Nanoencapsulamento de óleo de chia e zeaxantina utilizando mucilagens como material estruturante : desenvolvimento, caracterização e aplicação - Campo, Camila de (2018)
O interesse em ácidos graxos poli-insaturados e compostos bioativos tem aumentado nos últimos anos, por contribuírem na diminuição do risco de desenvolver doenças, tais como câncer e doenças cardiovasculares. Entre os óleos que contem ácidos graxos poli-insaturados, o óleo de chia se destaca por possuir alto teor de ômega 3. Entre os carotenoides, a zeaxantina representa potencial para ser aplicada em alimentos por atuar na diminuição do risco de desenvolver doenças oculares. No entanto, tais compostos são instáveis na presença de luz, calor e oxigênio e insolúveis ou pouco solúveis em água, o que limita sua aplicação em alimentos. Diante disso, o nanoencapsulamento representa uma alternativa promissora para aumentar a estabilidade e permitir a dispersão desses compostos em alimentos ricos em água. No intuito de oferecer produtos mais naturais aos consumidores, os materiais sintéticos utilizados no encapsulamento têm sido substituídos por polímeros naturais, como as mucilagens. Nesse contexto, no primeiro estudo, nanopartículas de óleo de chia (CSO-NP) foram desenvolvidas com mucilagem de chia como material estruturante. Em um segundo estudo, desenvolveu-se nanopartículas de zeaxantina (Zea-NP) utilizando mucilagem do cladódio de cacto (Opuntia monacantha) como material estruturante Na terceira parte da pesquisa, no intuito de avaliar a influência da adição de nanopartículas em uma matriz alimentícia rica em água e verificar sua estabilidade quando incorporadas em um alimento, além de enriquecer um produto com zeaxantina e aumentar seu valor agregado, as nanopartículas de zeaxantina (Zea-NP) foram incorporadas em iogurte, por ser um alimento amplamente consumido e por possuir alta quantidade de água. Inicialmente, ambas as nanopartículas desenvolvidas foram caracterizadas em relação ao tamanho da partícula, potencial zeta, valor de span, eficiência de encapsulação, morfologia, pH, viscosidade, propriedades térmicas e espectroscopia no infravermelho (FT-IR). A capacidade de carga das CSO-NP e cor das Zea-NP também foram avaliadas. As CSO-NP e uma emulsão desenvolvida, a fim de comparações, tiveram sua estabilidade avaliada durante 28 dias de armazenamento em condições aceleradas (40 ºC), sem a presença de luz. A estabilidade das Zea-NP e de uma nanoemulsão de zeaxantina (Zea-NE) também foi avaliada em diferentes temperaturas (4, 25 e 40 ºC), durante 28 dias, na ausência de luz. Para avaliar a aplicação das Zea-NP em uma matriz alimentícia, três formulações de iogurte foram desenvolvidas: controle (CY), com adição de nanopartículas (Y-NP) e com adição de nanoemulsão (Y-NE) Os iogurtes foram armazenados durante 28 dias a 4 ºC em potes plásticos fechados e suas características físico-químicas e a retenção de zeaxantina em Y-NP e Y-NE foram avaliadas semanalmente. As caraterísticas sensoriais e morfologia do CY, Y-NP e Y-NE foram avaliadas logo após o preparo. Também foi realizada a análise de digestão in vitro, a fim de avaliar a bioacessibilidade da zeaxantina em Y-NP e Y-NE. Os resultados do primeiro estudo demonstraram que as CSO-NP apresentaram formato esférico, diâmetro médio de 205 ± 4,24 nm, potencial zeta de - 11,58 ± 1,87 mV e valor de span de 1,76 ± 0,09, o que indicou uma distribuição de partícula homogênea. Além disso, as CSO-NP apresentaram alta eficiência de encapsulação (82,8%) e capacidade de carga de 35,38%. Ao longo do armazenamento não foram verificadas mudanças significativas no valor de span e potencial zeta e apesar de ter ocorrido aumento significativo no diâmetro da partícula ao final do período e de terem sido observadas mudanças no pH, as CSO-NP apresentaram maior estabilidade que a emulsão ao longo do armazenamento em condições aceleradas. Conforme os resultados do segundo estudo, as Zea-NP apresentaram formato esférico, diâmetro médio de 184 ± 3,54 nm, potencial zeta de -14,8 ± 0,42 mV, valor de span de 1,18 ± 0,06 e eficiência de encapsulação de 96,57% Durante o armazenamento em diferentes temperaturas, as Zea-NP não apresentaram alterações significativas no valor de span, pH e cor. Em relação ao diâmetro da partícula, foi observado um aumento nas amostras armazenadas nas temperaturas de 25 e 40 ºC após o primeiro dia de armazenamento, que permaneceu constante até o fim do período. Apesar dessas mudanças, as Zea-NP apresentaram estabilidade satisfatória, ao considerar que ao final do armazenamento a 25 e a 40 ºC, apresentaram 39,66% e 31,30% de retenção de zeaxantina, respectivamente, enquanto que para as Zea-NE, a retenção do carotenoide foi de 20,64% e 0,73% nas mesmas temperaturas. Quando as Zea-NP foram armazenadas a 4 ºC, verificou-se que houve uma maior retenção de zeaxantina (56,29%). De acordo com os resultados do terceiro estudo, ao final do período de armazenamento, o Y-NP apresentou maior pH e menor acidez do que o CY, além de maior intensidade de cor b*, devido à presença do carotenoide. Apesar do Y-NP ter demonstrado menor viscosidade e maior sinérese do que o CY, essas alterações não foram perceptíveis na análise sensorial. Além disso, ao final do armazenamento a retenção de zeaxantina foi de 22,31% no Y-NP e 16,84% no Y-NE. Quanto à digestão in vitro, o Y-NP apresentou menor concentração de zeaxantina nas micelas do que o Y-NE e consequentemente menor bioacessibilidade, o que pode sugerir que as Zea-NP forneceram uma liberação controlada do carotenoide. Os resultados deste trabalho evidenciaram que foi possível obter nanopartículas com características adequadas e com alta estabilidade, através do uso da mucilagem de chia e da mucilagem de cacto como material estruturante, o que viabiliza o uso dessas mucilagens em substituição a polímeros sintéticos no nanoencapsulamento Devido as características satisfatórias, ambas as nanopartículas obtidas demonstraram potencial para serem aplicadas em alimentos. Além disso, quando incorporadas em iogurte, apesar de as nanopartículas de zeaxantina terem apresentado menor bioacessibilidade, ainda apresentaram vantagem em relação à nanoemulsão, devido à sua capacidade de proteção ao composto encapsulado, o que conferiu maior estabilidade ao carotenoide. Tais resultados indicam que as nanopartículas possuem potencial de utilização em processos industriais e tecnológicos.