Incorporação de nanopartículas com ficocianina em nanofibras poliméricas por electrospinning e electrospraying
Autor: Daiane Angelica Schmatz (Currículo Lattes)
Resumo
Electrospinning e electrospraying são técnicas que consistem na aplicação de alto potencial elétrico à solução polimérica que pode ser ejetada ou pulverizada através do orifício capilar para o coletor, produzindo nanofibras e nanopartículas, respectivamente. Devido à vantagem de utilizarem o mesmo equipamento e princípio de funcionamento semelhante, estas técnicas podem ser realizadas em associação ou separadamente. Outra característica em comum do electrospinning e do electrospraying é a possibilidade de nanoencapsulamento de compostos com propriedades ativas que adquirem maior proteção com o revestimento polimérico, mantendo a integridade e atividade biológica. A ficocianina, pigmento natural extraído da microalga Spirulina, tem potencial para aplicações em alimentos devido às suas propriedades antioxidantes, que podem auxiliar na manutenção das características sensoriais dos alimentos. Assim, o objetivo deste trabalho foi utilizar as tecnologias de electrospinning e electrospraying para nanoencapsulamento de ficocianina com fins de desenvolvimento de material para uso em embalagens ativas. Os polímeros óxido de polietileno (PEO) e álcool polivinílico (PVA) foram testados para produção das nanopartículas, enquanto que os polímeros policaprolactona (PCL) e ácido poli-L-láctico (PLLA) foram utilizados para produção das nanofibras. O PVA foi selecionado para o nanoencapsulamento da ficocianina e proporcionou diâmetro médio das nanopartículas de 395±71 nm a partir da solução de 11% PVA e 2% ficocianina, com taxa de alimentação de 50 µL h-1, potencial elétrico de 20 kV, distância entre capilar e coletor de 18 cm e diâmetro do capilar de 0,45 mm. O PEO não produziu nanopartículas e apresentou fragmentos de nanofibras em todas as condições testadas. O electrospraying proporcionou alta eficiência de nanoencapsulamento da ficocianina (75,1±0,2%), demonstrando que pode ser utilizado como método alternativo para revestimento de compostos ativos e, ao ser realizado sobre as nanofibras elimina etapas de coleta que podem causar danos à estrutura esférica das nanopartículas. As nanofibras produzidas por electrospinning apresentaram diâmetro médio de 640±168 nm para solução com 12% PCL e 608±204 nm para solução com 13% PLLA (w v-1). A associação das técnicas de electrospinning e electrospraying resultou na produção de nanomaterial compósito hidrofóbico, com propriedades de resistência térmica (366 ºC) e resistência máxima à tração (228±26 kPa) que conferiram proteção à ficocianina, sem necessidade de elevação de temperatura ou pressão como ocorre com outros métodos. Além disso, a capacidade antioxidante da ficocianina nanoencapsulada somada às características de biodegradabilidade e atoxicidade dos polímeros utilizados, possibilitam aplicação das nanofibras contendo as nanopartículas como nanocompósito para embalagens ativas, representando interessante alternativa para a indústria de alimentos.