5. Resultados e discussão
5.3 Avaliação do efeito protetor da partícula
5.3.1 Estudo de liberação “in vitro”
Com a microencapsulação, o óleo essência de tomilho se manteve protegido do ambiente. A liberação do composto majoritário timol deste óleo essencial em álcool de cereais foi investigada para os três sistemas GE:GA, GA:QUI e GE:QUI com o propósito de se definir o tempo e a quantidade em percentual de composto ativo liberado. Assim pode-se observar o potencial de proteção de cada combinação polimérica.
As partículas também foram reticuladas para verificar o efeito do agente de reticulação no potencial de enrijecimento da matriz polimérica, e avaliar sua ação no controle de liberação do ativo com o tempo. Os sistemas foram reticulados com o agente sintético glutaraldeído (GLU) e com um sal de baixa toxicidade, o tripolifosfato de sódio (TPP).
Os três sistemas, quando não reticulados, não foram eficientes para controlar a saída do óleo essencial. A liberação total ocorreu nos primeiros 15 min. O principio de reticulação do GLU ocorre através da ligação covalente feita pela proteína entre os grupos amino. A reticulação evita que o cocacervado se desfaça na presença de condições não favoráveis de pH, força iônica e temperatura (Alvim & Grosso, 2010). Já o TPP causa o enrijecimento da matriz da partícula através de ligações iônicas, quando ocorre a adição dos grupos fosfato no interior da cadeia dos biopolímeros (Costeiros, 2012).
As características de liberação dos sistemas é dependente da interação entre os biopolímeros utilizados, a proporção entre o recheio e o material de parede, além do tamanho das micropartículas (Azeredo, 2005). No caso do sistema GE:GA a partícula apresentou a menor estrutura (Tabela 8) assim como o óleo se manteve disperso e polinucleado e a estrutura morfológica da partícula esférica (Figura 6), diferentemente dos outros dois sistemas que apresentaram estruturas maiores e o óleo essencial ficou disperso em forma de uma gota única em uma micropartícula morfologicamente regular, com ressalva do sistema GE:QUI que foi observado a formação de uma massa em vez de coacervados, possivelmente esse sistema não apresentou junção entre os biopolímeros por desequilíbrio entre os mesmo (Remuñán-López & Bodmeier, 1996). De acordo com essas características sugerem- se os prováveis motivos para o melhor perfil de liberação ter acontecido com a combinação de gelatina – goma arábica, que estão apresentados na Figura 8 e 9.
Figura 8. Liberação não acumulada de timol a partir partículas de GA:GE reticuladas com tripolifosfato de sódio (TPP) e glutaraldeido (GLU).
Figura 9. Liberação não acumulada de pcimeno a partir de partículas de GA:GE reticuladas com tripolifosfato de sódio (TPP) e glutaraldeido (GLU).
A taxa de liberação do agente depende de alguns fatores relacionados ao mecanismo de liberação proporcionado pela partícula, sendo o mecanismo difusivo característicos de sistemas matriciais e de coacervados (Prata et al. 2008). No
0 50 100 150 200 250 300 350 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
Curva de liberação
timol liberado GAGE_TPP GAGE_GLU tempo (min) % t im o l lib e ra d a 0 50 100 150 200 250 300 350 0 2 4 6 8 10 12Curva de liberação
pcimeno liberado GAGE_TPP GAGE_GLU tempo (min) % p c im e n o lib e ra d aentanto, o meio de liberação deve permitir a saída do composto ativo, não estando saturado e tenho afinidade pelo ativo para que ele consiga ser solubilizado.
No perfil de liberação dos coacervados de GE:GA reticulados com tripolifosfato de sódio (Figura 8 e 9) foi possível observar uma liberação gradual continua tanto do timol quanto do p-cimeno, em 300 min a taxa máxima de liberação de timol foi atingida com 3,5 % em álcool de cereais, sendo que o sistema quando reticulado com GLU liberou 4,5%. No controle de liberação de p-cimeno a reticulação com TPP manteve-se em torno 2% no tempo de 300 min, e com GLU 5 vezes mais, totalizando 10 % de p-cimeno liberado no mesmo intervalo de tempo.
As partículas coacervadas e reticuladas com TPP mostraram-se tão eficientes no controle de liberação do ativo quanto as reticuladas com GLU. Shu & Zhu (2002) também verificaram a eficiência deste reticulante na produção de biofilmes com quitosana, provavelmente uma interação eficiente ocorreu entre o grupamento fosfato e os biopolímeros utilizados, resultado na formação de cadeias protetoras.
O objetivo de produzir e reticular as micropartículas neste trabalho é que as mesmas possam ser aplicadas em uma matriz alimentar. Como o glutaraldeído é toxico (Alvim & Grosso, 2010) e neste trabalho o TPP apresentou propriedade de retenção do ativo comparáveis ao glutaraldeído, o TPP será utilizado em substituição ao agente sintético na estabilização da matriz da micropartícula que será aplicada posteriormente no ensaios de bolos.
5.3.2 Estabilidade oxidativa do óleo essencial de tomilho encapsulado
Os compostos fenólicos timol e carvacrol são formados por grupos hidroxilas junto ao anel aromático, este tipo de composto normalmente apresenta função antioxidante, já bem descritas na literatura (Lima, 2007; Mariutti & Bragagnolo, 2007).
Assim a presença destes compostos no óleo sugere uma alternativa para o uso de antioxidantes sintéticos, usados pela indústria de alimentos para evitar oxidação lipídica e alterações organolépticas e sensoriais a logo prazo no produto final (Marangoni & Fernandes, 2011; Oliveira & Oliveira, 2012).
Além das propriedades antioxidantes, também é descrito na literatura que algumas espécies de vegetais produzem fitoesterol. Assim, neste trabalho foi realizada a determinação de teor de fitoesteróis no óleo de tomilho, pois existia uma indicação na literatura (Mirjana Milovanovic, 2009) de que este óleo poderia ser uma fonte. No entanto, nossos resultados indicaram que o óleo essencial de tomilho utilizado neste trabalho não apresentou esteróis na sua composição.
A estabilidade oxidativa do óleo essencial de tomilho livre foi avaliada e está apresentada na Tabela 9. As micropartículas de GE:GA, independentemente do tratamento de reticulação, foi capaz de proteger o óleo, reduzindo significativamente o tempo de indução do óleo.
Tabela 9. Estabilidade oxidativa de óleo de tomilho livre, encapsulado e reticulado.
Matéria-prima Tempo de indução da oxidação (h)
Óleo de tomilho livre 11.22 ± 0.062 B
Óleo de tomilho encapsulado 13.64 ± 0.060 A
Óleo de tomilho encapsulado
reticulado com (*TPP) 14.01 ± 0.026
A
Valores expressos em média ± desvio padrão, n=3. Análise estatística entre amostra a 95% de confiança 5% (p=0,05); *TPP: tripolifosfato de sódio.
A previsão de vida útil do óleo encapsulado foi 14h, o que sugere um parâmetro de eficiência para aplicação desta micropartícula em alimentos (Ravelli, 2011; Santos, 2010).