 for EBMC and at a concentration ≥ 5 mg.mL-1 for EBMP. Increasing the extract concentration to 10% (%, w.w-1 ) in the films, when compared to the film with 5% (%, w.w-1 ) extract, significantly influenced the increase in apparent opacity (53.98 ± 6.73 %.µm-1 ), the reduction in water vapor permeability (1.41 x 10-11 g.m-1 .s-1 .Pa-1 ), the increase in tensile strength (14.71 ± 3.70 MPa) and elastic modulus (256.27 ± 99.97 MPa) and the reduction in elongation (7.05 ± 1.97%). In the release test in a pH 5.5 buffer medium, it was observed that all the extract was released during the 4-hour testing period in films with 5% and 10% (w.w-1 ) extract. The nanoparticles presented a diameter range between 181-200 nm, were considered monodisperse (PDI = 0.26-0.36), and the increase in the extract concentration to 10% (w.w-1 ) caused a reduction in the zeta potential (-12.00 ± 1.10 mV). The EE of 90.34% for nanoparticles with 5% (w.w-1 ) of extract and 6.67% for nanoparticles with 10% (w.w1 ) of extract demonstrated that the increase in extract concentration caused a reduction in the EE. No vascular signal was observed in the HET-CAM test in the tested emulsions. Both the films and the nanoparticles with a concentration of 5% (w.w-1 ) of the extract showed the most promise for application, considering mainly the mechanical aspects, permeability to water vapor, and encapsulation. Therefore, the results provide an experimental basis for evaluating the formulations as viable and safe strategies for the topical application of BSG extract, which exhibits antioxidant and prebiotic actions.pt_BR
dc.description.resumoO bagaço de malte é o principal resíduo sólido gerado na indústria cervejeira e apresenta em sua composição os compostos fenólicos, com potencial antioxidante. Como há uma crescente busca por formulações cosméticas com ingredientes naturais e biodegradáveis, o presente trabalho teve como objetivo obter e caracterizar o extrato de bagaço de malte, além de desenvolver e caracterizar filmes de amido e poli (vinil álcool), nanopartículas de amido e emulsão pickering, com a finalidade de obter formulações cosméticas sustentáveis. O extrato foi obtido por maceração e extração em Soxhlet, caracterizado por teor de fenólicos e flavonoides totais e avaliado pelas atividades antioxidante e prebiótica, além da citotoxicidade em fibroblastos. Os filmes foram desenvolvidos por solvent casting e caracterizados quanto suas propriedades mecânicas, estruturais e de barreira, além da liberação de compostos fenólicos. Já para as nanopartículas e emulsão pickering, foram avaliados o diâmetro médio, índice de polidispersão (IPD) e potencial zeta por espectroscopia da correlação de fótons, acrescentando a eficiência de encapsulação (EE) para as nanopartículas. A emulsão pickering foi estabilizada pelas nanopartículas de amido e a segurança avaliada através do teste da membrana corioalantoide (HET-CAM). Os extratos compostos por bagaços de malte Pilsen e Centeio (EBMP e EBMC, respectivamente) foram os que apresentaram os maiores valores para teor de fenólicos totais, sendo 2,82 ± 0,03 e 4,28 ± 0,14 mg EAG.g-1 , respectivamente, e consequentemente a maior inibição dos radicais ABTS, com valores de IC50 de 240,10 ± 1,60 e 174,80 ± 4,90 µg.mL-1 respectivamente. O teor de flavonoides foi superior no extrato EBMP (1,00 ± 0,11 mg.g1 extrato) quando comparado ao EBMC (0,11 ± 0,01 mg.g-1 de extrato). Além da atividade antioxidante, o extrato EBMP demonstrou ação prebiótica para Lactobacillus acidophilus. Nos dois métodos de citotoxicidade (MTT e vermelho neutro), houve redução da viabilidade celular < 50% em concentração ≥ 10 mg.mL-1 para EBMC e em concentração ≥ 5 mg.mL-1 para EBMP. O aumento da concentração do extrato para 10% (%, m.m-1 ) nos filmes, quando comparado ao filme com 5% de extrato, influenciou significativamente no aumento da opacidade aparente (53,98 ± 6,73 %.µm1 ), na redução da permeabilidade ao vapor d’água (1,41 x 10-11 g.m-1 .s-1 .Pa-1 ), no aumento da tensão máxima na ruptura (14,71 ± 3,70 MPa) e módulo elástico (256,27 ± 99,97 MPa) e na redução da elongação (7,05 ± 1,97%). No ensaio de liberação em meio tampão pH 5,5, foi possível observar que todo o extrato foi liberado durante as 4 horas de teste nos filmes com 5% e 10% (%, m.m-1 ) de extrato. As nanopartículas apresentaram a faixa de diâmetro entre 181-200 nm, foram consideradas monodispersas (IPD=0,26-0,36) e o aumento da concentração do extrato para 10% ocasionou a redução do potencial zeta (-12,00 ± 1,10 mV). A EE de 90,34% para nanopartícula com 5% (%, m.m-1 ) e 6,67% para nanopartícula com 10% (%, m.m-1 ) de extrato demonstrou que o aumento da concentração do extrato ocasionou redução na EE. Não foi observado nenhum sinal vascular no teste HET-CAM nas emulsões testadas. Tanto os filmes, quanto as nanopartículas com a concentração de 5% (%, m.m-1 ) de extrato foram as que se mostraram mais promissoras para aplicação, considerando principalmente os aspectos mecânicos, de permeabilidade ao vapor d’água e de encapsulação. Portanto, os resultados fornecem uma base experimental para considerar as formulações como sendo estratégias viáveis e seguras para aplicação tópica do extrato de bagaço de malte com ação antioxidante e prebiótica.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.identifier.citationKLOSOWSKI, Ana Beatriz. Bagaço de malte: valorização do subproduto em aplicações cosméticas sustentáveis. 2025. Tese (Doutorado em Ciências Farmacêuticas) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttps://ri.uepg.br/handle/123456789/3539
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Estadual de Ponta Grossapt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentSetor de Ciências Biológicas e da Saúdept_BR
dc.publisher.initialsUEPGpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Farmaceuticaspt_BR
dc.relationBolsista CAPESpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectAção antioxidantept_BR
dc.subjectBiodegradávelpt_BR
dc.subjectCompostos fenólicospt_BR
dc.subject.cnpqCiências da Saúdept_BR
dc.titleBagaço de malte: valorização do subproduto em aplicações cosméticas sustentáveispt_BR
dc.typeTesept_BR

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Ana Beatriz Klosowski.pdf
Size:
4.42 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Tese completa em PDF

License bundle

Now showing 1 - 2 of 2
Loading...
Thumbnail Image
Name:
license.txt
Size:
1.82 KB
Format:
Item-specific license agreed to upon submission
Description:
Loading...
Thumbnail Image
Name:
license.txt
Size:
1.24 KB
Format:
Item-specific license agreed to upon submission
Description: