Relações estrutura-função da quitosana despolimerizada em sistemas nanoestruturados aplicados à encapsulação de extratos ricos em licopeno

Autor: Corina Estefania Berrocal Rojas (Currículo Lattes)

Resumo

A quitosana despolimerizada é um biopolímero que tem despertado interesse, pois permite a modulação de propriedades essenciais como, massa molar, viscosidade, solubilidade e reatividade, possibilitando a sua aplicação em sistemas nanoestruturados. O licopeno é um carotenoide amplamente conhecido pela sua atividade antioxidante, porém apresenta baixa estabilidade físico-química e biodisponibilidade reduzida, sendo altamente suscetível à degradação durante o processamento, armazenamento e digestão. Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver sistemas nanoestruturados contendo licopeno a partir de quitosana despolimerizada e caracterizar seu desempenho como material de parede, investigando sua contribuição para a estabilidade, proteção e desempenho funcional das nanoemulsões e microestruturas obtidas. A quitosana foi produzida a partir de resíduos de camarão e submetida à despolimerização pela via oxidativa, resultando em amostras com diferentes massas molares, as quais foram caracterizadas quanto ao grau de desacetilação, viscosidade intrínseca e massa molar. O licopeno foi extraído do tomate italiano por métodos de extração a frio e por fluido supercrítico com CO usando etanol como cossolvente, dos quais foram obtidos extrato lipídico rico em licopeno (ELL) e extrato etanólico de licopeno (EEL), respectivamente. As nanoemulsões contendo licopeno foram desenvolvidas pelo método de emulsificação, empregando quitosana despolimerizada isoladamente ou em combinação com gelatina como material de parede. Inicialmente, foram desenvolvidas 4 nanoemulsões (NCH-1, NCHD-2, NCHD-3, NCHD-4) com quitosana (0,5 % m v-1) de diferentes massas molares (204 kDa, 142 kDa, 92 kDa e 47 kDa) respectivamente, ELL (3 % m v-1) e Tween® 80 (5 % m m-1). Estas nanoemulsões foram avaliadas quanto a características físico-químicas e morfológicas, propriedades reológicas, estabilidade da atividade antioxidante e bioacessibilidade. Posteriormente, foram desenvolvidas nanoemulsões com quitosana despolimerizada (109 kDa) e gelatina Tipo B como material de parede, as quais foram desenvolvidas em diferentes proporções (NQ1, NG1, NQ1G1, NQ3G1 e NQ1G3), extrato etanólico de licopeno (1 % m v-1) e Tween® 80 (5 % m m-1). Finalmente, as nanoemulsões foram secas por liofilização e as microestruturas resultantes foram caracterizadas quanto as suas propriedades estruturais, térmicas, de cristalinidade, morfológicas e estabilidade antioxidante. Os resultados mostraram que a nanoemulsão NCHD-4 apresentou o menor tamanho de partícula (76 nm), tendência que foi mantida após 35 dias de análise; na estabilidade antioxidante, o aumento da massa molar (NCH-1) resultou em maior proteção para o licopeno. Todas as nanoemulsões exibiram comportamento pseudoplástico, a análise de bioacessibilidade revelou que, à medida que a massa molar da quitosana diminuía, a bioacessibilidade aumentava. Em relação às microestruturas, os resultados mostraram incorporação eficiente do licopeno, confirmada por FTIR, indicando encapsulação predominantemente por interações físicas. Análises térmicas (TGA e DSC) mostraram maior estabilidade térmica nos sistemas ricos em quitosana, enquanto o DRX indicou redução da cristalinidade nos sistemas híbridos quitosana-gelatina. A microestrutura MNQ1 apresentou maior estabilidade antioxidante ao longo do armazenamento, associada à liberação mais lenta do bioativo. De modo geral, os resultados demonstram que a massa molar da quitosana e a composição polimérica são determinantes para a estabilidade estrutural, proteção e liberação do licopeno, evidenciando o potencial desses sistemas para aplicações alimentares e de liberação de compostos bioativos.