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Ultrasound-assisted oil-in-water nanoemulsion produced using Pereskia aculeata Miller mucilage
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Universidade Federal de Lavras
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Departamento de Ciência dos Alimentos
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
Cada vez mais há um considerável interesse por parte da indústria alimentícia, farmacêutica, agroquímica e outros segmentos pela utilização de dispersões coloidais para encapsular, proteger e distribuir componentes lipofílicos bioativos. Em certas aplicações, é desejável utilizar dispersões coloidais contendo gotículas bem menores, uma vez que apresentam vantagens potenciais em relação aos sistemas convencionais. Para o preparo de nanoemulsões, a escolha correta de emulsificantes, em conjunto com os métodos de emulsificação, influencia diretamente a qualidade do produto final. O presente estudo relata a preparação de nanoemulsões óleo-em-água empregando mucilagem de ora-pro-nóbis (OPN), emulsificante de origem vegetal, por meio da aplicação da técnica de ultrassom. Para tanto foi necessário otimizar a faixa de concentração da mucilagem (%) e óleo de soja (%), bem como os parâmetros operacionais do processo, amplitude (%) e tempo (min) da agitação mecânica do equipamento, com base no diâmetro médio das gotículas ( 32 d ). O efeito da concentração da mucilagem e do óleo também foi verificado por meio das variáveis respostas polidispersão, densidade, turbidez, viscosidade, potencial zeta e tensão interfacial. O aumento da concentração de OPN (%), juntamente com menores quantidades de óleo de soja (%), favoreceu a formação das nanoemulsões (116 ≤ 32 d ≤ 171 nm) e aumentou a polidispersão, a densidade e o potencial zeta. Já a turbidez dos tratamentos aumentou à medida que maiores porcentagens de mucilagem de OPN e de óleo de soja foram utilizadas. Todos os sistemas coloidais apresentaram comportamento Newtoniano e a viscosidade do meio aumentou em função do acréscimo na concentração da mucilagem de OPN na fase aquosa, em uma determinada concentração de óleo. Em adição, foram encontrados menores valores de tensão interfacial de equilíbrio com o aumento da concentração da mucilagem de OPN. Avaliações de marcação de compostos utilizando fluorocromos também foram realizadas, o que favoreceu a análise qualitativa das microestruturas dos sistemas e evidenciou a adsorção das moléculas de polissacarídeos e de proteínas na interface óleo-água. Por fim, a partir do teste de estabilidade, pode ser apontado que a concentração da mucilagem de OPN deve estar entre 1.0 a 1.5% e a concentração de óleo deve ser menor que 5%, para que sejam mantidos menores valores de 32 d ao longo do tempo. Portanto, emulsões podem ser produzidas em escala nanométrica, pela utilização de mucilagem de OPN e por meio da aplicação da técnica de ultrassonicação, para o potencial uso no setor alimentício.
Abstract
There is considerable interest from the food industry, pharmaceutical, agrochemical and other segments for the use of colloidal dispersions to encapsulate, protect, and deliver lipophilic bioactive components. In certain applications, it is desirable to use colloidal dispersions containing much smaller droplets, because they have many potential advantages over conventional systems. For the preparation of nanoemulsions, the correct choice of emulsifiers, together with the emulsification methods, directly influences the final product quality. The present study reports the ultrasound-assisted preparation of oil-in-water nanoemulsions produced with mucilage extracted from leaves of Pereskia aculeata Miller (ora-pro-nobis; OPN). The OPN mucilage (%) and soybean oil (%) concentration range, and the process operating parameters, ultrasonic power amplitude (%) and sonication time (min), were optimized based on the mean droplet diameter ( 32 d ). The effect of the mucilage and oil concentrations was also investigated by the response variables such as polydispersity, density, turbidity, viscosity, zeta-potential, and interfacial tension. The higher OPN mucilage concentrations (%) with lower amounts of soybean oil (%) favored nanoemulsion formations (116 ≤ 32 d ≤ 171 nm) and increased polydispersity, density, and zeta-potential. On increasing OPN mucilage and soybean oil the turbidity of the dispersions increased. All colloidal systems showed Newtonian behavior, and the viscosity in the systems increased due to the greater OPN mucilage concentration in the aqueous phase at a certain oil concentration. In addition, lower values of equilibrium interfacial tension were found with increasing OPN mucilage concentrations. Qualitative analysis of system microstructures was also performed via compound labeling using fluorochromes, which evidenced the adsorption of polysaccharide and protein molecules at the oil-water interface. Finally, from the stability test, it can be pointed out that the OPN mucilage concentration should be between 1.0 and 1.5% and the oil concentration should be less than 5%, so that lower 32 d values are maintained over time. Therefore, mucilage extracted from OPN and the ultrasound technique can be used in the preparation of nanoemulsions.
Descrição
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Citação
LAGO, A. M. T. Ultrasound-assisted oil-in-water nanoemulsion produced using Pereskia aculeata Miller mucilage. 2018. 71 p. Tese (Doutorado em Ciência dos Alimentos)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2018.