Síntese e caracterização de nanopartículas de zeína carregadas com óleos essenciais para aplicação em filmes nanocompósitos de poli (óxido etileno)

Abstract

O objetivo desse trabalho foi desenvolver nanopartículas de zeína carregadas com os óleos essenciais de orégano e tomilho e seus respectivos componentes majoritários timol e carvacrol, e suas aplicações em filmes. As nanopartículas estudadas revelaram estabilidade no armazenamento, (4 ºC e 20 ºC) durante 90 dias quanto à atividade antioxidante, eficiência de encapsulação, índice de polidispersão e potencial zeta; atividade antimicrobiana frente às bactérias Listeria monocytogenes ATCC 7644, Staphylococcus aureus ATCC 2593, Escherichia coli ATCC 25922 e Salmonella enterica subsp.enterica serovar. Typhimurium e liberação controlada ao longo do tempo. As nanopartículas carregadas apresentaram características distintas aos óleos essenciais e aos compostos puros não encapsulados, sendo comprovada pelas técnicas estudadas. Com intuito de desenvolver um filme nanocompósito com propriedades bioativas, dispersões de nanopartículas de zeína carregadas com timol e carvacrol foram incorporadas nas concentrações de 30, 50 e 70 % (v/v) na solução filmogênica de poli (óxido de etileno) (PEO) a 3 % (m/v), A interação entre as nanopartículas e o PEO foi confirmada pelas técnicas de Calorimetria Exploratórial Diferencial, Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier e Microscopia Eletrônica de Varredura. Análises reológicas das soluções fimogênicas indicaram um aumento do índice de consistência com comportamento não-newtoniano com o incremento das concentrações de nanopartículas. Com a incorporação das nanopartículas foram observadas melhorias nas propriedades térmicas e manutenção da plasticidade dos filmes, acréscimo na atividade antioxidante, aumento da hidrofobicidade, manutenção da luminosidade dos filmes de PEO e aumento da coloração e opacidade dos filmes.<br>

Abstract : The aim of this study was to develop and apply in films zein nanoparticles loaded with the essential oils of oregano and thyme and their majority components thymol and carvacrol. The studied nanoparticles showed storage stability (4 and 20 ° C) for 90 days of the antioxidant activity, encapsulation efficiency, polydispersity index and zeta potential; antimicrobial activity against bacterias Listeria monocytogenes ATCC 7644, Staphylococcus aureus ATCC 2593, Escherichia coli ATCC 25922 e Salmonella enterica subsp.enterica serovar. Typhimurium, and controlled release over time. The loaded nanoparticles showed distinct characteristics in relation to the essential oils and pure compounds not encapsulated, as proved by the studied techniques. In order to develop a nanocomposite film with bioactive properties, dispersions of zein nanoparticles loaded with thymol and carvacrol were incorporated at concentrations of 30, 50 and 70% (v / v) of the filmogenic solution of poly (ethylene oxide) (PEO) 3% (m / v). The interaction between the nanoparticles and PEO was confirmed by the techniques Calorimetry Exploratórial Differential, Infrared Spectroscopy with Fourier Transform and Scanning Electron Microscopy. The Rheological Analysis of the filmogenic solutions indicated an increase in the consistency index with non-Newtonian behavior while increasing concentrations of nanoparticles. By the nanoparticles incorporation, improvements were observed in the thermal properties and maintenance of the plasticity of the film, increasing in the antioxidant activity, increased hydrophobicity, luminosity maintenance of PEO films and increased color and opacity of the films.