CARACTERIZAÇÃO DE CÁPSULAS POLIMÉRICAS ADICIONADA DE PROBIÓTICOS PROVENIENTES DE KEFIR DE UVA PARA APLICAÇÃO COSMÉTICA

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Bioquímica e Biotecnologia

Autores

Lopes, S. (UFRPE) ; Vasconcelos, T. (UFRPE) ; Amorim, M. (UFRPE) ; Coelho, D. (UFPE) ; Marques, M.F. (BIOLOGICUS) ; Marques, D. (BIOLOGICUS) ; Bueno, L. (UFRPE)

Resumo

A encapsulação de probióticos em cosméticos, tem por objetivo criar sistema de liberação de micro-organismos que desempenhem funções imunoprotetoras na pele. Utilizando solução de alginato de sódio combinado ao Kefir de Uva-Biologicus foram obtidas cápsulas em solução de cloreto de cálcio. A análise térmica indicou perda de massa de 97,4%, em 52,45°C. Os sinais no infravermelho mostraram picos em 3249 cm-1 referente ao estiramento do grupamento O-H e Picos em 2919 cm-1 e 2850 cm-1 relativos ao estiramento assimético C-H. Por volta de 1735 cm-1, 1600 cm-1, e em 1419cm-1 aparecem picos associados ao estiramento assimétrico e simétrico de COO-. Conclui-se que a perda de massa é resultante da baixa densidade polimérica, associada a porosidade do alginato de cálcio.

Palavras chaves

alginato; encapsulação; probióticos

Introdução

A encapsulação fundamenta-se em isolar uma determinada porção de substância de interesse do meio externo, através da utilização de materiais poliméricos, naturais ou sintéticas, constituindo uma membrana que envolve todo recheio. Recheio é a designação da parte interior da cápsula, material que encapsula é nomeado de revestimento (RABADIYA & RABADIYA, 2013). Em geral biopolímeros são utilizados como encapsulantes, com destaque para polissacarídeos, hidrocoloídes e gomas como agentes de formação da cápsula (CANEVAROLO JUNIOR, 2006). Alginato é um biopolímero obtido de algas marrons, composto por unidades de acido manurônico e ácido glucurônico, conferindo sua principal característica a formação da estrutura de revestimento por meio da coacervação simples com íons cálcio, um método de baixo custo e simples execução que permitiu a difusão cientifica e comercial do mesmo (MÜLLER; SANTOS; BRIGIDO, 2011). Probióticos são micro-organismos que proporcionam a colonização do intestino pela fixação ao epitélio intestinal, objetivando a melhora na saúde do individuo através de uma relação mutualística (PESSIONE, 2014). Os probióticos podem facilmente assumir a função de reforço a microflora normal da pele que é uma barreia natural contra patógenos que atua por exclusão competitiva (KRUTMANN, 2012). Assim as cápsulas podem ser veículos aplicados para liberação de probióticos na pele, impedindo a interação com os componentes das formulações cosméticas. Para tal é necessário o conhecimento estrutural realizado por análise térmica e análise de infravermelho.

Material e métodos

Os espectros FTIR foram obtidos por espectrômetro VERTEX 70 FT-IR, utilizando a técnica de ATR no intervalo de números de onda de 800 a 4000 cm-1 e 64 scans. Utilizou-se as técnicas TGA e DTA com equipamento da Shimadzu modelo DTG-60 com razão de aquecimento 10°C.min-1 em fluxo de N2 com vazão de 50 mL.min-1, no intervalo de 30 a 800ºC. As cápsulas foram preparadas pela mistura de Kefir de Uva – Biologicus e matriz de alginato de sódio com razão de 4:1, resultando em cápsulas com concentração polimérica de 0,4% (m/v). Em seguida foram extrudadas em solução de cloreto de cálcio a 2% (m/v) onde permaneceram por 10 minutos, sendo lavadas em água destilada para remoção do sal em excesso (figura 1).

Resultado e discussão

Na figura 2 (a) observa-se a curva de TG que exibe perda de massa total de 97,4% e perda relativa de 68,3% com Tonset 52,45°C e Endset 88,40°C. Observam-se na curva de DTA os eventos endotérmicos com pico em 93,8°C e ΔH= - 16,84 KJ/g relativo a desidratação das cápsulas. O tempo de cura das cápsulas de alginato está relacionado com as ligações cruzadas que ocorrem entre os blocos GG do alginato e o Ca2+. A maior penetração dos íons no interior da cápsula de alginato favorece a dureza e resistencia estrutural e diminuindo a porosidade dos encapsulados (SECCHI et al., 2013; CAMPAÑONE; BRUNO; MARTINO, 2014). O espectro de FTIR das cápsulas com probióticos apresentam picos característicos na figura 2 (b). Observam-se bandas em 3249 cm-1 referente ao estiramento grupamento O-H. Picos em 2919 cm-1 e 2850 cm-1 são relativo ao estiramento assimético C-H. Por volta de 1735 cm-1, 1600 cm-1, e em 1419cm-1 aparecem picos associados ao estiramento assimétrico e simétrico de COO-. Esses grupos funcionais estão presentes na estrutura do alginato de cálcio, porém fontes sugerem que podem ser relacionados a ácidos orgânicos presentes provinientes do metabolismos das leveduras ou do material graxo que compões a estrutura do micro-organismos (CARRO et al., 2009; SHI et al., 2010). O pico que aparece em 1031 cm-1 está associado a C-O-C do anel piranosídico (KAKRAN et al., 2011).

Preparação da mistura de kefir de uva e matriz de alginato de sódio com razão de 4:1, com concentração polimérica de 0,4% (m/v).


No resultado A a curva de TG exibe perda da massa total e a curva DTA os eventos endotérmicos. No resultado B o espectro das cápsulas com probióticos.

Conclusões

A porosidade do alginato influencia diretamente no comportamento térmico das cápsulas, através da perda de água rápida por meio da sinerese. Esse mesmo volume hídrico, eleva a quantidade de energia que é necessária para provocar a desidratação total das cápsulas. O resultado de FTIR mostra que a adição de probióticos em matriz de alginato de cálcio promove aumento de intensidade e deslocamento entre as bandas de hidroxilas. Outras bandas que aparecem são as referentes a estiramento de ligações C-H, que pode ser associado aos metabólitos dos probióticos no interior da cápsula.

Agradecimentos

CAPES, CETENE, Biologicus e LFQMP.

Referências

CAMPAÑONE, L.; BRUNO, E.; MARTINO, M. Effect of microwave treatment on metal-alginate beads. Journal Of Food Engineering, La Plata, v. 135, p.26-30, 2014.
CANEVAROLO JUNIOR, S. V. Ciência dos polímeros: Um Texto Básico Para Tecnólogos e Engenheiros. 2. ed. São Paulo: Artliber, 2006. 280 p.
CARRO, L.; HERRERO, R.; BARRIADA, J. L.; VICENTE, M. E. S. Mercury removal: a physicochemical study of metal interaction with natural materials. Journal Of Chemical Technology And Biotechnology, La Coruña, v. 85, n. 11, p.1688-1696, 2009.

MÜLLER, J. M.; SANTOS, R. L.; BRIGIDO, R. V. Produção de Alginato por Microrganismos. Polímeros, v. 21, n. 4, p.305-310, 2011.
PESSIONE, E. (Ed.). Interactive Probiotics. Torino, Italy: CRC Press, 2014. 274 p.
KAKRAN, M.; SAHOO, N. G.; LI, L.; JUDEH, Z. Dissolution Enhancement of Artemisinin with b-Cyclodextrin. Chemical And Pharmaceutical Bulletin, Singapore, v. 59, n. 5, p.646-652, 2011.
RABADIYA, B.; RABADIYA, P. A Review: Capsule shell material from gelatin to non animal origin material. International Journal Of Pharmaceutical Research And Bioscience, Pathankot, v. 2, n. 3, p.42-71, 2013.
SECCHI, E.; ROVERSI, T.; BUZZACCARO, S.; PIAZZA, L.; PIAZZA, R. Biopolymer gels with “physical” cross-links: gelation kinetics, aging, heterogeneous dynamics, and macroscopic mechanical properties. Soft Matter, Milano, v. 9, n. 15, p.3931-3944, 2013.
SHI, G.; RAO, L.; XIE,, Q.; LI, J.; LI, B.; XIONG, X. Characterization of yeast cells as a microencapsulation wall material by Fourier-transform infrared spectroscopy. Vibrational Spectroscopy, Changsha, v. 53, n. 2, p.289-295, 2010.