Comportamento de Fusão e Polimorfismo das MPLs

As estruturas cristalinas das MPLs podem mudar ao longo do período de armazenamento, principalmente se houver variações de temperatura no meio em que se encontram. Assim, para avaliar esse fenômeno, as MPLs foram analisadas por difração de raios X em ângulos de 5 a 40 ° de 2θ. As Figuras 5.20, 5.21 e 5.22 mostram os difratogramas das MPLs durante o período de 45 dias de armazenamento mantidas em ciclos de 48h nas temperaturas de 30 e 45°C, alternadamente. As informações completas dos SS e das formas polimórficas determinadas ao longo do estudo encontram- se na Tabela B no Apêndice.

Figura 5.20. Difratograma de Raios-X das micropartículas lipídicas E1(80:20 – PATH:PA) mantidas em ciclos de 48h nas temperaturas de 30 e 45°C.

Onde PATH: óleo de palma totalmente hidrogenado; PA: óleo de palma.

Figura 5.21. Difratograma de Raios-X das micropartículas lipídicas E2(70:30 – PATH:PA) mantidas em ciclos de

48h nas temperaturas de 30 e 45°C.

Onde PATH: óleo de palma totalmente hidrogenado; PA: óleo de palma.

Figura 5.22. Difratograma de Raios-X das micropartículas lipídicas E3(60:40 – PATH:PA) mantidas em ciclos de

48h nas temperaturas de 30 e 45°C.

Onde PATH: óleo de palma totalmente hidrogenado; PA: óleo de palma.

5 10 15 20 25 30 35 40 Int ensi dade (a .u) 2θ (Graus) 0 dia 7 dias 15 dias 30 dias 45 dias 4,6Å 8,4Å 4,2Å _3,8Å 5 10 15 20 25 30 35 40 Int ensi dade (a .u) 2θ (Graus) 0 dia 7 dias 15 dias 30 dias 45 dias 8,4Å 4,6Å 4,2Å _3,8Å 5 10 15 20 25 30 35 40 Int ensi dade (a .u) 2θ (Graus) 15 dias 8,4Å 4,6Å 4,2Å 0 dia 7 dias 30 dias 45 dias 3,8Å

Conforme evidenciado nas Figuras 5.20, 5.21 e 5.22 todas as MPLs apresentaram espectros semelhantes, com a presença de dois picos bem acentuados a 4,2Å e 3,8Å, respectivamente. A existência desses dois picos nos difratogramas obtidos durante o armazenamento das MPLs caracteriza a presença de cristais do tipo β’, relativos ao PATH e PA.

Entretanto, na avaliação de 45 dias de estocagem as MPLs começaram a apresentar uma pequena quantidade do polimorfo β com a presença de um pico fraco a 4,6Å. As transições polimórficas ocorrem sempre no sentido da forma mais estável (α, β’ e β). Ribeiro et al. (2015) declaram que em quase todos os óleos vegetais, as formas α e β’ podem ser formadas em temperaturas constantes e a forma β pode ser desenvolvida através de estruturas líquido-sólido ou sólido-sólido. Durante as avaliações de 7 e 15 dias de estabilidade as MPLs estavam a 30 °C e apresentavam exclusivamente cristais β’. Com a elevação da temperatura para 45 °C nos 30 e 45 dias, os TAGs de menor ponto de fusão podem ter fundido, coexistindo lipídios sólidos e líquidos e as formas β’ e β. Portanto, o pico de difração em 4,6 Å na avaliação dos 45 dias evidenciou que as oscilações de temperatura realizadas durante o armazenamento das MPLs promoveu uma transição polimórfica de cristais β’ para β, além do tempo de armazenamento que pode ter conduziando a transição polimórfica para a forma mais estável.

A forma polimórfica β’ é representada por cristais pequenos e suaves, enquando a forma β é caracterizada frequetemente por grandes cristais granulares. Contudo, uma transição precoce de β’ para β não é interessante para as MPLs, pois pode acarretar na expulsão antecipada do material de recheio devido à reestruturação polimórfica para níveis mais organizados e energeticamente mais favoráveis levando a ausência de espaço na microestrutura da matriz lipídica (RIBEIRO et al., 2009; BATTAGLIA & GALLARATE, 2012; TULINI et al., 2016).

Tulini et al. (2016) estudaram a estabilidade de extrato de canela rico em proantocianidina em MPLs com gordura vegetal (PF-48°C) por 90 dias em 5, 25 e 37 °C. Os autores observaram a presença de cristais do tipo β’ e não observaram transição polimórfica de β’ para β. Passerini et al. (2010) produziram MPLs com Compritol® pelo método de spray chilling e por meio da análise de DSC e difração de raios-X constataram a presença do polimorfo β’ nas partículas recém preparada. Os autores acompanharam o polimorfismo das MPLs por 6 meses através de DSC e constataram a ausência de alterações térmicas nas MPLs sugerindo a estabilidade polimórfica das amostras durante o tempo de avaliação.

Óleos e gorduras são constituídos de composição variada de TAGs e a uma dada temperatura as diferentes estruturas cristalinas (α, β’, β) podem coexistir em óleo líquido devido a fusão de TAGs de menores PF (Sato, 2001). É importante ressaltar que outros fatores podem influenciar na formação das estruturas cristalinas tais quais: a formulação, a taxa de resfriamento e o calor de

cristalização. Omar et al. (2015) relataram que a presença de cristais β no óleo de palma em temperaturas próximas a 45°C e a origem desse tipo de cristal pode ter sido oriunda do modo de manuseio e armazenamento desse material.

Meng et al. (2011) produziram “shortenings” preparados com óleo de palma (PA) e gordura bovina (GB) que foram armazenados em ciclos de flutuação de temperatura de 5 e 25 °C. Os cristais granulares e seus materiais circundantes passaram pela análise de polimorfismo via DRX. Foram obtidas misturas de cristais do tipo β e β’ em todas as amostras, mas nas amostras de gordura bovina foram encontradas maiores proporções do polimorfo β, enquanto que, o material circundante da palma apresentou essencialmente cristais β’. Os autores atribuem essas transformações polimórficas à migração e a aglomeração de TAGs de distintos pontos de fusão em PA e GB. O elevado conteúdo de TAGs trissaturados e dissaturados, como PPP, SSS e PSS (para GB) e PPP e POP (para PA) levam a formação de cristais do tipo β. A diminuição dos TAGs monossaturados, como PLO e POO, presentes nas frações de cristais granulares, levam a formação do polimorfo β’.

A transição para formas mais estáveis pode ocorrer ao longo do período de armazenamento e é importante avaliar este parâmetro durante os estudos de estabilidade, conforme mostrado no presente trabalho. A adição do PATH ao PA foi eficaz para estabilizar o polimorfo β’ (BARISON, 2005). Enquanto que as propriedades térmicas, de um modo geral, não foram afetadas pela ciclização da temperatura assim como as transições polimórficas, pois ao final dos 45 dias de estocagem a forma β’ era predominante em todas as formulações estudadas.

Os picos de fusão por DSC também podem indicar a fusão dos polimorfos presentes nas MPLs no momento da análise, visto que cada cristal apresenta uma faixa de fusão específica e, portanto, pode ser realizada uma correlação com os picos de difração de Raios-X. As Figuras 5.23, 5.24 e 5.25 apresentam as curvas de fusão das MPLs E1, E2 e E3 e a Tabela C, apresentada no Apêndice, reportam os parâmetros obtidos dessas curvas.

Figura 5.23. Curva de fusão das micropartículas lipídicas E1 (80:20 – PATH:PA) mantidas em ciclos de 48h nas

temperaturas de 30 e 45°C.

Onde PATH: óleo de palma totalmente hidrogenado; PA: óleo de palma.

Figura 5.24. Curva de fusão das micropartículas lipídicas E2 (70:30 – PATH:PA) mantidos em ciclos de

48h nas temperaturas de 30 e 45 °C.

.

Figura 5.25. Curva de fusão das micropartículas lipídicas E3 (60:40 – PATH:PA) mantidas em ciclos de 48h nas

temperaturas de 30 e 45°C.

Onde PATH: óleo de palma totalmente hidrogenado; PA: óleo de palma.

As MPLs estudadas após o período de 45 dias de armazenamento apresentaram 3 picos de fusão, análogos aos picos obtidos para as mesmas amostras na etapa de caracterização das MPLs. Ambos os picos de fusão se mantiveram estáveis durante todo o período de estocagem, enquanto que não houve diferença estatística significativa (p≤0,05) entre os Tpeak das amostras. Isto mostra que as

MPLs de ambas as formulações provavelmente haviam atingido a forma polimórfica de estabilidade intermediária (β’) desde a primeira análise, logo após a sua produção, conforme o exposto nas Figuras 5.20, 5.21 e 5.22.

As MPLs produzidas nesse estudo apresentaram pequenas variações de Tonset e Tpeak

quando avaliadas segundo o comportamento térmico de fusão (Tabela C do Apêndice). Já a pequena variação de entalpia de fusão no início e ao final dos 45 dias de estocagem, está relacionada ao aparecimento de pequenas concentrações da estrutura cristalina β, conforme o evidenciado pelo estudo de polimorfismo (Figuras 5.20, 5.21 e 5.22). Elevados valores entálpicos estão relacionados à homogeneidade dos cristais e de sua estrutura cristalina. Quando ocorre um decréscimo nos valores de

entalpia sugere perturbação na microestrutura dos cristais devido à perda de cristalinidade, justificado pela presença da estrutura triclínica (β) (CHIME et al.,2013; MIYASAKI, 2013).