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60º COngresso Brasileiro de Química
60º Congresso Brasileiro de Química Química é Vida

ESTUDO DA ESTABILIDADE DE NANOESFERAS DE POLI-E-CAPROLACTONA CONTENDO ANTIOXIDANTES NATURAIS


ÁREA

Físico-Química

Autores

Hagemann, E.C.S.H. (UFFS) ; Oliveira, K.C.S. (UFFS) ; Soares, L.C. (UFFS) ; Benvegnu, D.M. (UFFS) ; Lima, F.O. (UFFS) ; Gallina, A.L. (UNICENTRO)

RESUMO

Antioxidantes (naturais ou sintéticos) são utilizados em diversos tipos de indústrias, com a finalidade de manter a qualidade dos produtos durante o armazenamento. Uma grande vantagem dos oxidantes naturais é que podem ser obtidos de frutas, chás, grãos, nozes e outros. Para otimizar a ação antioxidante pode-se utilizar sistemas de liberação controlada, como as nanoesferas. Neste estudo foram produzidas nanoesferas de poli-e- caprolactona e extrato de noz pecã através do método da dupla emulsificação com evaporação do solvente. A estabilidade das mesmas foi analisada durante 75 dias. As nanoesferas de noz pecã apresentaram índice de polidispersão inferior a 0,3, tamanhos entre 300 e 400 nm ao longo dos dias e potencial zeta negativo. Já a capacidade antioxidante foi baixa, de apenas 9%.

Palavras Chaves

Noz pecã; Nanopartículas; emulsão

Introdução

Antioxidantes são moléculas capazes de impedir ou retardar processos oxidativos através da neutralização de radicais livres, através da doação de elétrons para os mesmos, impedindo que a reação se propague. Essa classe de substâncias é amplamente utilizada nas indústrias alimentícia, cosmética, farmacêutica e de combustíveis, sendo empregada para manter a qualidade dos produtos durante o período de armazenamento (ADMASSU e KEBEDE, 2019). Antioxidantes sintéticos, como terc-butil-hidroquinona (TBHQ), hidroxitolueno butilado (BHT) e hidroxianisol butilado (BHA) são comumente empregados industrialmente para inibir a oxidação lipídica em alimentos e outros produtos, o que tem gerado preocupações em virtude da possível ação carcinogênica dos mesmos (OSPINA et al., 2019). Ácido ascórbico, ß-caroteno e polifenóis são compostos orgânicos naturais que apresentam ação antioxidante, por apresentarem a capacidade de doar elétrons aos radicais livres, neutralizando-os, pela estabilização através de processos de ressonância(DUARTE-ALMEIDA, 2006). Antioxidantes naturais são amplamente encontrados em frutas e vegetais, além de chás, alguns grãos e nozes (ADMASSU e KEBEDE, 2019). Entretanto, compostos fenólicos se degradam facilmente devido a ação de microorganismos, como bactérias aeróbias e fungos, capazes de desencadear reações de oxigenase (SCHINK, PHILLIP e MÜLLER, 2000). O ácido ascórbico também passa por processos degradativos em condições ambientais, por efeitos de temperatura, pela atividade da água, presença de luz e oxigênio, o que ocasiona a perda da bioatividade (UDDIN et al., 2002; ABBAS et al., 2012). Para superar estes problemas dos antioxidantes naturais, podem ser utilizados sistemas nanoestruturados, como as nanopartículas poliméricas, que atuam na proteção dos compostos bioativos além de possibilitar a liberação gradual do ativo, que ocorre de maneira sustentada devido à degradação do polímero (STEVANOVIC et al., 2007). A poli-

Material e métodos

Nanoesferas de extrato da casca de Noz pecã Foram produzidas utilizando a técnica da dupla emulsão com evaporação do solvente, na qual são utilizadas duas fases aquosas e uma fase orgânica. A fase orgânica composta por 50 mg de PCL dissolvidos em 1,8 mL de diclorometano, foi vertida em 10 µL de extrato aquoso de casca de noz pecã de concentração 400 g.L-1, diluída em 0,2 mL de DMSO. A primeira emulsão foi formada vertendo-se a fase orgânica na fase aquosa 1 (4 mL de uma solução 0,2% de PVA), por gotejamento e sob efeito de sonicação (4 pulsos de 1 min a 75 hz com intervalos de 30 seg). Para a formação da segunda emulsão, verteu- se a primeira emulsão por gotejamento e sob efeito de sonicação(mantendo as condições anteriores) na fase aquosa 2 (4 mL de uma solução 1% de PVA). As NE foram rotaevaporadas a 37°C por 20 minutos. Dez formulações foram produzidas de NE, as quais foram transferidas para um balão volumétrico de 100 mL, aferiu-se o volume com água destilada. A solução obtida foi dividida em 3 amostras de 30 mL. ESTUDO DE ESTABILIDADE As NE de casca Noz Pecã foram armazenadas em uma estufa à 30°C e as análises físico-químicas de índice de polidispersão, tamanho, potencial zeta, pH e atividade antioxidante das NE foram realizadas nos tempos de 0, 3, 10, 30, 45, 60 e 75 dias. CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DAS NE Tamanho, índice de polidispersão e potencial zeta: as análises foram realizadas em triplicata após diluição das amostras em água destilada na proporção de 1:100 (v/v). Atividade antioxidante: as análises foram avaliadas quanto ao potencial de captura do radical DPPH, em 515 nm, adaptado de Souza e colaboradores (2007). As NE foram previamente centrifugadas a 15000 rpm por 50 minutos e o sobrenadante foi analisado. O percentual de atividade antioxidante (AA%) foi calculado conforme a equação 1. AA(%)=[ (Abs controle - (Abs amostra-Abs branco)Abs controle ]*100 Equação 1. ANÁLISE ESTATÍSTICA Foi realizado o teste t nos resultados de IPD, zeta e tamanho comparando o dia 0 com os demais, para verificar se havia diferença significativa entre os mesmos, indicada por resultados de p< 0,05.

Resultado e discussão

As nanoesferas produzidas apresentaram tamanhos que variaram entre 300 e 400 nm durante o período analisado, demonstrando que as partículas obtidas estão em escala nanométrica e não sofreram grandes variações ao longo do período estudado, como pode ser observado na figura 1C. Em relação aos índices de polidispersão observados ao longo dos 75 dias de armazenamento em estufa, os valores se mantiveram inferiores a 0,3, indicando homogeneidade moderada dos sistemas obtidos.A escala de IPD varia entre 0 e 1, quanto mais próximo de 0 o resultado mais homogêneo será o sistema, sendo que valores inferiores a 0,1 serão apresentados por sistemas altamente homogêneos (GAUMET et al., 2008). De acordo com os resultados apresentados na Figura 1B, o valor IDP das NE de Casca de Noz Pecã são considerados satisfatórios para os parâmetros de homogeneidade (Guimarães, et al., 2019), além de indicarem que o sistema se manteve com estabilidade moderada durante o período analisado. A análise estatística (teste-t) demonstrou que houveram alterações significativas no potencial zeta a partir do dia 30, permanecendo até o dia 75. O índice de polidispersão, ao contrário, permaneceu sem sofrer alterações durante o período estudado e o tamanho apresentou variação significativa no dia 45 da análise, vide figura 1. A análise estatística (teste-t) demonstrou que houveram alterações significativas no potencial zeta a partir do dia 30, permanecendo até o dia 75. O índice de polidispersão, ao contrário, permaneceu sem sofrer alterações durante o período estudado e o tamanho apresentou variação significativa no dia 45 da análise, vide figura 1. A análise estatística (teste-t) demonstrou que houveram alterações significativas no potencial zeta a partir do dia 30, permanecendo até o dia 75. O índice de polidispersão, ao contrário, permaneceu sem sofrer alterações durante o período estudado e o tamanho apresentou variação significativa no dia 45 da análise, vide figura 1. O potencial zeta é uma medida da carga superficial das partículas, e depende das características estruturais do polímero utilizado, do pH do meio e dos tensoativos utilizados para a estabilização (Guimarães et. al, 2019). Neste estudo, o potencial zeta apresentou valores negativos (Figura 1A), como esperado para NE produzidas com PCL, e sugere que há repulsão eletrostática entre as partículas, o que impede a formação de aglomerados, contribuindo na estabilidade do sistema (KIM, YOUNG e KIM, 2018). Foram observadas alterações no potencial zeta ao longo do período de análise, o que pode estar relacionado aos processos de liberação do princípio ativo, afetando a carga superficial da partícula. Em seu trabalho, Prado(2013) identificou a presença de compostos fenólicos e flavonóides em extratos da casca de noz pecã, dentre os quais estão os ácidos gálico, clorogênico e p-didroxibenzoico, além de epigalocatequina e epicatequina galato e taninos condensados. Estes compostos são responsáveis pela atividade antioxidante do extrato da casca de noz pecã, que apresentou 43% de captura do radical DPPH, superior ao observado para a solução de NE de noz pecã, que no dia 0 apresentou aproximadamente 9% de captura do radical DPPH, o que além de demonstrar que houve extração de compostos antioxidantes da casca de noz pecã, indica a incorporação do extrato à matriz polimérica. A baixa capacidade antioxidante do extrato da casca na concentração utilizada pode estar atrelada a pequena quantidade de extrato utilizado (100µL em 100 mL de solução resultante). Além disso, durante o período de estudo este valor reduziu ainda mais em virtude da degradação dos compostos do extrato

Figura 1. Resultados da análise físico-química das NE. A) Potencial Ze



Conclusões

O método de emulsificação com evaporação do solvente se mostrou eficaz no preparo de nanoesferas de extrato de noz pecã, uma vez que as partículas obtidas apresentaram resultados satisfatórios quanto aos parâmetros de índice de polidispersão, tamanho e potencial zeta. No que se refere a atividade antioxidante, as partículas apresentaram baixo potencial de inibição do radical DPPH ao longo do período estudado.

Agradecimentos

Ao CNPq pela concessão de bolsa de Iniciação Científica e de Produtividade em Extensão Tecnológica e a Universidade Federal da Fronteira Sul.

Referências

GAUMET, Marie et al. Nanoparticles for drug delivery: the need for precision in reporting particle size parameters. European journal of pharmaceutics and biopharmaceutics, v. 69, n. 1, p. 1-9, 2008.
KIM, Beom-Su; YANG, Sun-Sik; KIM, Cheol Sang. Incorporation of BMP-2 nanoparticles on the surface of a 3D-printed hydroxyapatite scaffold using an ε-polycaprolactone polymer emulsion coating method for bone tissue engineering. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, v. 170, p. 421-429, 2018.
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