AVALIAÇÃO DAS EMULSÕES UTILIZADAS NA MICROENCAPSULAÇÃO DO ÓLEO ESSENCIAL DE CITRONELA (Cymbopogon winterianus) POR SPRAY DRYING

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Produtos Naturais

Autores

Ostrowski, G.M. (URI - ERECHIM) ; Duarte, P.F. (URI - ERECHIM) ; Fernandez, I.A. (URI - ERECHIM) ; Wlodarkievicz, M.E. (URI - ERECHIM) ; Junges, A. (URI - ERECHIM) ; Paroul, N. (URI - ERECHIM) ; Cansian, R.L. (URI - ERECHIM)

Resumo

Este trabalho teve como objetivo avaliar a estabilidade e a viscosidade das emulsões contendo óleo essencial de citronela. A quantidade de óleo adicionada no preparo da emulsão tem influência direta sobre a estabilidade, sendo que o maior percentual de óleo testado (15%) apresentou visualmente separação de fases indicando instabilidade, após fixou-se o conteúdo de óleo em 10% e utilizou-se diferentes combinações de materiais de parede. Na avaliação de viscosidade a emulsão (GA + CP 10%) apresentou a maior viscosidade, seguida da emulsão (GA + MD 10%) e a menor viscosidade foi observada na emulsão (MD + CP 10%). A estabilidade, propriedade químicas e físicas das emulsões tem influência direta sobre a retenção de voláteis durante o processo de secagem por Spray Drying, sendo estas avaliações

Palavras chaves

emulsões; Spray Drying; citronela

Introdução

O óleo essencial extraído da Citronela possui alto teor de citronelal, geraniol e citronelol. Esse óleo é utilizado na fabricação de perfumes e cosméticos e apresenta atividade repelente a insetos, ação fungicida e bactericida (CASTRO et al., 2010). A aplicação de óleos essenciais como ingredientes funcionais em formulações alimentícias, cosméticas ou sanitizantes, tem despertado grande interesse neste setor industrial devido à grande aceitação dos consumidores por produtos naturais (OLIVEIRA et al., 2011). O principal limitante na sua utilização é a volatilidade dos seus principais compostos, além de serem quimicamente instáveis na presença de oxigênio, umidade e calor. Uma alternativa para utilização destes compostos é a técnica de microencapsulação, geralmente utilizada para proteger compostos bioativos. Este método pode melhorar a estabilidade, aumentar a vida útil e permitir sua liberação em um determinado ambiente sob condições controladas (FERNANDES; BORGES; BOTREL, 2014; SOUZA et al., 2018). Diferentes métodos têm sido propostos para a microencapsulação na indústria de alimentos, química e farmacêutica, sendo a secagem por atomização (spray drying) uma das técnicas mais empregadas, devido à grande disponibilidade de equipamentos, processo econômico e flexível. Através deste método, líquidos são convertidos em pós facilitando o manuseio, utilização em formulações, armazenamento e transporte (BÖGER; GEORGETTI; KUROZAWA, 2018). Uma das etapas críticas do processo de microencapsulação é o preparo da emulsão, devido as suas propriedades como conteúdo total de sólidos, viscosidade, estabilidade e tamanho das gotas afetarem diretamente a eficiência de microencapsulação de óleos. A eficiência do processo é medida pela retenção máxima do óleo no núcleo e teor mínimo de óleo na superfície das micropartículas, garantindo assim maior estabilidade e vida de prateleira do produto obtido (JAFARI et al., 2008). O objetivo deste trabalho foi avaliar a estabilidade e a viscosidade das emulsões contendo óleo essencial de citronela, visando auxiliar nas etapas posteriores do processo de microencapsulação por Spray Drying.

Material e métodos

Para o preparado das emulsões foram utilizados os seguintes materiais: Óleo essencial de citronela adquirido da empresa Ferquima Ind. e Com. Ltda, goma arábica (GA), adquirida da empresa Dinâmica Química Contemporânea Ltda., maltodextrina (MD), doada pela empresa Ingredion Brasil Ing. Ind. Ltda, concentrado proteico de soro de leite em pó com 60% de proteína (CP), doado pela empresa Sooro Concentrado Indústria de Produtos Lácteos Ltda e Álcool Etílico P.A (99%) adquirido da empresa Êxodo Cientifica. A obtenção das emulsões foi realizada através da metodologia citada por Barbosa (2009), com algumas modificações, utilizando 5, 10 e 15% de óleo (p/v). Primeiramente, solubilizou-se 40% (p/v) de goma arábica e maltodextrina na proporção 1:1 em 180, 160 e 140 mL de água destilada a 60°C respectivamente, mantendo sob agitação a 70°C até total solubilização dos materiais de parede. Após dissolveu-se o óleo em 20, 40 e 60 mL de etanol respectivamente e adicionou-se na solução contendo os materiais de parede na temperatura de 30°C. Para que ocorra a formação da emulsão, a solução foi homogeneizada em Agitador IKA RW 20 digital (Multitec) a 1200 rpm por 30 minutos. Após a preparação das emulsões foi realizada avaliação visual para verificação da estabilidade, levando em consideração que uma emulsão estável não apresenta separação de fases este foi o critério de avaliação utilizado. Após a avaliação da quantidade máxima de óleo na emulsão foi fixada a quantidade de óleo em 10% (p/v) e foram preparadas três formulações conforme descrito anteriormente, com os seguintes materiais de parede na proporção 1:1: Goma arábica e maltodextrina, goma arábica e concentrado proteico de soro de leite em pó (60% de proteína) e maltodextrina e concentrado proteico de soro de leite em pó (60% de proteína). A viscosidade foi determinada através de um viscosímetro digital Brookfield LV DVII, acoplado com splinde SC4-28. A leitura foi realizada durante um período de 30 s, sob velocidade de 12 rotações por min (rpm) e temperatura ambiente, os resultados foram registrados em centipoise (cP).

Resultado e discussão

Foram preparadas emulsões com 5, 10 e 15% de óleo (p/v), sendo que as emulsões com 5 e 10% apresentaram estabilidade e a de 15% apresentou leve separação de fases indicando instabilidade. Por isso, o percentual de óleo foi fixado em 10% (p/v) para elaboração das emulsões com diferentes materiais de parede. Segundo Mirhossein et al. (2007), a densidade populacional de gotas presentes na fase contínua também tem efeito sobre a estabilidade das emulsões, assim, à medida que se aumenta o teor de óleo na emulsão, aumentando-se a probabilidade de colisão e a coalescência entre elas. Por conseguinte, pode haver um aumento do tamanho das gotas ocasionando a diminuição da estabilidade da emulsão. No processo de microencapsulação do óleo essencial por secagem por atomização (spray drying), um dos pré-requisitos é preparar uma emulsão estável com propriedades químicas e físicas adequadas, uma vez que a estabilidade, propriedades e composição da emulsão determinam os atributos de qualidade dos microcápsulas, como o óleo livre na superfície, eficiência de microencapsulação, estrutura, estabilidade oxidativa e propriedades físicas (fluidez, densidade e dispersibilidade) (BAE; LEE, 2008). O comportamento da viscosidade em função da taxa de cisalhamento das emulsões está representado nas Figuras 1 e 2. Na Figura 1 as emulsões apresentaram um comportamento semelhante com pequena alteração da viscosidade em função do aumento da taxa de cisalhamento, sendo que a emulsão que apresentou maior viscosidade foi a que utilizou goma arábica na formulação. Em estudo das emulsões de óleo de linhaça, com goma arábica, concentrado proteico de soro de leite ou amido modificado, Tonon et al. (2012) observou que as emulsões produzidas com goma arábica foram as mais viscosas, devido a sua propriedade espessante em alimentos. A goma arábica apresenta uma estrutura ramificada com longas cadeias que é responsável por sua maior viscosidade. A emulsão (GA e CP 10%) apresentou inicialmente alta viscosidade, que foi diminuindo a medida que a taxa de cisalhamento aumentou conforme mostra a Figura 2. Comportamento semelhante foi observado por Samavati et al. (2012), na dispersão contento ácido oleico, goma e concentrado proteico de soro, que mostraram alta viscosidade em baixas tensões de cisalhamento e um comportamento de afinamento em uma ampla gama de tensões de cisalhamento. Este comportamento está relacionado não apenas à floculação de gotículas na fase dispersa, mas também ao comportamento não newtoniano. O aumento do tamanho das gotas produz interações entre partículas mais fracas, diminuindo assim a viscosidade da emulsão. A emulsão (GA + CP 10%) apresentou a maior viscosidade, enquanto que a menor viscosidade foi observada na emulsão (MD + CP 10%) evidenciando que a maltodextrina não apresenta propriedade emulsificante, por isso é utilizada em combinação com outros materiais de parede (CARNEIRO et al., 2011). A viscosidade da emulsão tem influência na eficiência de microencapsulação no processo de secagem por spray drying, pois quando a viscosidade é baixa pode ocorrer circulação interna durante a secagem o que pode retardar a formação da superfície semipermeável causando perdas de voláteis. Aumentando a viscosidade pode-se reduzir a circulação interna e, assim, aumentar a retenção dos voláteis. Por isso é importante determinar a faixa de viscosidade ótima para garantir a eficiência de microencapsulação (RÉ, 1998).

Comportamento de viscosidade das emulsões de maltodextrina (MD) + conc. proteico (CP) + 10% (OE) e goma arábica (GA) + maltodextrina (MD) + 10% (OE).


Comportamento de viscosidade da emulsão de goma arábica (GA) + conc. proteico (CP) + 10% (OE).

Conclusões

A quantidade de óleo adicionada no preparo da emulsão tem influência direta sobre a estabilidade, sendo que o maior percentual de óleo testado (15%) apresentou visualmente separação de fases indicando instabilidade. Por isso, o percentual definido de óleo foi de 10% para o preparo das emulsões com diferentes combinações de materiais de parede. Na avaliação de viscosidade a emulsão (GA + CP 10%) apresentou a maior viscosidade, seguida da emulsão (GA + MD 10%) e a menor viscosidade foi observada na emulsão (MD + CP 10%). A estabilidade, propriedade químicas e físicas das emulsões tem influência direta sobre a retenção de voláteis durante o processo de secagem por Spray Drying e qualidade das micropartículas obtidas, sendo estas avaliações de grande relevância para as próximas etapas do processo de secagem por Spray Drying.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao CNPq e URI pela concessão de bolsas e/ou apoio financeiro.

Referências

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