Incorporação de nanocápsulas de poli(e-caprolactona) contendo a-tocoferol em biofilmes de metilcelulose

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Agrarias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2012O a-tocoferol, isômero da Vitamina E, é um antioxidante natural, amplamente empregado como aditivo em alimentos. No entanto, a utilização de seus efeitos benéficos é limitada devido à sua instabilidade frente às degradações químicas do ambiente, causadas pela oxidação e temperatura. A nanoencapsulação pode ser uma alternativa para proteger o a-tocoferol de um ambiente desfavorável, além de promover uma liberação controlada deste composto. As nanocápsulas também podem ser aplicadas em biofilmes para atuarem como embalagens ativas na preservação dos alimentos. Em vista disso, o presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de nanocápsulas de a-tocoferol para aplicação em biofilmes de metilcelulose. Suspensões de nanocápsulas foram preparadas pela técnica da nanoprecipitação. A metodologia de superfície de resposta foi empregada para avaliar a influencia da quantidade do a-tocoferol e das concentrações dos surfactantes lecitina e Pluronic F68 sobre a eficiência de encapsulação, tamanho de partícula e índice de polidispersão, a fim de se obter condições ótimas para o preparo de nanocápsulas. Foram também avaliadas a estabilidade das suspensões através do potencial zeta, a recuperação total do a-tocoferol e a morfologia das nanocápsulas. As condições ótimas para a encapsulação do a-tocoferol foram obtidas a 200 mg de a-tocoferol, 2,5 mg/mL de lecitina e 1% (m/v) de Pluronic F68, com valores experimentais de 99,97% para eficiência de encapsulação, 184,6 nm para o tamanho de partícula e 0,112 para o índice de polidispersão. Todas as formulações apresentaram uma excelente estabilidade (potencial zeta < -30 mV) e altos valores para a recuperação do a-tocoferol. Partículas esféricas, apresentando uma estrutura capsular, foram visualizadas por microscopia eletrônica de transmissão. Os biofilmes de metilcelulose foram desenvolvidos pela técnica de "casting" com a adição de três diferentes proporções de nanocápsulas. Foram avaliadas as propriedades mecânicas, a molhabilidade, cor, transmissão de luz, morfologia, atividade antioxidante e liberação do a-tocoferol para o simulante de alimentos gordurosos. A adição de nanocápsulas nos filmes de metilcelulose diminuiu significativamente a tensão e o módulo elasticidade, porém aumentou a elongação e a espessura, tornando os filmes menos rígidos e mais elásticos. Os filmes com nanocápsulas apresentaram uma maior hidrofobicidade comparado com o filme controle. A luminosidade e cor amarelada foram intensificadas com a incorporação de nanocápsulas. Foram observadas uma alta atividade antioxidante e excelentes propriedades de barreira contra a luz UV e visível. Além disso, houve uma liberação rápida e sustentada do a-tocoferol para o simulante de alimentos.<br>Abstract : The a-tocopherol Vitamin E isomer is a natural antioxidant widely used as a food additive. However, the use of its beneficial effects is limited because of its chemical instability in the face of environmental degradation caused by oxidation and temperature. The nanoencapsulation can be an alternative to protect the a-tocopherol in an unfavorable environment, and promote a controlled release of this compound. The nanocapsules can also be added in biofilms to act as active packaging for food preservation. In view of this, the present study aimed at the development of nanocapsules of a-tocopherol for application in methylcellulose biofilms. Nanocapsule suspensions were prepared by the nanoprecipitation method. The response surface methodology was used to evaluate the influence of the amount of a-tocopherol and the surfactants concentrations, lecithin and Pluronic F68, on the encapsulation efficiency, particle size and polydispersity index, in order to obtain optimal conditions for preparing nanocapsules. The stability of suspensions, by the zeta potential, the total recovery of a-tocopherol and morphology of the nanocapsules were also evaluated. The optimum conditions for a-tocopherol encapsulation were obtained at 200 mg of a-tocopherol, 2.5 mg/mL of lecithin and 1% (w/v) of Pluronic F68, with experimental values of 99.97% for encapsulation efficiency, 184.6 nm for the particle size and 0112 for polydispersity index. All formulations showed excellent stability (zeta potential <-30 mV) and high values of a-tocopherol recovery. Spherical particles, with a capsular structure were visualized by transmission electron microscopy. The methylcellulose biofilms were developed by "casting" by adding three different proportions of nanocapsules. The mechanical properties, wettability, color, light transmission, morphology, antioxidant activity and release of a-tocopherol to the fatty food stimulant were evaluated. The addition of nanocapsules in methylcellulose films significantly reduced the tensile strengh and elastic modulus, but increased elongation and thickness, leading to films less rigid and more elastic. Films with nanocapsules showed greater hydrophobicity compared with the control film. The yellowish color and lightness were enhanced with the incorporation of nanocapsules. A high antioxidant activity and excellent barrier properties against UV light and visible were observed. Furthermore, there was a burst and sustained release of a-tocopherol to the food simulant