Microencapsulação

Os fitoquímicos, incluindo os compostos fenólicos, em geral apresentam instabilidade durante o processamento e armazenamento de alimentos. Uma forma de manter a estabilidade desses compostos até que sejam liberados nos sítios onde a absorção é desejada ou durante o processamento, é a microencapsulação (RAI et al., 2009; FANG; BHANDARI, 2010).

A microencapsulação é definida como a tecnologia que protege materiais em uma certa embalagem, seja de natureza sólida, líquida ou gasosa, na forma de cápsulas de pequeno tamanho, que são seladas e que podem liberar seus conteúdos em quantidades controladas sob certos estimulos. A forma e tamanho das microcápsulas dependem da estrutura do composto a ser encapsulado. As microcápsulas mais simples podem consistir em um núcleo rodeado por uma parede ou uma barreira de espessura uniforme ou não uniforme. O núcleo pode ser composto por apenas um ou diferentes tipos de ingredientes, e o material de parede ou revestimento pode ser único ou de múltiplas camadas (GOUIN, 2004; NEDOVIC, 2011).

Em relação à estrutura, as cápuslas podem ser classificadas em dois grupos: microcápsulas e microesferas. São consideradas microcápsulas quando o núcleo é nitidamente concentrado na região central, circundado por um filme definido e contínuo do material de parede; e microesferas quando o núcleo é uniformemente disperso em uma matriz (AZEREDO, 2005; DESAI; PARK, 2005).

A encapsulação tem como objetivos, dependendo do composto encapsulado, reduzir a reatividade do núcleo com o ambiente, propiciar a

liberação controlada, diminuir a velocidade de evaporação ou de transferência do material do núcleo para o meio, facilitar a manipulação do material encapsulado, mascarar sabor e odor desagradáveis ou de promover a diluição homogênea do material encapsulado em uma formulação alimentícia (SCHROOYEN; VAN DER MEER; DE KRUIF, 2001).

Para garantir a proteção do núcleo existe uma variedade de técnicas de encapsulação, que deve ser escolhida de acordo com as propriedades do material de parede e dos compostos a serem encapsulados.

A liofilização é a técnica mais eficiente para proteger contra a decomposição química, minimizar perdas de atividade devido a baixa temperatura de processamento e reduzir o teor de umidade para níveis muito baixos, quando comparados a outros métodos como de coprecipitação, neutralização, atomização e evaporação de solvente (YAMADA et al., 2000).

A técnica de liofilização consiste no congelamento do material, seguida de uma redução de pressão e adição de calor suficiente para permitir que a água contida no material congelado passe diretamente do estado sólido para o gasoso (sublimação). A encapsulação por liofilização é conseguida por uma homogeneização do núcleo em uma matriz polimérica, seguida de congelamento e secagem. Esta encapsulação, geralmente, resulta em cápsulas de formas incertas (GIBBS; KERMASHA; ALLI; MULLIGAN, 1999).

Assim, esta técnica permite proteger o núcleo da exposição ao oxigênio, luz, umidade, etc. Como ingredientes alimentares suceptíveis a degradação por tais condições incluem-se aromas, sabores, pigmentos, nutrientes, adoçantes, enzimas, conservantes, antioxidantes, etc. Estes ingredientes podem ser encapsulados na presença de carboidratos, lipídeos e/ou proteínas (CHAMPAGNE; FUSTIER, 2007).

A liberação controlada é definida como um método pelo qual um ou mais agentes ativos ou ingredientes são liberados no local, tempo e taxa desejada. É uma tecnologia inovadora que pode aumentar a eficácia de muitos ingredientes, assim o desempenho de ingredientes naturais pode ser melhorado, e oferece alternativas viáveis para a utilização de aditivos químicos (POTHAKAMURY; BARBOSA-GNOVAS, 1995).

Alguns dos mecanismos de liberação combinam os seguintes estímulos: mudança na temperatura, umidade ou pH, aplicação de pressão ou de

cisalhamento e adição de surfactantes (FAVARO-TRINDADE; PINHO; ROCHA, 2008).

São poucos os estudos envolvendo a microencapsulação de compostos fenólicos extraídos de fontes naturais, sendo mais abrangente a encapsulação de compostos já purificados comercialmente. A maioria dos estudos já realizados são baseados na síntese e caracterização das cápsulas, liberação controlada, eficiência de encapsulação, atividade antioxidante em escala analítica e solubilidade. Há poucos estudos de aplicação de cápsulas em ensaios in vivo e no processamento de alimentos.

Pralhad e Rajendrakumar (2004) avaliaram a inclusão de quercitina em 2-hidroxipropil-βciclodextrina e β-cilcodextrina pelo método de liofilização. Os complexos de inclusão com quercetina aumentaram 10 vezes a sua solubilidade, quando comparado ao composto puro. A formação dos complexos foi confirmada por técnicas de FTIR, MEV e Raio-X.

O microencapsulamento do extrato de folhas de oliveira em quitosana pela técnica de spray-drier foi estudado por Kosaraju, D’ath e Lawrence (2006). A confirmação da encapsulação foi realizada pelas técnicas de DSC e FTIR, indicando que há interação dos compostos fenólicos com a quitosana. A eficiência de encapsulação foi de 27%.

A estabilidade no armazenamento de microcápsulas de compostos fenólicos extraídos de amora silvestre (cloudberry) na presença de maltodextrina, obtidas por liofilização foram avaliadas por Laine (2008) e seus colaboradores. A microencapulação melhorou a estabilidade dos compostos fenólicos durante o armazenamento.

Deladino, Anbinder, Navarro e Martino (2008) avaliaram a encapsulação de compostos fenólicos presentes em extratos aquosos de erva mate (Ilex

paraguensis) pelos métodos de coacervação simples e complexa, nas matrizes

de alginato de cálcio e alginato de cálcio-quitosana. As cápsulas de alginato de cálcio apresentaram retenção de 85% dos polifenois; no entanto, as cápsulas de alginato-quitosana apresentaram eficiência de encapsulação de 50%, devido a perdas ocorridas durante a imersão em quitosana. Resultados eficientes de cinética de liberação foram obtidos com a combinação dos polímeros alginato-quitosana.

Harris et al. (2010) promoveram a formação de nanopartículas e microesferas de compostos fenólicos extraídos de erva-mate (Ilex paraguensis) na matriz de quitosana. Os dois sistemas de encapsulamento proporcionaram estabilidade dos polifenois, mantiveram atividade antioxidante e apresentaram liberação dos compostos antioxidantes. Sendo estas técnicas promissoras para aplicações nutracêuticas e na produção de comésticos.

Extratos ricos em compostos fenólicos extraídos de Hypericum

perforatum foram encapsulados com β-ciclodextrina por liofilização

(Kalogeropoulos et al., 2010). A encapsulação foi confirmada pelas técnicas de DSC e RMN, sendo a eficiência de encapsulação de 27,5, 30 e 35% para catequina, epicatequina, e quercetina, respectivamente. Assim, os autores concluíram que a encapsulação melhora a estabilidade térmica dos antioxidante presentes na erva.

Zheng et al. (2011) avaliaram a microencapsulação do extrato fenólico de bayberry em etil celulose, pelo método de separação de fases. De acordo com seus resultados, a atividade antioxidante e a estabilidade durante a estocagem dos polifenois foi protegida pela encapsulação. As microcápsulas apresentaram superfície lisa de tamanho de 10 a 97µm. A taxa de liberação dos polifenois das microcápsulas sob fluido gástrico foi de 2,56 a 15,14%, e no fluido intestinal a taxa de liberação foi de até 87,37%.

A microencapsulação do ácido trans-ferúlico na matriz de hidroxipropil-β- ciclodextrina, por liofilização, foi estudada por Wang, Cao, Sun e Wang (2011). Os resultados das análises de espectroscopia UV/visível e FTIR, DSC, difratometria de raios X e microscopia eletrônica de varredura comprovaram a encapsulação. A solubilidade e estabilidade do ácido ferúlico foram melhoradas; entretanto, a decomposição induzida pela irradiação foi reduzida no complexo de inclusão.

Naringina e quercetina foram microencapsuladas na presença de celulose acetato ftalato, em estudos realizados por Sansone (2011) e colaboradores, pela técnica de spray drier. Foi avaliada no período de 12 meses a estabilidade durante o armazenamento e a atividade antioxidante. A microencapsulação aumentou a estabilidade e a preservação das propriedades antioxidantes.