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5.6 Processo de Secagem

5.6.4 Morfologia das partículas

A microscopia eletrônica de varredura foi realizada com o intuito de visualizar a estrutura interna e externa das microcápsulas obtidas. Esta técnica permitiu além de visualizar a estrutura das partículas, avaliar a capacidade dos polímeros de formar boas barreiras para o ativo de interesse. Estas análises foram realizadas conforme descrito no Item 4.2.9.3.

Resultados e Discussão

5.6.4.1 Microestrutura da superfície das partículas

A morfologia superficial das micropartículas obtidas em spray dryer foi avaliada através da microscopia eletrônica de varredura. Foram utilizadas duas ampliações das imagens, 2.000 e 7.000 vezes, em cada amostra. As imagens das micropartículas estabilizadas por WPC adicionada de Hi-Cap® 100 (A) e micropartículas estabilizada por WPC-pectina adicionada de maltodextrina 10DE (B) estão apresentadas nas Figuras 50 e 51, respectivamente.

No processo de atomização da emulsão na câmara de secagem através do bico atomizador ocorre a formação das gotas; essas gotas em contato com o ar quente de secagem em sentido concorrente evaporam água presente nesta emulsão, no último período da secagem, quando a gota atomizada já perdeu toda a sua umidade ocorre a formação da partícula (EL-SAYED, WALLACK e KING, 1990).

Observa-se nas Figuras 50 e 51 que as micropartículas estabilizadas com WPC e adicionadas de amido modificado Hi-Cap® 100 (A) apresentaram formato esférico, superfície irregular e tamanhos variados. Já as micropartículas estabilizadas com WPC-pectina e adicionadas de maltodextrina 10DE (B) apresentam superfície parcialmente esférica, marcada com a presença de maiores rugosidades.

Resultados e Discussão

Figura 50 Microestrutura externa das micropartículas estabilizadas por WPC adicionada de

Hi-Cap® 100 (A) e estabilizada por WPC-pectina adicionada de maltodextrina 10DE (B) com aumento de 2.000 vezes

Resultados e Discussão

Figura 51 Microestrutura externa das micropartículas estabilizadas por WPC adicionada de

Hi-Cap® 100 (A) e estabilizada por WPC-pectina adicionada de maltodextrina 10DE (B) com aumento de 7.000 vezes

Resultados e Discussão

Nas Figuras 50 e 51 (A) estão apresentadas as morfologias das micropartículas produzidas com Hi-Cap® 100 estabilizada somente por WPC. Carvalho, Silva, Hubinger (2014), produziram micropartículas de Hi-Cap® 100 estabilizadas por lecitina e observaram que as micropartículas apresentavam formato esférico e sem rachaduras ou poros; essas características resultam numa maior proteção do material ativo devido a diminuição da possibilidade dos gases permearem através da partícula. Observa-se que as partículas obtidas no presente trabalho também não apresentaram fissuras ou ranhuras em sua superfície.

Kwamman e Klinkesorn (2015), obtiveram micropartículas de óleo de atum estabilizadas por lecitina-quitosana adicionadas de maltodextrina como material de parede; observaram que as micropartículas apresentaram superfície rugosa e por este fato concluíram que não houve completa encapsulação do óleo no sistema estudado. No presente trabalho, as micropartículas estabilizadas por WPC-pectina adicionadas de maltodextrina 10DE (Figura 50 e 51 (B)), também possuíram superfícies rugosas, mas este fator não interferiu na encapsulação do óleo de chia, pois observa-se na eficiência de encapsulação valores de eficiência acima de 99%.

Emulsões com maiores viscosidades são produzidas com carboidratos de baixa dextrose equivalente (DE) e consequentemente no processo de secagem em spray dryer resultam na má formação de partículas que tendem a ficar agregadas umas nas outras. A elevada viscosidade não só resulta na má formação da partícula, mas também gera a formação de grumos (GHARSALLAOUI, SAUREL, et al., 2012).

5.6.4.2 Microestrutura da superfície interna das partículas

Para a obtenção das micrografias da parte interna das microcápsulas foi realizada a quebra das micropartículas como descrito no item 4.2.9.3.

As microestruturas internas estão apresentadas na Figura 52, as micropartículas estabilizadas por WPC e adicionadas de Hi-Cap® 100 estão apresentadas na Figura 52 (A) e as micropartículas estabilizadas por WPC-pectina adicionadas de maltodextrina 10DE estão apresentadas na Figura 52 (B).

Resultados e Discussão

Figura 52 Microestrutura interna das micropartículas estabilizadas por WPC adicionada de

Hi-Cap® 100 (A) e estabilizada por WPC-pectina adicionada de maltodextrina 10DE(B) com aumento de 7000 vezes

Resultados e Discussão

Pode-se observar na Figura 52 que as micropartículas apresentam pequenos poros incorporados na matriz das micropartículas, estrutura típica deste tipo de partícula. Estes pequenos poros incorporados na matriz da parede das microcápsulas são indícios que o material ativo, no caso o óleo de chia, se encontra disperso na forma de pequenas gotas na parede das microcápsulas.

As micropartículas obtidas com maltodextrina 10DE estabilizadas com WPC-pectina (A) apresentam parede mais espessa que das micropartículas estabilizada somente por WPC adicionadas de Hi-Cap® 100 (B). Esta característica observada na imagem 52 (B) se deve ao fato desta ser obtida da emulsão estabilizada por WPC-pectina, que confere maior proteção ao ativo devido à atração eletrostática entre o WPC e pectina, formando parede mais espessa e rígida. No processo de raspagem para a obtenção da imagem das micropartículas quebradas foi necessária uma maior força de raspagem nas micropartículas estabilizadas por WPC- pectina do que nas estabilizadas somente por WPC. E observa-se ainda que as micropartículas apresentadas na Figura 52 (A) que necessitaram de uma menor força de raspagem apresentam-se mais quebradas que as da imagem 52 (B), que foram as que necessitaram da maior força; este fato descreve a maior resistência desse tipo de micropartícula.

5.6.5 Estabilidade oxidativa

As micropartículas produzidas a partir de Hi-Cap® 100 estabilizadas por WPC e produzidas com maltodextrina 10DE estabilizada por WPC-pectina foram submetidas à análise de estabilidade oxidativa juntamente com óleo de chia “in natura”. Os resultados de estabilidade oxidativa realizados pelo método de Rancimat estão apresentados na Tabela 37, em forma de tempo de indução e os testes foram realizados conforme descrito pela metodologia do item 4.2.10.1.

Tabela 37 Tempo de indução obtido pelo método Rancimat para as micropartículas

estabilizadas por WPC-pectina e por WPC e o óleo de chia como controle

Amostra Tempo de indução (h)

óleo de chia 1,02±0,01

simples+HiCap 3,92±0,04 A

Dupla+maltodextrina 3,96±0,25 A

*Valores são médias de um ensaio, com cada amostra analisada em triplicata.

Letras maiúsculas diferentes na coluna representam diferenças estatisticamente significativas (p≤0,05).

Resultados e Discussão

Pode-se observar na Tabela 37 que o óleo possui tempo de indução de 1,02 horas, podendo-se dizer que possui baixa estabilidade. Segundo a norma EM 14112, para que um óleo seja considerado estável deve apresentar tempo de indução em equipamento Rancimat de no mínimo 6 horas.

O tempo de indução das micropartículas obtidas no presente trabalho foi maior ao encontrado para o óleo, resultado que justifica o processo de microencapsulação do óleo para o aumento da sua estabilidade.

Ixtaina, Nolasco, Tomás (2012), em seu estudo de estabilidade oxidativa do óleo de chia observaram que o tempo de indução deste produto foi próximo de 1 hora e que este valor pode ser aumentado com o uso de antioxidantes, como extrato de alecrim, extrato de chá verde e palmitato de ascorbila, sendo estes testados pelos autores. O resultado encontrado pelos autores foi muito semelhante ao obtido no presente trabalho o que estabelece que o óleo utilizado esta na sua forma pura sem a adição de nenhum antioxidante e que necessita de algum processamento para que esta estabilidade seja aumentada.

Carvalho, Silva, Hubinger (2014), avaliaram a estabilidade oxidativa de micropartículas de óleo de café verde estabilizadas por lecitina-quitosana e somente por lecitina em Rancimat, observando que a adição de uma camada de quitosana nas micropartículas avaliadas resultou no aumento da estabilidade oxidativa, independente do material encapsulante adicional que foi utilizado.

Segundo Guzey e McClements (2006a), emulsões produzidas com óleo de peixe e SDS (dodecilsulfato de sódio) apresentaram uma menor estabilidade oxidativa comparada com as emulsões obtidas com óleo de peixe-SDS-quitosana. A menor estabilidade das emulsões de óleo de peixe-SDS pode estar associada à presença de cargas negativas quando comparadas com as emulsões obtidas com óleo de peixe-SDS-quitosana, que possuíam carga positiva. De acordo com os autores, foi verificado que após análise com íons Fe+2 a maior instabilidade foi atribuída à capacidade que estes íons têm de adsorverem a superfície aniônica das gotas de óleo cobertas com SDS. Já as emulsões estabilizadas por SDS-quitosana (óleo de peixe-SDS-quitosana) mostraram maior estabilidade oxidativa devido à presença da carga positiva da quitosana que resultou na repulsão eletrostática dos íons Fe+2. Além disso, a espessura das camadas que recobrem a gota contribui para o aumento da estabilidade oxidativa devido à dificuldade que os íons Fe+2 possuem para entrar em contato com a fase lipídica.

O fato das partículas estabilizadas por WPC-pectina não apresentarem valores de tempo de indução maiores que as partículas estabilizadas por WPC pode estar relacionada

Resultados e Discussão

com a carga negativa da camada de pectina, o que facilita a adsorção dos íons Fe+2 na camada lipídica facilitando a oxidação lipídica.

Os tempos de indução obtidos para as duas micropartículas estudadas não apresentaram diferença significativa entre si e podemos concluir que os dois processos estudados resultam no aumento da estabilidade do óleo de chia.

Conclusão

6 CONCLUSÃO

Através da primeira etapa deste trabalho, foi possível avaliar a obtenção de emulsões de óleo de chia estabilizadas por WPC e emulsões de óleo de chia estabilizadas por WPC- pectina com diferentes concentrações de WPC e pectina. Foi possível obter emulsões com diferentes concentrações dos agentes estabilizantes, mas a que apresentou melhores características foram as emulsões obtidas com 0,5% de WPC e 0,5% de pectina.

O estudo da densidade energética para a obtenção de emulsões com um menor gasto mostrou-se satisfatório. Foi possível diminuir o gasto energético na obtenção de emulsões estabilizadas por WPC e estabilizadas por WPC-pectina em torno de 70% e 20%, respectivamente, e mesmo assim obter emulsões estáveis e com características desejáveis.

Os materiais de parede: maltodextrina 10DE e Hi-Cap® 100 foram utilizados como o intuito de agregar teor de sólidos para o processo de secagem. A matodextrina 10 DE apresentou-se boa alternativa quando adicionada em emulsões estabilizadas por WPC-pectina, já não foi satisfatória quando adicionada em emulsões estabilizadas por somente WPC, resultando na separação de fases. O Hi-Cap® 100 apresentou comportamento inverso ao da maltodextrina 10DE, onde foi boa alternativa na produção de emulsões estabilizadas somente com WPC e resultando na separação de fases quando adicionado a emulsões estabilizadas por WPC-pectina.

No estudo de secagem das emulsões estabilizadas por WPC e por WPC-pectina, as duas formulações submetidas à secagem em spray dryer apresentaram resultados satisfatórios. A emulsão estabilizada com WPC e adicionada de Hi-Cap® 100 e a emulsão estabilizada por WPC-pectina adicionada de maltodextrina 10DE, apresentaram boa eficiência de encapsulação, diâmetro de partícula, umidade e estrutura interna e externa das micropartículas com características boas e satisfatórias para este tipo de processo.

Na avaliação da estabilidade oxidativa as duas formulações de micropartículas estudadas não apresentaram diferenças entre si. Mas aumentaram em cerca de 4 vezes o tempo de indução em relação ao óleo de chia “in natura”.

Por fim, diante dos resultados obtidos no decorrer do trabalho, conclui-se que é possível obter emulsões com menores gastos energéticos, tanto emulsões estabilizadas por WPC quanto emulsões estabilizadas por WPC-pectina.

Conclusão

Maltodextrina 10DE e Hi-Cap® 100 se mostraram bons matérias de parede na obtenção das emulsões e nas micropartículas e todo o processo realizado gerou um aumento na estabilidade oxidativa do óleo de chia.

Sugestões para trabalhos futuros

7 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

 Produzir emulsões estabilizadas por concentrado proteico de soro de leite e emulsões estabilizadas por concentrado proteico de soro de leite e pectina, a partir de outros métodos de homogeneização.

 Avaliar a formação da emulsão estabilizada por concentrado proteico de soro de leite- pectina através de análises com microscópio confocal, a fim de determinar as diferentes camadas de agente estabilizante.

 Determinar o índice de peróxidos e oxidação nas emulsões estabilizadas por concentrado proteico de soro de leite e estabilizadas por concentrado proteico de soro de leite e pectina.

 Avaliar o comportamento de outros materiais de parede, como gomas e outros amidos modificado, na formulação das emulsões estabilizadas por concentrado proteico de soro de leite-pectina e somente por concentrado proteico de soro de leite, bem como a interação entre esses materiais de parede.

 Estudar o comportamento da mistura entre maltodextrina DE10 e HiCap 100 na produção de emulsões estabilizadas por concentrado proteico de soro de leite e pectina bem como a produção de micropartículas a partir delas.

 Estudar outras condições de secagem em spray dryer.

 Avaliar outras propriedades das partículas obtidas, como higroscopicidade, solubilidade e características de dispersão.

 Determinar a estabilidade oxidativa das micropartículas produzidas a partir de emulsões estabilizadas por concentrado proteico de soro de leite e concentrado proteico de soro de leite-pectina através de índice de peróxidos e cromatografia gasosa a fim de verificar os compostos de degradação produzidos na oxidação.

Referências Bibliográficas

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