Produção e caracterização de nanoestruturas contendo antocianinas de polpa de juçara utilizando electrospinning
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Data
2020-06-17
Autores
Ramos, Sergiana Dos Passos [UNIFESP]
Orientadores
Braga, Anna Rafaela Cavalcante [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Resumo
Brazilian biodiversity has been received great notoriety in many types of research, mainly due to the wide variety of native fruits little explored. These fruits usually are sources of bioactive compounds, molecules capable of promoting a range of health benefits when consumed regularly by the diet. Among these compounds, the anthocyanins stand out, natural pigments present in several fruits with biological effects that help in the prevention of chronic nontransmissible diseases, and the most studied is the antioxidant activity. However, these properties are considerably reduced due to the exposition of the anthocyanins to variations in factors intrinsic to production processes, such as temperature and light, and to the food digestion process itself, such as pH and oxygen, thus causing changes in the molecular structure of anthocyanins leading to loss of stability. The incorporation of these compounds in nanostructures has been shown to be efficient in maintaining stability and consequent potentiation of antioxidant activity, and the electrospun technique for producing nanostructures is a viable alternative. In this way, the present work aimed to incorporate the pulp of the jussara palm fruit in polyethylene oxide (PEO) nanostructures using the electrospinning technique. From the variation of the process parameters (PEO and NaCl concentrations, flow rate, applied voltage, and collector distance), nanofibers with diameters between 126.00 ± 50 nm and 525.16 ± 120 nm were obtained, and these results directed the process parameters to produce nanostructures containing jussara pulp. Eleven assays were performed using the uniaxial method of electrospinning, and through the response surface methodology, it was found that high concentrations of PEO combined with low concentrations of NaCl, as well as low concentrations of PEO combined with high concentrations of NaCl would result in smaller structures of diameters. For validation of the model obtained, two solutions (7.70% of PEO e 0.36% of NaCl and 8.00% of PEO without salt) were submitted to the electrospinning technique in the uniaxial and coaxial methods. All samples showed low values of diameter measurements, 112.60 ± 45 nm and 118.30 ± 64 nm for the samples obtained by the uniaxial method, and 121.10 ± 54 nm and 110.00 ± 47 nm to the originating from the coaxial process. These results showed the possibility of the use of PEO to incorporate jussara pulp to produce nanofibers. In addition, nanostructures characterization analyzes were performed in order to compare the two methods used. The sample obtained from the coaxial process presents less mass loss and excellent thermal stability. At the same time, FTIR and EDX analyzes proved the efficiency of this method in the maintenance of jussara pulp in the samples.
A biodiversidade brasileira tem recebido extensa notoriedade em diversos estudos, principalmente devido a ampla variedade de frutos nativos ainda pouco explorados. Estes frutos geralmente são fontes de compostos bioativos, moléculas capazes de promover uma série de benefícios à saúde, quando regularmente consumidas através da dieta. Entre esses compostos, destacam-se as antocianinas, pigmentos naturais presentes em diversos frutos apresentando efeitos biológicos que auxiliam na prevenção de doenças crônicas não transmissíveis, sendo o mais estudado seu potencial antioxidante. No entanto, essas propriedades são consideravelmente reduzidas devido à exposição das antocianinas a variações de fatores como temperatura, luz, pH, presença oxigênio, bem como o próprio processo de digestão dos alimentos, causando alterações na estrutura molecular das antocianinas podendo levar a perda da estabilidade e, consequentemente, redução de seus efeitos. A produção de nanoestruturas com a presença de antocianinas tem se mostrado eficiente na manutenção das suas propriedades e consequente potencialização dos seus efeitos biológicos. A técnica de electrospinning para produção de nanoestruturas é uma alternativa viável. Visto isto, o presente trabalho teve por objetivo produzir nanoestruturas de óxido de polietileno (PEO) e polpa de juçara utilizando a técnica de electrospinning. Foi avaliada a formação de potenciais nanoestruturas a partir da variação dos parâmetros do processo (concentração de PEO e NaCl, vazão de alimentação, voltagem aplicada e distância do coletor), e nanofibras com diâmetros entre 126,00 ± 50 nm e 525,16 ± 120 nm foram obtidas, direcionando a produção de nanoestruturas contendo a polpa de juçara. Posteriormente, onze ensaios foram realizados utilizando o método uniaxial de electrospinning e através da metodologia de superfície de resposta foi constatado que altas concentrações de PEO combinadas a baixas concentrações de NaCl, bem como baixas concentrações de PEO combinadas a altas concentrações de NaCl direcionam a formação de estruturas com menores diâmetros. Para validação do modelo obtido, duas soluções (7,70% de PEO e 0,36% de NaCl e 8,00% de PEO sem sal) foram submetidas à técnica de electrospinning e as amostras obtidas apresentaram medidas de diâmetro variando de 112,60 ± 45 nm e 118,30 ± 64 nm. Esses resultados evidenciaram a possibilidade do uso do PEO na produção de nanofibras contendo polpa de juçara. Além disso, foi feita uma comparação entre os métodos uniaxial e coaxial no electrospinning e as nanofibras obtidas a partir do método coaxial apresentou menor perda de massa e maior estabilidade térmica, enquanto análises de FTIR e EDX comprovaram a eficiência deste método na manutenção da polpa de juçara nas amostras.
A biodiversidade brasileira tem recebido extensa notoriedade em diversos estudos, principalmente devido a ampla variedade de frutos nativos ainda pouco explorados. Estes frutos geralmente são fontes de compostos bioativos, moléculas capazes de promover uma série de benefícios à saúde, quando regularmente consumidas através da dieta. Entre esses compostos, destacam-se as antocianinas, pigmentos naturais presentes em diversos frutos apresentando efeitos biológicos que auxiliam na prevenção de doenças crônicas não transmissíveis, sendo o mais estudado seu potencial antioxidante. No entanto, essas propriedades são consideravelmente reduzidas devido à exposição das antocianinas a variações de fatores como temperatura, luz, pH, presença oxigênio, bem como o próprio processo de digestão dos alimentos, causando alterações na estrutura molecular das antocianinas podendo levar a perda da estabilidade e, consequentemente, redução de seus efeitos. A produção de nanoestruturas com a presença de antocianinas tem se mostrado eficiente na manutenção das suas propriedades e consequente potencialização dos seus efeitos biológicos. A técnica de electrospinning para produção de nanoestruturas é uma alternativa viável. Visto isto, o presente trabalho teve por objetivo produzir nanoestruturas de óxido de polietileno (PEO) e polpa de juçara utilizando a técnica de electrospinning. Foi avaliada a formação de potenciais nanoestruturas a partir da variação dos parâmetros do processo (concentração de PEO e NaCl, vazão de alimentação, voltagem aplicada e distância do coletor), e nanofibras com diâmetros entre 126,00 ± 50 nm e 525,16 ± 120 nm foram obtidas, direcionando a produção de nanoestruturas contendo a polpa de juçara. Posteriormente, onze ensaios foram realizados utilizando o método uniaxial de electrospinning e através da metodologia de superfície de resposta foi constatado que altas concentrações de PEO combinadas a baixas concentrações de NaCl, bem como baixas concentrações de PEO combinadas a altas concentrações de NaCl direcionam a formação de estruturas com menores diâmetros. Para validação do modelo obtido, duas soluções (7,70% de PEO e 0,36% de NaCl e 8,00% de PEO sem sal) foram submetidas à técnica de electrospinning e as amostras obtidas apresentaram medidas de diâmetro variando de 112,60 ± 45 nm e 118,30 ± 64 nm. Esses resultados evidenciaram a possibilidade do uso do PEO na produção de nanofibras contendo polpa de juçara. Além disso, foi feita uma comparação entre os métodos uniaxial e coaxial no electrospinning e as nanofibras obtidas a partir do método coaxial apresentou menor perda de massa e maior estabilidade térmica, enquanto análises de FTIR e EDX comprovaram a eficiência deste método na manutenção da polpa de juçara nas amostras.