Microencapsulation of gallic acid using the spray chilling technique

Orientador: Míriam Dupas HubingerDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: Os compostos fenólicos são conhecidos por suas propriedades antioxidantes, mas podem apresentar susceptibilidade a fatores como oxigênio e luz, perdendo estas propriedades. A microencapsulação pode ser uma alternativa para a proteção destes compostos. A técnica de spray chilling apresenta vantagens como custo relativamente baixo e possibilidade de ampliação de escala. Este trabalho teve como objetivo a aplicação da tecnologia spray chilling à microencapsulação de compostos fenólicos, utilizando ácido gálico como composto fenólico modelo. Misturas de óleo de soja (OS) e óleo de soja totalmente hidrogenado (OSTH) (com proporções de 20 a 90 % de OSTH) foram avaliadas como materiais de parede. Os lipídios foram caracterizados quanto à composição em ácidos graxos, comportamento térmico por calorimetria de varredura diferencial (DSC) e isoterma de cristalização. Avaliou-se a capacidade de formação de partículas de cada mistura através da atomização em spray chilling. O ácido gálico (solução aquosa a 6 % g/g e 60 °C) foi disperso nas misturas lipídicas com o emulsificante PGPR (polirricinoleato de poliglicerol) para formação de emulsões, preparadas com 4 % de emulsificante (em relação à massa lipídica) e 4 minutos de agitação a 9.500 rpm. As micropartículas foram produzidas variando-se a proporção OSTH : OS (60:40, 70:30, 80:20 e 90:10) e a razão MP:MR (material de parede e material de recheio ¿ 70:30 e 80:20), com os seguintes parâmetros: diâmetro do bico atomizador de 0,7 mm, vazão do ar de resfriamento e do ar no bico atomizador, de 35.000 L/h e 667 L/h, respectivamente. A vazão de alimentação da emulsão foi de 0,530 L/h. Foram obtidas micropartículas com eficiências de encapsulação variando de 54,14 ± 2,82 (%) até 101,83 ± 6,74 (%). Maiores proporções de OSTH na mistura lipídica e a menor razão MP : MR influenciaram no aumento da eficiência de encapsulação. Os diâmetros médios variaram de 23,91 ± 1,60 µm a 35,98 ± 2,17 µm e apresentarem oscilação pequena em função das variáveis. A morfologia mostrou partículas de forma esférica e superfície lisa, com presença de cristais e alguns aglomerados de partículas menores. Avaliou-se a estabilidade de duas formulações por 28 dias armazenadas a 5 e 25 °C. A estocagem refrigerada conferiu melhores características de liberação do recheio no meio aquoso e evitou a formação de aglomerados de partículasAbstract: Phenolic compounds are known for their antioxidant properties, but they may exhibit susceptibility to factors such as oxygen and light, which may cause them to lose these properties. Microencapsulation can be an alternative for the protection of these compounds. The spray chilling technique presents advantages such as relatively low cost and the possibility of scaling-up. This work presented aimed the implementation of the spray chilling technique for the microencapsulation of phenolic compounds, using gallic acid as a model phenolic compound. Blends of soybean oil (SO) with fully hydrogenated soybean oil (FHSO) (in proportions from 20 up to 90% of FHSO) were assessed as wall materials. Lipids were characterized for fatty acid composition, thermal behavior by differential scanning calorimetry (DSC) and isothermal crystallization. The particle-forming ability of each blend was evaluated by atomization in spray chilling. Gallic acid (aqueous solution at 6 % wt/wt - 60 °C) was dispersed in the lipid blends with the emulsifier PGPR (polyglycerol polyricinoleate) for forming emulsions, which were prepared with 4 % of emulsifier (relative to mass of lipid) and stirred for 4 minutes at 9500 rpm. Production of microparticles were made varying the proportion FHSO : OS (60:40 , 70:30 , 80:20 and 90:10) and the ratio WM : CM (wall material to core material - 70:30 and 80:20 ), with the following parameters: diameter of the atomizer nozzle 0.7 mm, cooling air flow and atomizing air flow rates were, respectively, 35,000 L/h and 667 L/h. The feed flow rate of the emulsion was 0.530 L/h. Encapsulation efficiencies of microparticles ranged from 54.14 ± 2.82 (%) to 101.83 ± 6.74 (%). Higher proportions of FHSO in the lipid mixture and the smallest ratio WM : CM led to greater encapsulation efficiencies. The average diameters ranged from 23.91 ± 1.60 µm to 35.98 ± 2.17 µm and presented small variation in function of the variables. The morphology showed particles of spherical shape and smooth surface with some crystals and agglomerates of smaller particles. The stability of two formulations was evaluated over 28 days under different storage temperatures (5 and 25 °C). Storage under refrigeration gave the best release characteristics in aqueous media and prevented the formation of particle agglomeratesMestradoEngenharia de AlimentosMestra em Engenharia de Alimento