Microencapsulação por coacervação complexa

Uma série de aplicações tecnológicas industriais vem sendo desenvolvidas baseadas no conceito da coacervação, utilizando as propriedades funcionais dos complexos formados entre os biopolímeros. Algumas dessas aplicações são: a purificação de macromoléculas, substituição de gordura em produtos da linha light, embalagens biodegradáveis, biomaterial na área médica e microencapsulação são algumas dessas aplicações [Tolstoguzov, 1991; Schmitt et al., 1998].

A microencapsulação por coacervação é uma das mais importantes aplicações industriais das propriedades interfaciais de interação entre proteínas e polissacarídeos e vem sendo utilizada por diversos segmentos como farmacêutico, alimentício, químico, cosmético, etc, para veiculação de diversos tipos de recheio (aromas, enzimas, fármacos, tintas) com aplicações variadas [Schmitt et al., 1998; Kruif et al., 2004; Strauss & Gibson, 2004].

O processo baseia-se na formação de uma emulsão (líquidos) ou dispersão (sólidos) do recheio na solução da mistura polimérica. Com a alteração das condições do meio para promover a coacervação (pH, força iônica, temperatura) ocorre a deposição do complexo ao redor dessas estruturas, formando um filme ou matriz sólidos, responsáveis pela retenção, proteção e liberação controlada do recheio [Bachtsi & Kiparissides, 1996; Tolstoguzov, 1991; Remunãn-Lopez & Bodmeier, 1996; Schmitt et. al., 1998].

A eficiência da microencapsulação por coacervação está associada às características dos polímeros envolvidos, do complexo formado e do recheio a ser encapsulado. Tensão superficial do sistema, capacidade de adsorção dos polímeros ao recheio disperso, polaridade do recheio, viscoelasticidade do complexo, são propriedades de grande importância para a correta formação da parede e, conseqüentemente, interferem na eficiência de retenção do material. Em geral, compostos líquidos ou particulados de caráter hidrofóbico ou partículas sólidas de baixa solubilidade, são facilmente encapsuladas por esse processo [Schmitt et al., 1998; Kruif et al., 2004].

A secagem das micropartículas coacervadas pode estender o tempo de estocagem das mesmas, bem como ampliar o seu uso para produtos desidratados [Burgess & Ponsart, 1998]. A liofização, secagem em estufa, remoção da água por solventes e a secagem em condições ambientes, são empregadas para obtenção de micropartículas coacervadas desidratadas. No entanto, a maioria desses métodos não permite a obtenção das micropartículas como partículas individualizadas, interferindo no tamanho do produto final e, também em propriedades de liberação do recheio [Thies, 1995; Burgess & Ponsart, 1998]. A secagem das micropartículas por spray dryer pode produzir partículas individualizadas, mas a baixa resistência física da parede e as condições de processo acabam por restringir a aplicação desse processo de secagem [Burgess & Ponsart, 1998].

Para alterar propriedades de rigidez e permeabilidade da parede, após a formação das micropartículas por coacervação, são empregados métodos físicos, químicos ou enzimáticos através da reticulação, gelificação ou desidratação, modulando com isso as taxas de liberação dos compostos encapsulados [Willmott et al., 1987; Latha & Jayakrishnan, 1994; Jayakrishnan & Jarmeela, 1996; Burgess & Ponsart, 1998; Lamprecht et. al., 2000; Lamprecht et al., 2001; Lee & Rosenberg, 2000; Kruif et al., 2004; Strauss & Gibson, 2004; Mvangi & Ofner, 2004; Nakagawa, et al., 2004].

Compostos químicos (glutaraldeído, formaldeído, gliceraldeído), orgânicos (ácidos fenólicos, taninos, flavonóides) e enzimas (tranglutaminase) interagem com as proteínas em diversos tipos de reações [Iwanaga et al., 2003; Strauss & Gibson, 2004]. Essas interações, quando ocorrem na matriz coacervada, a tornam mais rígida, influenciando a estabilidade física da parede quando submetida a forças mecânicas e a secagem e alterando as propriedades de difusão das mesmas [Burgess & Ponsart, 1998; Mvangi & Ofner, 2004].

O glutaraldeído é um agente bifuncional extensamente utilizado em imobilização e reticulação de proteínas pela ligação dos grupos amino residuais da cadeia polimérica, sendo um método simples e barato. No coacervado, a reticulação normalmente é obtida utilizando-se um excesso do agente bifuncional, que proverá a reação entre aminas residuais da proteína na matriz. A ligação entre o grupo amino e o grupo aldeído terminal do glutaraldeído é covalente e irreversível, sendo resistente a extremos de pH e temperatura [Beppu et al., 1999; Mwangi & Ofner, 2004]. O glutaraldeído apresenta a desvantagem da alta toxicidade, sendo baixa a sua tolerância em diversos produtos, com o uso em alimentos muito restrito. [Desinfecção, 2004; Cho et al., 2003; Soeda et al., 1997; Soper & Thomas, 1998; Vandelli et al., 2001].

A transglutaminase é uma enzima capaz de promover reticulação entre proteínas pela catálise de reações de acil-transferência entre grupos carboxiamidicos e resíduos de glutamina da cadeia polipeptídica com aminas

primárias, incluindo os grupos e-amino de resíduos de lisina resultando na formação ligações ε-(γ-glutamil) lisina intra e intermolecular [Carvalho, 2002; Gerrard et al., 2002; Cho et al., 2003]. A transglutaminase é permitida para uso alimentício, podendo ser uma substituta potencial para alteração das características físicas de paredes de micropartículas coacervadas.

A produção de micropartículas coacervadas é pouco aplicável no caso da encapsulação de compostos hidrossolúveis, pois esses ficam dissolvidos na solução polimérica, não criando condições para a adsorção dos polímeros. Sendo assim o recheio fica fracamente retido na matriz sendo rapidamente liberado da cápsula [Schmitt et al., 1998]. O uso de emulsões simples ou múltiplas e de partículas hidrofóbicas sólidas vem sendo empregado muitas vezes para encapsular compostos hidrofílicos como açúcares, proteínas, aminoácidos, peptídios, vitaminas, sais minerais, etc [Magee & Olson, 1981 a e b; Villamar & Langdon, 1993; Ferreira et al., 1995; Langdon & Buchal, 1998; Jenning et al., 2000; Ribeiro dos Santos, et al., 2002; Onal & Langdon, 2004 a e b; Onal & Langdon, 2005].

A coacervação não é convencionalmente usada como forma de produção de dietas para larvas de peixe, no entanto, as partículas formadas têm similaridades, quanto aos aspectos morfológicos, a partículas obtidas por gelificação iônica que são usadas mais regularmente na tentativa de produção de uma dieta inerte capaz de substituir o alimento vivo [Villamar & Langdon, 1993; Mukai-Corrêa, 2003; Onal & Langdon, 2005]. Além disso, os coacervados possuém alto teor de água que os torna mais parecidos fisicamente com os alimentos vivos.

3. OBJETIVOS