Formation of microparticles of limonene in polysaccharides using supercritical CO2

Este trabalho teve como objetivo a utilização da tecnologia que emprega CO2 em estado supercrítico para estudar a formação de micropartículas de óleos essenciais encapsulados em polissacarídeos. O referido tema tem caráter inovador e inédito, já que a tecnologia supercrítica tem sido utilizada na formação e impregnação de partículas, principalmente de solutos sólidos, mas não tem sido aplicada na encapsulação de óleos essenciais. Os processos estudados, RESS (Rápida Expansão de uma Solução Supercrítica) ou o PGSS (Partículas de Soluções ou Suspensões em Gás Saturado) envolvem baixas temperaturas, possibilitando a não degradação de compostos voláteis e termossensíveis, tornando-os mais estáveis. Foram utilizados nesta pesquisa, polímeros que são, normalmente, utilizados no processo convencional de \"aroma em pó\". Mesmo sendo insolúveis ou parcialmente solúveis em CO2 supercrítico houve o intuito de aproveitar estudos comprovados de estabilidade de óleos essenciais encapsulados nestes materiais e ainda manter o custo do produto já que polissacarídeos tem, relativamente, baixo valor comercial, quando comparado aos polímeros que são empregados nos estudos que usam estes processos. Ensaios preliminares foram realizados com diferentes polímeros: Amido modificado, dextrina, maltodextrina e Purity Gum Ultra®, (gentilmente cedidos pela Corn Products, atual Ingredion Incorporated, Mogi Guaçu, SP, BR) no intuito de selecionar o material de parede mais apropriado para a microencapsulação do óleo essencial, representado pelo limoneno. Os resultados preliminares comprovaram que houve impregnação e possível microencapsulação do limoneno, observados e constatados através de análises de microscopia (óptica, eletrônica e de fluorescência confocal a laser) especialmente para Purity Gum Ultra®, a qual apresentou comportamento desejável como estabilidade da dispersão preliminar e morfologia, em comparação com os outros polissacarídeos testados (dextrina, amido modificado e maltodextrina). Os ensaios subsequentes (dimensionamento das partículas, microscopia eletrônica de varredura, microscopia confocal na presença de fluoresceína, estabilidade térmica e quantificação do teor de limoneno microencapsulado) determinaram definitivamente a eficiência da Purity Gum Ultra® como polímero mais apropriado como agente encapsulante, e com isso foi demonstrada a eficiência da técnica proposta para esta finalidade. Ainda, a técnica de microencapsulação empregada (PGSS) apresentou valores significativos na retenção do limoneno com até 86% quando a suspensão foi preparada utilizando etanol (EtOH) e lecitina de soja como surfactante, sendo um relevante indicativo de que o processo de microencapsulação via PGSS proporcionou eficiente retenção do limoneno, além de apresentar outras vantagens sobre os processos de microencapsulação convencionais utilizados na indústria de alimentos. O processo de microencapsulação que utiliza CO2 supercrítico é considerado como \"tecnologia limpa\", aliado a este solvente ser considerado abundante, barato e ambientalmente seguro. Neste estudo constatou-se que, além do emprego de baixa temperatura no processo (50 - 60º C), não houve necessidade do emprego de água na suspensão.This study aimed to use the technology that employs CO2 in supercritical state to study the formation of microparticles encapsulated essential oils in polysaccharides. The supercritical technology has been used in impregnating particles, mostly of solid solutes, but has not been applied to the encapsulation of essential oils. The studied processes RESS (Rapid Expansion of a Supercritical Solution) or PGSS (Particles Solutions or Suspensions in Saturated Gas) involving low temperatures, not allowing degradation of volatile and polymers that are normally used in the conventional process of \"aroma powder\" were used in this study. Even though it is insoluble or partially soluble in supercritical CO2 proven in order to take advantage of the stability studies of encapsulated essential oils in these materials and still keep the cost of the product as polysaccharides have relatively low value when compared to the polymers that are employed in studies using these processes. Preliminary tests were performed with different polymers : modified starch, dextrin, maltodextrin and Purity Gum Ultra ®, ( kindly provided by Corn Products, Current Ingredion Incorporated, Mogi, SP, BR ) in order to select the most appropriate material for wall microencapsulation of essential oil, represented by limonene. Preliminary results showed that there was possible impregnation and microencapsulation of limonene, observed and recorded through analysis of microscopy (optical, electron and confocal) especially for Purity Gum Ultra ®, which showed desirable behavior such as dispersion and stability of primary morphology compared to other polysaccharides tested (dextrin, modified starch and maltodextrin). Subsequent tests (particle sizing, scanning electron microscopy, confocal microscopy in the presence of fluorescein, thermic stability and quantification of the limonene content microencapsulated definitely determined the efficiency of Purity Gum Ultra ® as the most appropriate polymer as agent encapsulating and it has been demonstrated the efficiency of the proposed technique for this purpose. The technique employed for microencapsulation (PGSS) showed significant amounts of limonene retention of up to 86% when the suspension was prepared using ethanol (EtOH) and soy lecithin as surfactant. Being indicative of a material that microencapsulation by PGSS provided efficient retention of limonene, besides other advantages over conventional microencapsulation processes used in the food industry. The microencapsulation process that uses CO2 supercritical is considered \"clean technology \" due to the low toxicity of CO2 besides this solvent is considered abundant, inexpensive and environmentally safe. In this study it was found that, in addition to using low temperature process ( 50 - 60º C ), there was no need for the use of water in suspension