SÍNTESE VERDE E SUA VIABILIDADE PARA APLICAÇÃO NA INDÚSTRIA ALIMENTÍCIA: UMA REVISÃO

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Alimentos

Autores

Leder, P.J.S. (UTFPR) ; Pereira, E.A. (UTFPR) ; Porcu, O.M. (UTFPR)

Resumo

O método de síntese verde tem sido muito empregado na obtenção de nanopartículas, o qual tem por objetivo a utilização de princípios biológicos naturais como agentes redutores e estabilizadores, em substituição de reagentes químicos tóxicos. Nessa perspectiva, o presente trabalho teve por objetivo realizar um levantamento bibliográfico inicial da produção científica na área de nanotecnologia e analisar os resultados obtidos em dez artigos publicados nos últimos cinco. A pesquisa foi realizada no portal ScienceDirect e no navegador Google Chrome. Pôde-se notar um grande número de periódicos que trata deste processo como tema de estudo, além de constatar quão grande é a variedade de metodologias que surgem em busca da melhoria e viabilidade do mesmo

Palavras chaves

Sintese verde; Nanoparticulas de prata; Alimentos

Introdução

As propriedades intrínsecas das nanopartículas vêm atraindo o interesse da comunidade científica durante décadas. Partículas em escalas nanométricas (10-9 m) quando comparadas a partículas em dimensões maiores apresentam novas propriedades ou melhorias das mesmas (AKHTAR; PANWAR; YUN, 2013). As nanopartículas metálicas (NPMs) têm recebido bastante atenção devido à diversidade de aplicações em diferentes ramos e por apresentarem propriedades físicas e químicas singulares, dentre as quais a grande relação superfície/volume, muito útil em campos como eletrônicos, fotônicos, biomédicos, catálise entre outros (RAJESHKUMAR et al., 2016). Vários metais nobres são utilizados em síntese de nanopartículas (NPs), como o ouro, o paládio, platina e a prata. Entre estes metais a prata ganha destaque devido as suas propriedades, especialmente o grande potencial antimicrobiano, bactericida e catalítico (ROSTAMI-VARTOONI; NASROLLAHZADEH; ALIZADEH, 2016). Alguns estudos mostram que a prata (Ag), devido ao seu empacotamento em NPs, permaneça em maior disponibilidade nos sítio de ação, o que possibilita o emprego deste metal em menor concentração (BECUE, CHAMPOD, MARGOT. 2007), desta forma o produto apresentaria menor toxidade. Por possuir potencial antimicrobiano a nanopratícula de prata (AgNPs) é empregada nos mais diversos tipos de indústrias, dentre as quais a alimentícia. Uma vez que as contaminações na superfície dos alimentos podem propiciar a adesão microbiana e, potencializar a formação de biofilme, que é uma das maiores causas da deterioração e contaminação de alimentos (ARAÚJO, et al.; 2015). A síntese de AgNPs se dá normalmente por métodos físicos ou químicos, processos assistidos por ultrassom, eletroquímica, decomposição térmica, redução química, dentre outros, que fazem uso de reagentes tóxicos e nocivos aos meio ambientes e à saúde humana (EL-NOUR et al., 2010). Nessa perspectiva, princípios biológicos vêm sendo utilizadas para o preparo de nanopartículas (NPs) em substituição das técnicas tradicionais que utilizam reagentes químicos tóxicos, de alta energia e de difícil purificação (MUKUNTHAN, et al., 2011). A biorredução, também conhecida como "síntese verde", é um processo biológico realizado por meio de moléculas como enzimas, aminoácidos, proteínas, polissacarídeos, e metabólitos presentes nos extratos de cascas, sementes, polpa e folhas de plantas, que são responsáveis por reduzir íons de prata à prata metálica, resultando na formação das nanopartículas. Dentre as vantagens do método de sínese biológicas em relação aos métodos químicos tradicionais está o fato de que, parte das moléculas ativas também adere à superfície das nanopartículas, o que lhes confere características diferenciadas como, o aumento da atividade antibacteriana (ERENO, 2014). A sínese verde de NPs utilizando extratos de plantas possibilita a obtenção de produtos com baixa ou nenhuma toxicidade, potencializando a sua aplicação na indústria alimentícia como, revestimentos cosmestíveis usados para proteger alimentos perecíveis de deterioração e nas embalagens desses produtos. A síntese verde é uma alternativa eficaz na obtenção de nanopartículas devido a eficiência na redução de íons metálicos pelas biomoléculas presentes em extratos de plantas, eliminando a necessidade da utilização de produtos químicos nocivos para o meio ambiente e os organismos vivos (HEBBALALU, e al., 2013). Nessa perspectiva, o presente trabalho teve por objetivo, buscar literatura específica sobre o tema em questão e realizar uma análise dos resultados obtidos em dez artigos publicados entre os anos de 2012-2017, os quais utilizaram o método de síntese verde para sintetizar AgNPs e avaliar a eficácia deste processo.

Material e métodos

O levantamento bibliográfico foi feito por meio do portal de periódicos ScienceDirect e pesquisa no "Google Chrome" utilizando termos de busca como “método da síntese verde”, “nanopartículas de prata”. Foram selecionados dez artigos publicados nos últimos 5 anos que tratavam da obtenção de nanopartículas de prata utilizando o método de síntese verde, usando precursores biológicos como agentes redutores e estabilizadores, em substituição dos processos químicos tradicionais. A eliminação de artigos publicadas há mais de 5 anos foi feita visando manter a atualização dos dados obtidos por meio do processo de biossíntese. Neste trabalho foram analisados 7 artigos publicados em periódicos internacionais, selecionados pela pesquisa no portal de periódicos da ScienceDirect (http://www.Sciencedirect.com) e, outros 3 artigos selecionados por acesso no Google Chrome, dentre os quais, 1 é nacional e outros 2 internacionais. Foram observados os seguintes parâmetros: objetivo do estudo, a metodologia utilizada e os principais resultados obtidos em cada um desses trabalhos.

Resultado e discussão

O método de síntese verde vem sendo cada vez mais estudado e aplicado para a obtenção de nanopartículas de prata, utilizando princípios biológicos naturais para a ocorrência do processo, sem causar danos ambientais. Pôde-se observar que nos artigos analisados (Tabela 1) o método de síntese verde é simples e segue os mesmos princípios da redução química, porém fazem uso de agentes redutores naturais presente principalmente em extratos de plantas, em substituição ao uso de reagentes químicos tóxicos. A síntese de AgNPs realizadas em todos os trabalhos em discussão, mostraram resultados positivos e satisfatórios para todos os objetivos propostos. Um fato muito importante relatado pelos autores foi indicar que o método de síntese verde ainda ocorre de forma bem mais demorada se comparado ao método químico, além das variâncias de tamanhos apresentados pelas AgNPs obtidas nos respectivos trabalhos. Nessa perspectiva, Augustine, Kalarikkal e Thomas (2014) afirmaram que a síntese verde é ambientalmente mais benéfica e mundialmente aceita por apresentar menor toxicidade, porém, a obtenção de NPs por meio deste processo é mais lenta e complexa para controle de tamanho e formato das mesmas. As metodologias utilizadas para as sínteses realizadas se enquadram na nanobiotecnologia verde que se baseia em princípios limpos de sínteses de nanopartículas, como, por exemplo, a partir de processos biotecnológicos (ALBERNAZ, 2014). É válido ressaltar que, o solvente utilizado no preparo do extrato exerce influência direta na obtenção dos resultados, uma vez que, este determina os tipos de compostos que farão parte do processo (KUMAR; YADAV; YADAV, 2014). Além do organismo biológico utilizado (como órgãos, tecidos, células ou biomoléculas), parte da planta (folha, raiz, fruto, casca), estágio de desenvolvimento ou a condição da mesma, também podem influenciar na síntese das NPs (QUELEMES et al., 2013). No periódico (1) da Tabela 1, Guimarães, et al., (2013) constatou que, o potencial zeta das AgNPs sintetizadas a partir do extrato de folhas de gergelim mostraram que o módulo do mesmo reduz ao longo do tempo de vida da planta, o que diminui a estabilidade das NPs e impede a tendência natural de agregação das partículas de prata, favorecendo ainda mais a obtenção de partículas em escala nanométrica. No estudo realizado por Dutta, et. al, 2017, fica claro que a parte da planta utilizada no extrato pode influenciar no tamanho da NPs obidas. As NPs sintetizadas a partir do extrato da folha de S. jambos foi menor (~5 nm) do que das NPs do que as sintetizadas usando extrato da casca da mesma planta (8-10 nm), logo, influenciou nas propriedades das partículas ou na melhoria das mesmas. Outros aspectos importantes que podem aumentar o rendimento e garantir a eficácia da biossíntese é o tempo de reação, temperatura, pH e a concentração dos reagentes (AKHTAR et. al., 2013). Em relação as concentração dos reagentes, pôde-se observar nos resultados apresentados por Rivera-Rangel et al. (2017), que com o aumento do teor do precursor metálico (AgSt estearato de prata) e com o aumento da quantidade de extrato, as AgNPs sintetizadas obtiveram maior tamanho (25 a 150 nm). Deste modo, pôde-se observar que o os resultados obtidos pelos autores citados neste levantamento bibliográfico, os quais fizeram uso da síntese verde de AgNPs foram altamente satisfatórios, comprovando que este processo, além de simples, de baixo custo é também eficaz. Por meio das metodologias empregadas e dos resultados apresentados é notório os avanços que o processo de síntese obteve, proveniente dos estudos que estão sendo desenvolvidos ao longo dos anos e que tendem a aprimorar cada vez mais este método. A biossíntese pode originar nanoprata com baixa toxicidade. Deste modo, as AgNPs estão cada vez mais envoltas na indústria de alimentos por serem fortes agentes antimicrobianos e que podem ser sintetizadas pelo método verde, potencializando sua aplicabilidade no setor alimentício. Para a aplicabilidade em embalagens, por exemplo, Pereira et. al., (2012), afirmou que este sistema acarreta benefícios para a indústria de alimentos, pois, é possível obter um maior controle nas condições de armazenamento, o que pode contribuir para a melhoria da qualidade e aumento da vida útil do produto. Porém, é necessário que, haja um elevado controle quanto ao uso dessa AgNPs, uma vez que só é adequada a sua utilização em baixas concentrações em função de possíveis efeitos cumulativos no organismo.

Artigos selecionados pelo levantamento bibliográfico resultante da busca na área de síntese verde


Continuação da tabela 1

Conclusões

Há uma vasta literatura em torno do processo de sínese de nanoparrtículas de prata pelo método de biossíntese, na qual é possível constatar o quão grande é a variedade de metodologias que surgem em busca da melhoria e viabilidade deste processo e que, vêm demonstrando bons resultados. O crescimento da obtenção de AgNPs por este método ecologicamente correto, simples e de baixo custo, vêm sendo utilizado como uma alternativa para evitar o uso de reagentes químicos tóxicos de modo a potencializar a sua aplicabilidade nos mais diversos tipos de indústrias, dentre elas, em particular, a indústria de alimentos.

Agradecimentos

À Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR Ao Programa de Pós-Graduação em Tecnologias de Processos Químicos e Bioquímicos - PPGTP/UTFPR

Referências

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