Obtenção e caracterização de microcápsulas de eugenol e de óleo de alho duplamente revestidas para aumento da estabilidade térmica

Abstract

Os extratos naturais e os óleos essenciais vêm sendo estudados há muito tempo devido as suas propriedades antimicrobianas e podem ser usados em diversos segmentos industriais, sobretudo na área de alimentos. Porém, em decorrência da baixa estabilidade térmica e oxidativa as aplicações são limitadas. Neste sentido, o encapsulamento pode ser usado para aumentar a estabilidade térmica, oxidativa e, sobretudo, aumentar a solubilidade dos compostos encapsulados, fator importante para aplicações em tecnologias de alimentos. Dentre os extratos naturais o eugenol e o óleo essencial de alho apresentam propriedades antimicrobianas interessantes e já são utilizados em formulações de alguns alimentos. Neste trabalho foram obtidos complexos de inclusão de eugenol e de óleo de alho em ß?ciclodextrina. A confirmação da formação dos complexos de inclusão de ßCD-eugenol e de ßCD-óleo de alho foram observadas com a determinação da constante de formação ou de estabilidade (kc) e a partir da caracterização com as técnicas de FTIR, TGA, MEV. A propriedade antibacteriana foi caracterizada com as técnicas microbiológicas de CIM e de Difusão em Ágar foi determinada com as bactérias Escherichia coli e Staphylococcus aureus. Os valores de Kc obtidos indicam a presença de fortes interações do eugenol e do óleo de alho com a ciclodextrina. Os resultados de FTIR indicaram formação desses complexos. Os termogramas mostram que a ß?ciclodextrina aumentou a estabilidade térmica desses compostos encapsulados. Os resultados de MEV indicaram a formação dos complexos de inclusão com dimensões micrométricas devido a mudanças na estrutura da ß-ciclodextrina. Os resultados microbiológicos demonstraram que a atividade antibacteriana dos compostos puros é mantida, porém em menor intensidade, visto que a ß-ciclodextrina, além de proteger controla a liberação do eugenol e do óleo de alho. Os complexos de inclusão foram tratados termicamente em estufa e posteriormente caracterizados por FTIR, TGA, MEV, Difusão em Ágar e por CIM. Os resultados indicaram que as alterações na estrutura dos complexos não foram significativas. Os resultados de TGA mostraram que a ciclodextrina aumentou a estabilidade térmica do eugenol e do óleo de alho e as alterações observadas foram devido a volatilização dos respectivos compostos adsorvidos na ß-ciclodextrina. O MEV não indicou alterações na estrutura dos complexos de inclusão tratados termicamente. O teste de difusão em ágar mostrou a presença da atividade antibacteriana dos complexos de inclusão após o tratamentotérmico. Também, foi possível revestir os complexos de inclusão de ßCD-eugenol e de ßCD-óleo de alho com PMMA pelo processo de pulverização. O revestimento proporcionou aumento da estabilidade térmica, bem como a fixação do eugenol e do óleo de alho na matriz de PMMA. Os resultados de difusão em ágar para as microcápsulas revestidas não indicaram atividade antibacteriana, resultado considerado positivo, visto que esse revestimento deverá ser parcialmente rompido em temperaturas mais elevadas para a liberação do eugenol ou do óleo de alho para o meio.<br>

Abstract : Natural extracts and essential oils has been studied for a long time due your antimicrobial properties and could be used widely in industrial sector, especially in food area. However, the applications are limited because of low thermic and oxidative stability. In this sense, the encapsulation show a greater alternative to increase the thermic and oxidative stability and, above all, increase the solubility of encapsulated compounds. This factor is important for applications in food technologies. Among the natural extracts, the eugenol and the garlic essential oil show an interesting antimicrobial property and they already used in formulations in some foods. In this work was obtained inclusion complex of eugenol and garlic oil in ß-cyclodextrin. The confirming the formation of inclusion complexes of ßCD-eugenol and ßCD-garlic oil used the determination of constant of formation or constant of stability (kc) and from the characterization by FTIR, TGA and SEM. The antimicrobial property was evaluated using CIM microbiological technic and agar diffusion was determinate using Escherichia coli e Staphylococcus aureus Bacteria. The Kc values show the presence of strong interaction of eugenol and garlic oil with cyclodextrin. FTIR results confirm the formation of these complexes. The TGA indicates that the ß?cyclodextrin increase the thermic stability of this encapsulated compounds. MEV images indicated the formation of inclusion complexes with micrometric dimensions due changes in ß?cyclodextrin structure. Microbiological results showed that the antimicrobial activity of pure compounds is maintained, but with less intensity, since ß?cyclodextrin, besides protect, control the eugenol and garlic oil liberation. The inclusion complexes was thermally treated and posteriorly characterized using FTIR, TGA, SEM, agar diffusion and CIM. The results indicated that the structure alteration of the complexes were not significant. The TGA results showed that the cyclodextrin enhance the thermic stability of eugenol and garlic oil and this alteration is due volatized os respective compounds adsorbed in ß?cyclodextrin. The SEM do not indicated modifications in the structure of inclusion complexes thermally treated. The agar diffusion test show the presence of antimicrobial activity of inclusion complexes after de thermic treatment. In addition, it was possible coat the inclusion complexes of ßCD-eugenol and ßCD-garlic with PMMA by pulverization process. This coating provides an increase of thermic stability, as well the fixation of eugenol and garlic oil in PMMA matrix. The results of agardiffusion to coated microcapsules do not indicated antimicrobial activity, result considered positive, since this coat must be broken in higher temperatures to release the eugenol and garlic oil to environment.