Influência da composição de microcápsulas de quitosana e goma arábica nas propriedades de liberação de óleo de aloe vera

Abstract

O encapsulamento, uma técnica que envolve a criação de microcápsulas com um núcleo protegido por uma camada polimérica, é uma ferramenta poderosa para preservar a funcionalidade de diversas substâncias. Este estudo focou na produção de microcápsulas de óleo de aloe vera (AEO) utilizando quitosanas de diferentes pesos moleculares e os tensoativos Span 80 e Tween 20. O objetivo era comparar as características das microcápsulas e a liberação do AEO em malhas de algodão funcionalizadas com três agentes reticulantes em água. A quitosana (Ch) e a goma arábica (GA) foram selecionadas como biopolímeros para a produção das microcápsulas. A variação dos componentes das microcápsulas, como o tipo de surfactante (Tween 20 ou Span 80) e o peso molecular da quitosana, resultou em diferentes características nas partículas finais. Microcápsulas produzidas com Tween 20 apresentaram maior tamanho e menor uniformidade em comparação com aquelas produzidas com Span 80. A quitosana de alto peso molecular resultou em microcápsulas menores. A microscopia óptica confirmou a formação das microcápsulas, e a estabilidade das microcápsulas foi influenciada pelo tamanho das partículas e pelo potencial zeta, com uma relação inversa entre essas propriedades. A funcionalização das microcápsulas em tecidos de meia malha de algodão 100% foi confirmada por análises de infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e termogravimetria (TGA), evidenciando a formação de ligações covalentes entre as microcápsulas e as fibras de algodão. Essa ligação garante maior estabilidade e eficiência de encapsulamento. A liberação controlada do AEO encapsulado no tecido de algodão foi influenciada pelo tipo de agente de reticulação e pelo peso molecular da quitosana. Microcápsulas reticuladas com 1,2,3,4- butanotetracarboxílico (BTCA) apresentaram uma liberação mais consistente, enquanto aquelas reticuladas com glutaraldeído proporcionaram uma liberação mais lenta e controlada, ideal para aplicações que exigem a liberação gradual do ativo. Este estudo demonstrou a viabilidade da produção de microcápsulas de AEO utilizando quitosana e goma arábica. As propriedades das microcápsulas podem ser ajustadas por meio da variação dos componentes da formulação, permitindo o desenvolvimento de sistemas de liberação controlada com aplicações em diversos segmentos, como a indústria têxtil.

Abstract: Encapsulation, a technique that involves creating microcapsules with a core protected by a polymeric layer, is a powerful tool to preserve the functionality of various substances. This study focused on the production of aloe vera oil (AEO) microcapsules using chitosans of different molecular weights and the surfactants Span 80 and Tween 20. The objective was to compare the characteristics of the microcapsules and the release of AEO in cotton meshes functionalized with three crosslinking agents in water. Chitosan (Ch) and gum arabic (GA) were selected as biopolymers for the production of the microcapsules. The variation of the microcapsule components, such as the type of surfactant (Tween 20 or Span 80) and the molecular weight of chitosan, resulted in different characteristics in the final particles. Microcapsules produced with Tween 20 showed larger size and lower uniformity compared to those produced with Span 80. High molecular weight chitosan resulted in smaller microcapsules. Optical microscopy confirmed the formation of the microcapsules, and the stability of the microcapsules was influenced by particle size and zeta potential, with an inverse relationship between these properties. The functionalization of the microcapsules in 100% cotton half-mesh fabrics was confirmed by infrared (FTIR) analyses, scanning electron microscopy (SEM), and thermogravimetric analysis (TGA), evidencing the formation of covalent bonds between the microcapsules and the cotton fibers. This bond ensures greater stability and encapsulation efficiency. The controlled release of the encapsulated AEO in the cotton fabric was influenced by the type of crosslinking agent and the molecular weight of chitosan. Microcapsules crosslinked with 1,2,3,4- butanetetracarboxylic acid (BTCA) showed a more consistent release, while those crosslinked with glutaraldehyde provided a slower and more controlled release, ideal for applications that require gradual release of the active ingredient. This study demonstrated the feasibility of producing AEO microcapsules using chitosan and gum arabic. The properties of the microcapsules can be adjusted by varying the formulation components, allowing the development of controlled release systems with applications in various segments, such as the textile industry.