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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS
ESCOLA DE AGRONOMIA
DEIVIS DE MORAES CARVALHO
AVALIAÇÃO DA SOLUBILIDADE DA CURCUMINA E
CARACTERIZAÇÃO DE FILME ATIVO INCORPORADO
COM NANOSUSPENSÃO DE CURCUMINA
Goiânia
2014
1
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DEIVIS DE MORAES CARVALHO
AVALIAÇÃO DA SOLUBILIDADE DA CURCUMINA E
CARACTERIZAÇÃO DE FILME ATIVO INCORPORADO
COM NANOSUSPENSÃO DE CURCUMINA
Dissertação apresentada ao
Programa de Pós-Graduação em Ciência
e Tecnologia de Alimentos da Escola de
Agronomia da Universidade Federal de
Goiás, como exigência para obtenção do
título de Mestre. Orientadora: Drª.
Katiuchia Pereira Takeuchi e Co-
orientadores: Drº. Robson Maia
Geraldine e Drº. Celso José de Moura.
Goiânia
2014
3
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação na (CIP)
GPT/BC/UFG
C
331a
Carvalho, Deivis de Moraes.
Avaliação da solubilidade da curcumina e
caracterização de filme ativo incorporado com
nanosuspensão de curcumina [manuscrito] / Deivis de
Moraes Carvalho. - 2014.
xv, 75 f. : il., figs, tabs.
Orientadora: Profª. Drª. Katiuchia Pereira Takeuchi; Co-
orientadores: Drº. Robson Maia Geraldine e Drº. Celso José
de Moura
Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Goiás,
Escola de Agronomia, 2014.
Bibliografia.
Inclui lista de figuras, abreviaturas, siglas e tabelas.
Apêndices.
1. Curcumina – Solubilidade 2. Nanoparticulas 3.
Embalagem ativa I. Título.
CDU: 678.7
4
5
AGRADECIMENTOS
A Deus, por sempre atender minhas preces.
Aos meus pais, por terem dado o melhor de si para que eu tivesse boas oportunidades.
À minha esposa, pela paciência.
Ao meu filho, pelo sorriso.
À Universidade Federal de Goiás, pela oportunidade.
Aos meus colegas de curso, pelo companheirismo.
À professora Katiuchia Pereira Takeuchi, pela amizade, orientação, ideias, apoio e
incentivo.
Ao professor Robson Maia Geraldine, pela amizade, coorientação, ideias, apoio e
incentivo.
Ao professor Celso José de Moura, pela amizade, coorientação, compreensão,
disponibilidade e auxílio.
Às professoras, Mirian Fontes Araujo Silveira e Maria Célia Lopes Torres, pela
amizade, incentivo e disponibilidade.
Ao professor Ernanni Damião Vieira do Instituto de Física, a aluna de graduação Julie
Evany dos Santos Carneiro e ao funcionário Anderson Maia Geraldine da Engenharia de
Alimentos.
Ao laboratório da Faculdade de Farmácia, FARMATEC, a Central Analítica do
Instituto de Química da UFG e ao laboratório multiusuário LABMULTI da Escola de
Agronomia, onde foram realizadas as análises.
Ao apoio financeiro através dos Editais: 04/CII-2008 – Rede Nanobiotec-Brasil
Desenvolvimento e Avaliação de Embalagens Ativas Incorporadas com
Nanobiocompostos para o Acondicionamento de Alimentos e Encomenda
MCT/SEBRAE/FINEP, Plano de Trabalho Nº 04/2007 – Cooperação ICT’s/MPE’s, inserida
em APL’s – Nº 01/2007: Potencializando o açafrão de Mara Rosa-GO.
Aos demais amigos, pela motivação para que eu pudesse superar esse desafio.
Muito Obrigado.
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“Nunca deixe que lhe digam que não vale a pena
acreditar nos sonhos que se têm
ou que os seus planos nunca vão dar certo
ou que você nunca vai ser alguém... Quem acredita
sempre alcança.”
Renato Russo
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RESUMO
A curcumina é um composto obtido a partir dos rizomas da Curcuma. É antifúngico,
agente bioativo, antioxidante natural e possui coloração amarela. A desvantagem é a baixa
solubilidade em água. A nanocurcumina pode mostrar-se mais solúvel que a curcumina.
Agentes tensoativos também podem ser usados para aumentar a solubilidade de substâncias e
evitar a agregação de partículas. Os sistemas de embalagem ativa são baseados em materiais
onde aditivos podem ser adicionados ao polímero para prolongar o prazo de validade e
aumentar a segurança do consumidor. As propriedades físicas dos polímeros estão
relacionadas com a adição e a miscibilidade de componentes. Geralmente são realizadas
análises mecânicas em embalagens ativas visando verificar a resistência, flexibilidade e
elasticidade no manejo e eficiência na proteção do alimento. Os objetivos do trabalho foram:
aumentar a solubilidade da curcumina, avaliar a atividade antioxidante, produzir um filme
ativo adicionado de nanosuspensão de curcumina e avaliar as características físicas e
migração do componente ativo. A curcumina foi mais solúvel em glicerol e etanol do que em
água e mais solúvel em etanol do que em glicerol. Houve aumento significativo da
solubilidade da curcumina nas misturas desses solventes, quando comparados com a água
pura. O método utilizado para redução do tamanho das partículas foi eficiente. Suspensões de
curcumina em tween 80 aumentaram a sua solubilidade. A curcumina apresentou boa
atividade antioxidante. A redução do tamanho das partículas não aumentou a atividade
antioxidante da curcumina. A adição de curcumina influenciou as características mecânicas
dos filmes de acetato de celulose e não afetou a permeabilidade ao CO2. A curcumina
conferiu coloração amarela e aumentou a opacidade dos filmes. Não houve diferença na taxa
de migração entre a nanosuspensão e uma mistura simples de curcumina com tween 80. A
migração da curcumina foi maior a partir dos filmes adicionados de tween 80.
Palavras-chave: curcumina, solubilidade, nanopartículas, embalagem ativa.
8
AN ASSESSMENT OF SOLUBILITY OF CURCUMIN AND CHARACTERIZATION
OF ACTIVE FILMS INCORPORATED WITH CURCUMIN NANOSUSPENSION
GENERAL ABSTRACT
Curcumin is a yellow antifungal, bioactive agent and natural antioxidant compound
obtained from Curcuma rhizomes. It presents the disadvantage of low solubility in water.
Nanocurcumin can be more soluble than curcumin. Surfactants can also be applied to increase
substances solubility and prevent particle aggregation. Active packaging systems are based on
materials with additives to be added to the polymer in order to extend shelf life and increase
consumer safety. The physical properties of the polymers are associated with the addition and
miscibility of components. Mechanical analyses are generally carried out on active packaging
to verify handling resistance, flexibility and elasticity as well as the efficiency of food
protection. The objectives of this study we pre: to increase curcumin solubility; to assess the
antioxidant activity; to produce an active film with addition of curcumin nanosuspension; to
assess the active component physical characteristics and migration. Curcumin proved more
soluble in glycerol and ethanol than in water and more soluble in ethanol than in glycerol.
Meaningful increase was observed in curcumin solubility for these solvents mixture compared
with pure water. The method applied to decrease the particles size proved efficient. Curcumin
suspensions in tween 80 increased solubility. Curcumin presented good antioxidant activity.
The decrease in particles size did not increase curcumin antioxidant activity. The addition of
curcumin influenced the mechanical characteristics of the cellulose acetate films but did not
affect the CO2 permeability. Curcumin provided the films with yellow coloring and increased
their opacity. No meaningful difference was observed for the rate of migration between
nanosuspension and a simple mixture of curcumin and tween 80. The curcumin migration was
higher for the films with tween 80 addition.
Key words: curcumin, solubility, nanoparticles, active packaging.
9
SUMÁRIO
CAPÍTULO 1: INTRODUÇÃO GERAL E REVISÃO BIBLIOGRÁFICA....................15
1 INTRODUÇÃO GERAL .................................................................................... 16
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .......................................................................... 17
2.1 Cúrcuma e curcumina ..................................................................................... 17
2.2 Nanopartículas ................................................................................................ 19
2.3 Solubilidade .................................................................................................... 20
2.4 Embalagens ativas .......................................................................................... 22
2.4.1 Filmes de acetato de celulose ...................................................................... 22
2.4.1.1. Cor e opacidade ....................................................................................... 23
2.4.1.2. Propriedades mecânicas de filmes ........................................................... 24
2.4.1.3. Permeabilidade ao dióxido de carbono (CO2) ......................................... 27
3 OBJETIVOS ........................................................................................................ 27
3.1 Objetivo Geral ................................................................................................ 27
3.2 Objetivos Específicos ..................................................................................... 27
4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................. 28
CAPÍTULO 2: ESTUDO DA SOLUBILIDADE DA CURCUMINA EM SOLVENTES
ALIMENTÍCIOS .................................................................................................................... 32
RESUMO ................................................................................................................ 33
ABSTRACT ............................................................................................................ 34
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................... 35
2 MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................... 36
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................ 37
4 CONCLUSÃO ..................................................................................................... 39
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................. 39
CAPÍTULO 3: AVALIAÇÃO DA SOLUBILIDADE E DA ATIVIDADE
ANTIOXIDANTE DE NANOSUSPENSÃO DE CURCUMINA ....................................... 41
10
RESUMO ................................................................................................................ 42
ABSTRACT ............................................................................................................ 43
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................... 44
2 MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................... 45
2.1 Produção da nanosuspensão ........................................................................... 45
2.2 Tamanho das partículas .................................................................................. 46
2.3 Cromatografia em camada delgada (CCD) ..................................................... 47
2.4 Análise de solubilidade ................................................................................... 47
2.5 Atividade antioxidante .................................................................................... 48
2.6 Análise estatística ........................................................................................... 48
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO ....................................................................... 48
3.1 Redução do tamanho das partículas ................................................................ 48
3.2 Avaliação da solubilidade ............................................................................... 49
3.3 Cromatografia em camada delgada (CCD) ..................................................... 51
3.4 Atividade antioxidante .................................................................................... 52
4 CONCLUSÃO ..................................................................................................... 53
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................. 53
APÍTULO 4: FILME ATIVO DE ACETATO DE CELULOSE INCORPORADO COM
NANOSUSPENSÃO DE CURCUMINA .............................................................................. 56
RESUMO ................................................................................................................ 57
ABSTRACT ............................................................................................................ 58
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................... 59
2 MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................... 60
2.1 Preparação dos filmes ..................................................................................... 60
2.2 Espessura e gramatura .................................................................................... 61
2.3 Cor e opacidade .............................................................................................. 61
2.4 Propriedades mecânicas .................................................................................. 62
11
2.5 Permeabilidade ao gás carbônico .................................................................... 63
2.6 Migração da curcumina para óleo de soja ...................................................... 63
2.7 Análise estatística ........................................................................................... 64
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................ 64
3.1 Propriedades mecânicas .................................................................................. 64
3.2 Permeabilidade ao CO2 ................................................................................... 66
3.3 Cor e Opacidade ............................................................................................. 68
3.4 Migração da curcumina em óleo de soja ........................................................ 69
4 CONCLUSÃO ..................................................................................................... 72
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................. 73
12
LISTA DE TABELAS
CAPÍTULO 3: AVALIAÇÃO DA SOLUBILIDADE E DA ATIVIDADE
ANTIOXIDANTE DE NANOSUSPENSÃO DE CURCUMINA
Tabela 3.1: Solubilidade das preparações de curcumina em água e em etanol ....................... 50
Tabela 3.2: Cromatografia em camada delgada das preparações de curcumina (CCD) ......... 51
Tabela 3.3: Atividade antioxidante (EC50 expresso em g de amostra / g de DPPH) ............... 52
CAPÍTULO 4: FILME DE ACETATO DE CELULOSE INCORPORADO COM
NANOSUSPESÃO DE CURCUMINA
Tabela 4.1: Testes de tração dos filmes ................................................................................... 65
Tabela 4.2: Testes de permeabilidade dos filmes ao CO2 ....................................................... 67
Tabela 4.3: Análise de cor e opacidade dos filmes ................................................................. 68
Tabela 4.4: Parâmetros da Equação 3 obtidos para os diferentes tratamentos dos filmes de
acetato de celulose incorporados com curcumina ................................................. 70
13
LISTA DE FIGURAS
CAPÍTULO 1: INTRODUÇÃO GERAL E REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Figura 1.1. Principais curcuminoides. Fonte: Li et al. (2011). ................................................ 18
Figura 1.2. Tipos de nanoformulações de curcumina desenvolvidas nos últimos dez anos.
Fonte: Yallapu et al. (2012). .................................................................................. 20
Figura 1.3. Representação esquemática de um tensoativo. Fonte: Rossi et al. (2006). ........... 21
Figura 1.4. Estrutura molecular do tween 80. Fonte: Sigma-Aldrich (2013a). ....................... 21
Figura 1.5. Monômero do acetato de celulose. Fonte: Sigma-Aldrich (2013b). ..................... 23
Figura 1.6. Máquina Universal de Ensaios Instron, modelo 3367 acoplado ao computador. . 26
Figura 1.7. Sistema de tração da Máquina Universal de Ensaios Instron................................26
CAPÍTULO 2: ESTUDO DA SOLUBILIDADE DA CURCUMINA EM SOLVENTES
ALIMENTÍCIOS
Figura 2.1. Curva padrão de curcumina, onde “y” é a equação da reta. .................................. 37
Figura 2.2. Concentração de curcumina solubilizada em misturas de água com glicerol ou
água com etanol (mg.L-1
). ...................................................................................... 38
CAPÍTULO 3: AVALIAÇÃO DA SOLUBILIDADE E DA ATIVIDADE
ANTIOXIDANTE DE NANOSUSPENSÃO DE CURCUMINA
Figura 3.1. Sequência de preparação da nanosuspensão..........................................................46
Figura 3.2. Distribuição do tamanho das partículas de curcumina. Gerada pelo Zeta
sizer........................................................................................................................48
Figura 3.3. Soluções saturadas de mistura simples (MS) e nanosuspensão (NS) em água
destilada pH 5,8. .................................................................................................... 50
CAPÍTULO 4: FILME DE ACETATO DE CELULOSE INCORPORADO COM
NANOSUSPESÃO DE CURCUMINA
Figura 4.1. Representação gráfica da análise de tração dos filmes MS, NS e controle
(tensionamento e elongação até o rompimento).....................................................65
Figura 4.2. Filmes de acetato de celulose sobre fundo listrado...............................................68
Figura 4.3. Teste de migração da curcumina em percentual....................................................69
Figura 4.4. Teste de migração da CP em (mg.L-1
.min-1
).........................................................71
14
Figura 4.5. Teste de migração da MS em (mg.L-1
.min-1
)........................................................71
Figura 4.5. Teste de migração da NS em (mg.L-1
.min-1
). .......................................................71
15
CAPÍTULO 1: INTRODUÇÃO GERAL E REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
16
1 INTRODUÇÃO GERAL
Desde meados da década de 90, a Escola de Agronomia da UFG trabalha junto aos
produtores de açafrão (cúrcuma) de Mara Rosa - GO. As pesquisas identificaram soluções nas
áreas da produção, industrialização e gestão, resultando na criação da Cooperativa dos
Produtores de Açafrão de Mara Rosa - Cooperaçafrão. Como ação complementar, elaborou-se
um projeto de extensão (Processamento da cadeia produtiva do açafrão) que teve início no
primeiro semestre de 2005. Trata-se de ações de fortalecimento da dinâmica gerencial
específica da cooperativa como principal estratégia de mudança esperando-se romper o
círculo vicioso predominante na cadeia produtiva; produzir com maior potencial comercial;
promover comportamento produtivo e organizacional profissionalizado e reforçar a
mobilização da comunidade empresarial (BARTHOLO; MOURA; ALMEIDA, 2004). A
curcumina é um composto amarelo-laranja obtido a partir do rizoma da cúrcuma, que é
amplamente usada como corante e tempero na culinária. Este composto demonstrou possuir
diversas atividades farmacológicas (CHATTOPADHYAY; BISWAS; BANDYOPADHYAY,
2004). É um potente agente bioativo e antioxidante natural. Uma desvantagem é a baixa
solubilidade em água que dificulta sua aplicação e a baixa biodisponibilidade. Segundo
Bhawana et al. (2011), a nanocurcumina mostrou-se mais solúvel que a curcumina, e a
dispersão aquosa apresentou maior efeito antimicrobiano. Agentes tensoativos também
podem ser usados para aumentar a solubilidade das substâncias e evitar a agregação de
partículas. Compostos antioxidantes e antimicrobianos podem ser incorporados em
embalagens ativas. Os sistemas alimentares com embalagem ativa são baseados em materiais
onde alguns aditivos com propriedades antideteriorantes podem ser adicionados à matriz do
polímero com o objetivo de prolongar o prazo de validade dos alimentos e aumentar a
segurança do consumidor (DEL NOBILE et al., 2009). As relações de estrutura e
propriedades dos polímeros têm sido extensivamente estudadas. As propriedades físicas de
misturas estão diretamente relacionadas com a miscibilidade dos componentes e as
características morfológicas resultantes (WU; LI; WU, 2005), com isso o material produzido
precisa ser caracterizado. Objetivou-se com esse trabalho melhorar a solubilidade da
curcumina, verificar a atividade antioxidante, produzir um filme ativo de acetato de celulose
adicionado de nanosuspensão de curcumina, avaliar suas características físicas e a migração
do componente ativo.
17
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Cúrcuma e curcumina
A cúrcuma (Curcuma longa L.) conhecida também no Brasil como açafrão ou falso
açafrão, é o rizoma de uma planta herbácea perene da família do gengibre. É nativa do sul
tropical da Ásia, mas é amplamente cultivada nas regiões tropicais e subtropicais do mundo.
O pó amarelo-laranja é preparado a partir de rizomas cozidos e secos da planta. Tem sido
comumente usado como tempero e na medicina, particularmente na Ásia. A Índia é o maior
produtor, com mais de 90 % da produção mundial. É a espécie de cúrcuma mais investigada
quimicamente. Pelo menos 235 compostos fenólicos, principalmente compostos terpenoides
foram identificados, incluindo curcuminoides, diarilpentanoides, monoterpenos,
sesquiterpenos, diterpenos, triterpenos, alcaloides e esteróis. A cúrcuma pode conter de 3 a 15
% de curcuminoides e de 1,5 a 5 % de óleos essenciais (LI et al., 2011). O cultivo da cúrcuma
ganha mercado mundial como solução para a substituição de corantes sintéticos, além de ser
utilizado também pelas suas propriedades medicinais e farmacológicas (SCARTEZZINI;
SPERONI, 2000).
Os curcuminoides na cúrcuma são acumulados principalmente nos rizomas. A
curcumina é obtida por extração com solvente a partir de rizomas de cúrcuma e a purificação
do extrato é feita por cristalização. Os solventes adequados incluem dióxido de carbono,
acetona, etanol, acetato de etila, hexano, metanol e isopropanol. A composição química do
produto é muitas vezes a mistura de curcumina e sua desmetoxi e bis-desmetoxicurcumina
derivadas do açafrão em proporções variáveis. As três principais substâncias (Figura 1.1)
podem representar 90% do total de curcuminoides. A curcumina é um pó de cor amarelada a
vermelho alaranjada, cristalino de fórmula molecular C21H20O6 e peso molecular de 368,38
g.mol-1
. Também é praticamente insolúvel em água (LI et al., 2011).
18
Figura 1.1. Principais curcuminoides: 1) curcumina; 2) desmetoxicurcumina; 3) 1 -
(4-hidroxi-3-metoxifenil) -7 - (3, 4-di-hidroxifenil) -1, 6-heptadieno-3, 5-
diona; 4) 1 - (4-hidroxifenil) -7 - (3, 4-di-hidroxifenil) -1, 6-heptadieno-3,
5-diona; 5) bisdesmetoxicurcumina. Fonte: Li et al. (2011).
A atividade antioxidante da curcumina, desmetoxicurcumina e
bisdesmetoxicurcumina, têm sido estudadas com modelos in vitro. Os resultados do estudo
demonstraram que a desmetoxicurcumina e a bisdesmetoxicurcumina também são bons
antioxidantes, juntamente com a curcumina. Pode-se sugerir que estes três compostos podem
ser utilizados em sistemas de alimentos para aumentar a vida de prateleira
(JAYAPRAKASHA; RAO; SAKARIAH, 2006). A curcumina apresentou atividade
antioxidante eficaz em diferentes ensaios in vitro quando em comparação com os compostos
antioxidantes convencionais. Pode ser usada para minimizar ou prevenir oxidação lipídica de
produtos farmacêuticos, retardando a formação de produtos de oxidação tóxicos, mantendo a
qualidade nutricional e prolongando a vida de prateleira (AK; GÜÇIN, 2008).
A falta de compostos antifúngicos com poucos efeitos colaterais reforça a importância
de estudar os produtos naturais para esta finalidade. A curcumina foi um antifúngico mais
potente do que o fluconazol contra P. brasiliensis e inibiu a adesão de Candida em pacientes
com AIDS (MARTINS et al., 2009). A curcumina pode ser usada com outras substâncias
produzindo efeito sinérgico. A curcumina sozinha inibiu o crescimento de Candida albicans,
enquanto o ácido ascórbico sozinho não apresentou efeito. No entanto, quando a mistura de
ácido ascórbico e curcumina foi testada a concentração inibitória mínima diminuiu de 5 a 10
vezes. Nos ensaios de antioxidantes, as atividades do ácido ascórbico e da curcumina
separados foram menores que a atividade da mistura dos dois compostos (KHALIL et al.,
2012).
19
2.2 Nanopartículas
O prefixo “nano” pode ser relacionado a uma escala de medida onde um nanômetro
representa um bilionésimo do metro (10-9
m) ou um milionésimo do milímetro (10-6
mm). As
nanopartículas podem fornecer várias propriedades para os materiais de embalagem de
alimentos, tais como antimicrobianos, propriedades antioxidantes, capacidade de inativação
enzimática, indicação do grau de exposição a alguma substância ou degradação. Assim, os
nanocompostos não só podem proteger os alimentos contra fatores ambientais, mas também
incorporar propriedades ao material de embalagem de modo a aumentar efetivamente a
estabilidade dos alimentos ou indicar a sua eventual inadequação ao consumo (AZEREDO,
2009).
As propriedades e segurança dos materiais na sua forma macro são geralmente bem
conhecidas, em contrapartida, em escala nano, frequentemente exibem propriedades
diferentes daquelas encontradas em macroescala. Existem dados científicos limitados sobre a
migração da maioria dos tipos de nanopartículas a partir do material de embalagem em
alimentos, bem como dos seus eventuais efeitos toxicológicos. É razoável supor que a
migração ocorra, daí a necessidade de informações precisas (AZEREDO, 2009).
Algumas técnicas utilizadas para produzir nanopartículas são à base de solventes, e
incluem processos de emulsificação e solvente de evaporação, di-emulsificação, métodos de
fusão e precipitação. Estes métodos geralmente requerem a adição de agentes tensoativos para
evitar a coalescência das partículas durante a sua formação. Bhawana et al. (2011) usaram
uma técnica úmida para reduzir o tamanho das partículas de curcumina sem usar agentes
tensoativos. Relataram que a nanocurcumina preparada por este método apresentou boa
estabilidade química e física, podendo ser armazenada em pó à temperatura ambiente. Um dos
métodos utilizados por esses autores para determinação do tamanho das partículas foi a
dispersão dinâmica de luz em um Malvern Zetasizer série S90. A amostra foi preparada
tomando-se 1 mg do pó de nanocurcumina liofilizada em 10 mL de água destilada. Os estudos
indicaram que a eficiência antimicrobiana da curcumina foi significativamente melhorada
sobre a forma de nanopartículas.
Yallapu et al. (2012) discutiram o desenvolvimento de nanopartículas, nanogéis,
nanosuspensões e complexos de curcumina (Figura 1.2) com objetivo de aumentar sua
solubilidade e absorção celular. Esses autores sugerem que as formulações à base de
nanopartículas de curcumina apresentam potencial na terapêutica contra o câncer.
20
Figura 1.2. Tipos de nanoformulações de curcumina desenvolvidas nos últimos dez
anos. Fonte: Yallapu et al. (2012).
2.3 Solubilidade
Uma substância muitas vezes dissolve limitadamente outra. A quantidade máxima de
substância dissolvida em equilíbrio é a solubilidade da substância no solvente (saturação). A
solubilidade se explica pela tendência natural à desordem e pela tendência ao favorecimento
das forças mais intensas entre as substâncias (soluto e solvente). A dissolução de uma
substância molecular em outra está limitada quando as forças moleculares favorecem o estado
das substâncias separadas. Substâncias semelhantes são solúveis entre si. Solventes polares
tendem a solubilizar substâncias polares e solventes apolares tendem a solubilizar substâncias
apolares. Outras interações como as ligações de hidrogênio e forças de Van der Waals são
também muito importantes. Quando duas substâncias têm tipos semelhantes de forças
intermoleculares, tendem a se solubilizar (EBBING, 1996). Os tensoativos (Figura 1.3) são
moléculas que possuem, na sua estrutura, duas regiões de polaridades opostas: uma polar
(hidrofílica) e outra apolar (hidrofóbica). A presença destas duas regiões distintas em uma
mesma molécula possibilita adsorções nas interfaces ar-água, óleo-água ou sólido-água. A
região hidrofílica é constituída por grupos polares de caráter iônico ou não-iônico ligados a
uma ou mais cadeias alquílicas (região hidrofóbica), onde o número de carbonos varia entre
Polímero
conjugado
Polímero
nanopartículas
Nanopartícula
sólida
Nanopartícula
lipídica
Micela
polimérica
Auto-montagem Nanogel Nanopartícula
magnética
21
oito a dezoito átomos. De acordo com suas características peculiares, os tensoativos atuam
como detergentes, agentes emulsificantes, dispersantes ou solubilizantes (ROSSI et al., 2006).
Figura 1.3. Representação esquemática de um tensoativo. Fonte: Rossi et al. (2006).
O monooleato de sorbitan etoxilado 80, também conhecido como polissorbato 80 ou
tween 80 (Figura 1.4), é um tensoativo não-iônico que foi usado como agente dispersante por
vários autores que trabalharam com nanopartículas (KAKKAR et al., 2011; LIN et al., 2009;
BIHARI et al., 2008). Seu uso é permitido na indústria alimentícia e farmacêutica. Está
inscrito no Sistema Internacional de Numeração de Aditivos Alimentares sob o número INS
433 (CODEX ALIMENTARIUS, 2013).
Figura 1.4. Estrutura molecular do tween 80. Fonte: Sigma-Aldrich (2013a).
Uma das propriedades fundamentais dos tensoativos é a propriedade de adsorção nas
interfaces (limite entre duas fases imiscíveis) ou superfícies de um dado sistema. As
propriedades físico-químicas de tensoativos, na sua grande maioria, não variam
significativamente, mesmo em baixas concentrações. No entanto, para uma dada concentração
específica de tensoativo, conhecida como Concentração Micelar Crítica (CMC), ocorre uma
mudança brusca nestas propriedades. Abaixo da CMC as moléculas de tensoativo estão
presentes na forma de monômeros dispersos e acima estão presentes na forma de agregados
(micelas). Este processo de formação é conhecido como micelização (ROSSI et al., 2006). A
adição de moléculas de surfactantes, como o tween 80, forma micelas com uma concentração
Soma de w + x + y + z = 20
22
micelar crítica e poderia fornecer a influência necessária para estabilizar moléculas de
curcumina em água (YALLAPU; JAGGI; CHAUHAN, 2012).
2.4 Embalagens ativas
Diversos sistemas de embalagem vêm sendo desenvolvidos com o objetivo de
interagir de forma desejável com o produto. Esses sistemas são conhecidos como embalagens
ativas e inteligentes. Nesses sistemas, ocorre uma interação embalagem-alimento, em que as
atribuições da embalagem vão além das funções de barreira contra o ambiente externo ao
produto (SOARES, 1998).
O desenvolvimento das embalagens ativas tem como objetivo estender a vida de
prateleira e melhorar a segurança e as propriedades sensoriais, enquanto mantém a qualidade
do alimento, através de uma interação desejável entre a embalagem e o alimento (SILVEIRA,
2005). As embalagens ativas podem reduzir a contaminação dos alimentos desde o início da
cadeia de produção e, consequentemente, reduzir as perdas e aumentar a segurança alimentar
(PINTO et al., 2008).
Filmes ativos são desenvolvimentos inovadores com grande potencialidade de
aplicação na área de alimentos para desenvolvimento de embalagens ativas e um novo nicho
no mercado alimentício, como o uso de filmes ativos incorporados com antideteriorantes
(MORAES et al., 2007). Embalagens ativas agem liberando o composto ativo no alimento.
Órgãos nacionais e internacionais visam estabelecer com precisão a quantidade de aditivos em
produtos do gênero alimentício, estabelecendo condições de uso a fim de garantir a segurança
alimentar e o controle para a população (GUARINO et al., 2011).
2.4.1 Filmes de acetato de celulose
O acetato de celulose (Figura 1.5) é um dos mais importantes derivados da celulose,
sendo produzido a partir da acetilação do biopolímero em presença de anidrido acético, ácido
acético glacial e ácido sulfúrico (CERQUEIRA; FILHO; MEIRELES, 2007). É um dos
derivados da celulose com maior importância comercial devido ser um polímero neutro, ter a
capacidade de formação de filmes transparentes e ter um baixo custo. Pode ser usado em
23
processos de separação por membranas, tais como hemodiálise, nanofiltração e osmose
inversa, matrizes para liberação controlada de fármacos, sensores e proteção de filmes
ópticos, separação de gases e preparação de filmes (CERQUEIRA et al., 2010). Filmes ativos
de acetato de celulose podem ser produzidos pelo método “casting” (SOARES, 1998).
Figura 1.5. Monômero do acetato de celulose. Fonte: Sigma-Aldrich (2013b).
Geralmente são realizadas análises mecânicas em embalagens ativas, como testes de
tração, elasticidade e alongamento (GÓMEZ-ESTACA et al., 2009), visando verificar a sua
resistência, flexibilidade e elasticidade no manejo e eficiência na proteção do alimento. A
gramatura de filmes é determinada pelo peso de uma determinada área do material, e está
diretamente relacionada à resistência mecânica dos filmes, sendo que maiores gramaturas
oferecem maiores resistências mecânicas. A espessura dos filmes é a distância entre as duas
superfícies principais do material. Conhecendo-se a espessura é possível obter informações
sobre a resistência mecânica e as propriedades de barreira aos gases e ao vapor d’água do
material (OLIVEIRA et al., 1996).
2.4.1.1. Cor e opacidade
A cor é definida por três características: a matiz ou tonalidade, o brilho ou
luminosidade e a saturação ou croma. A matiz é a cor definida pelo comprimento de onda. O
brilho é a luminosidade da cor referente à proximidade do branco ou preto. A croma é
definida como grau de pureza da cor (GUIMARÃES, 2004). A opacidade está relacionada
com a passagem de luz através do material. Quanto mais luz for absorvida (ou menos
transmitida) pelo filme maior será a opacidade, que pode ser expressa em percentual. Em uma
embalagem, quanto menor a opacidade, mais luz pode passar pelo filme incidindo no produto
embalado podendo acelerar reações como a de oxidação por exemplo. Porém, quanto menos
o
u
24
opaco (mais transparente) mais fácil será a visualização do produto embalado pelo
consumidor (OLIVEIRA et al., 1996).
O modelo de cor CIELAB foi criado pela CIE (Comissão Internacional de
Iluminantes) para melhorar a uniformidade de representação das cores percebidas pelo
sistema visual humano. O L* representa o valor de luminosidade da cor, enquanto que a*
pode variar do verde para o vermelho e b* do amarelo para o azul (LEÃO, 2005). As pessoas
sempre utilizaram os olhos para determinar a diferença entre as cores de algum material ou
objeto. Com o desenvolvimento de técnicas de medição óptica e os vários padrões definidos
pela CIE, os olhos foram substituídos por aparelhos e funções matemáticas para calcularem as
cores e suas diferenças (SCHANDA, 2007).
2.4.1.2. Propriedades mecânicas de filmes
Propriedades mecânicas são determinadas por testes padronizados de tração e são úteis
para propósitos de controle de qualidade e especificações. Valores de tensão, módulo de
elasticidade e elongação servem de base para comparação do desempenho mecânico entre
polímeros e para avaliação dos efeitos decorrentes de modificações, como adição de aditivos,
plastificantes e nanopartículas (SEBASTIÃO, 2003).
Conforme Garcia; Spin; Santos (2000) e Sebastião (2003), os principais parâmetros
mecânicos medidos através de ensaios de tração são descritos a seguir:
- Tensão de tração (σ) (Equação 1): é o quociente entre a carga ou a força de tração (F)
e a área da secção transversal inicial do corpo de prova (A0). Deve ser expressa em MPa
(megapascal).
σ = F/A0 (Equação 1)
- Tensão máxima ou limite de resistência à tração: é a tensão correspondente ao ponto
de máxima carga atingida durante o ensaio. Quando a tensão máxima ocorre no escoamento, a
resistência à tração é chamada de resistência à tração no escoamento. Quando a tensão
máxima ocorre na ruptura, é chamada de resistência à tração na ruptura.
- Tensão de ruptura ou limite de ruptura: é a última tensão suportada pelo material
antes da fratura.
25
- Elongação ou alongamento específico (ε) (Equação 2): é o quociente do alongamento
(l) pelo comprimento inicial (l0) do corpo de prova. É geralmente expressa em percentual
(%).
ε = l/l0 = (lf – l0)/l0 (Equação 2)
- Módulo de elasticidade ou módulo de Young (E) (Equação 3): é determinado pelo
quociente da tensão pela deformação na região linear (elástica) do diagrama tensão-
deformação. O módulo de Young fornece uma indicação da rigidez do material e depende
fundamentalmente das forças interatômicas, a inclinação no gráfico de tensão-deformação
indica que, para manter a separação elástica entre os átomos do sistema, é necessária uma
força que aumenta proporcionalmente com a distância de separação. É expressa em termos de
força por unidade de área (MPa).
E = σ/ε (Equação 3)
Quando uma amostra de material submetido a uma força sofre uma deformação e,
após a retirada da força aplicada, recupera suas dimensões originais, esta deformação é
chamada deformação elástica, que descreve uma relação linear entre tensão e deformação.
Quando a tensão provoca grandes deslocamentos irreversíveis, a deformação é dita plástica.
Para os polímeros são típicos três comportamentos para a relação tensão-deformação:
comportamento mecânico de um polímero frágil, comportamento mecânico de um polímero
plástico e comportamento mecânico de um polímero altamente elástico, em ensaios de tração
uniaxial (CALLISTER, 2000; GARCIA; SPIN; SANTOS, 2000).
Os ensaios de tração são executados em um aparelho chamado “Máquina Universal de
Ensaios” (Figura 1.6), que consiste de um arranjo constituído por duas travessas (uma fixa e
outra móvel), uma célula de carga, um mecanismo de direcionamento, acessórios de afixação
dos corpos de prova (garras) e extensômetros (Figura 1.7). As máquinas são acopladas a um
computador provido de software para programação, aquisição e tratamento dos dados
(SEBASTIÃO, 2003).
26
Figura 1.6. Máquina Universal de Ensaios Instron, modelo 3367 acoplado ao
computador.
Figura 1.7. Sistema de tração da Máquina Universal de Ensaios Instron.
27
2.4.1.3. Permeabilidade ao dióxido de carbono (CO2)
O dióxido de carbono pode ser usado em embalagens com atmosfera modificada
reduzindo o contato do alimento com o oxigênio, reduzindo a atividade antimicrobiana, a
oxidação e prolongando a vida útil de produtos alimentícios (TEODORO; ANDRADE;
MANO, 2007; CALEGARO; PEZZI; BENDER, 2002). A permeabilidade ao CO2 depende de
fatores como: tipo de polímero usado na fabricação dos filmes e tipo e quantidade de aditivos
adicionados ao filme (PINHEIRO, et al., 2010). O aumento da espessura dos filmes diminui a
taxa de permeabilidade ao CO2. A estrutura morfológica dos filmes e a sua porosidade são
elementos que também exercem influência na permeação através da membrana (MOUSAVI,
et al., 2010).
3 OBJETIVOS
3.1 Objetivo Geral
Objetivou-se com esse trabalho aumentar a solubilidade da curcumina, avaliar a
atividade antioxidante e produzir um filme ativo de acetato de celulose adicionado de
nanosuspensão de curcumina, avaliar suas características físicas e migração do componente
ativo.
3.2 Objetivos Específicos
Preparar uma nanosuspensão de curcumina;
Analisar o tamanho médio das nanopartículas em suspensão;
Comparar a nanosuspensão de curcumina com uma mistura simples de curcumina por
cromatografia em camada delgada;
Testar a solubilidade da curcumina, de uma mistura simples de curcumina e da
nanosuspensão de curcumina;
Checar a atividade antioxidante;
Preparar filmes de acetato de celulose com nanosuspensão de curcumina;
28
Avaliar as propriedades mecânicas dos filmes;
Avaliar as propriedades ópticas (cor e opacidade) dos filmes;
Avaliar a permeabilidade dos filmes ao CO2;
Avaliar a migração de curcumina do filme para óleo de soja.
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32
CAPÍTULO 2: ESTUDO DA SOLUBILIDADE DA CURCUMINA EM
SOLVENTES ALIMENTÍCIOS
33
RESUMO
A curcumina é extraída de rizomas de açafrão (Curcuma longa L), usada como
condimento, corante natural e tem demonstrado atividades farmacológicas. A curcumina é
agente bioativo e antioxidante, mas é praticamente insolúvel em água, tendo baixa
biodisponibilidade. O objetivo desse trabalho foi avaliar a solubilidade da curcumina em
água, etanol, glicerol e em misturas com etanol ou glicerol em água. Para as análises de
solubilidade a curcumina em excesso foi adicionada nos solventes, homogeneizada, filtrada e
em seguida foram determinadas as concentrações. Nos testes realizados a curcumina
apresentou maior solubilidade em glicerol e etanol do que em água e maior solubilidade em
etanol do que em glicerol. As interações intermoleculares da curcumina com etanol e água e
com glicerol e água proporcionaram aumento significativo da solubilidade da curcumina nas
misturas de solventes, quando comparados com a água pura. Sugere-se que soluções saturadas
de curcumina em glicerol ou em etanol podem ser adicionadas em alimentos ou
medicamentos de base aquosa de modo a aumentar a concentração de curcumina solubilizada
no meio.
Palavras-chave: curcumina; solventes; solubilidade
34
ABSTRACT
Having presented pharmacological activities, curcumin is extracted from saffron
rhizomes (Curcuma longa L) and used as condiment, natural coloring. Curcumin is a
bioactive agent and an antioxidant but it is practically water-insoluble, presenting thus low
bioavailability. The objective of this study was to assess the curcumin solubility in water,
ethanol, glycerol and mixtures with ethanol or glycerol in water. For the solubility analyses,
the excess curcumin was added in the solvents, homogenized, filtered subsequently having the
concentrations established. The tests conducted presented curcumin with higher solubility in
glycerol and ethanol than in water and higher solubility in ethanol than in glycerol. The
intermolecular interactions of curcumin with ethanol and water and with glycerol and water
provided meaningful increase in curcumin solubility in the mixtures of solvents compared
with pure water. Curcumin saturated solutions in glycerol or in ethanol are suggested to be
added in water-based food or medicines to increase the concentration of solubilized curcumin.
Key words: curcumin; solvents; solubility
35
1 INTRODUÇÃO
O cultivo do açafrão ou cúrcuma (Curcuma longa L) ganha mercado mundial como
solução para a substituição de corantes sintéticos, além de ser utilizado também como
condimento e pelas suas propriedades medicinais (SCARTEZZINI; SPERONI, 2000). A
curcumina, extraída dos rizomas da cúrcuma, é o composto amarelo-laranja responsável pela
cor e que também tem ativide farmacológica (CHATTOPADHYAY; BISWAS;
BANDYOPADHYAY, 2004). A composição química da curcumina comercializada é muitas
vezes a mistura de 3 principais curcuminoides (curcumina, desmetoxi e bis-
desmetoxicurcumina) derivados do açafrão em proporções variáveis (LI et al., 2011). A
fórmula molecular da curcumina é C21H20O6, com peso molecular de 368,38 g.mol-1
. Na
estrutura química da curcumina, a substituição de uma metoxila por um átomo de hidrogênio
dá origem a desmetoxicurcumina, e a substituição das duas metoxilas dá origem a bis-
desmetoxicurcumina.
A curcumina é um potente agente bioativo e antioxidante natural, mas é praticamente
insolúvel em água e tem baixa biodisponibilidade (MODASIYA; PATEL, 2012;
KAEWNOPPARAT et al., 2009). Uma substância muitas vezes dissolve limitadamente outra.
A quantidade máxima de substância dissolvida em equilíbrio é a solubilidade da substância no
solvente (saturação). A solubilidade se explica pela tendência natural à desordem e pela
tendência ao favorecimento das forças mais intensas entre as substâncias (soluto e solvente).
A dissolução de uma substância molecular em outra está limitada quando as forças
moleculares favorecem o estado das substâncias separadas. Substâncias semelhantes são
solúveis entre si. Substâncias polares tendem a solubilizar polares e apolares tendem a
solubilizar apolares. Interações como as ligações de hidrogênio e forças de Van der Waals são
também muito importantes. Quando duas substâncias têm tipos semelhantes de forças
intermoleculares, tendem a se solubilizar (EBBING, 1996). Para o uso da curcumina, em
produtos e processos na indústria de alimentos ou farmacêutica, é importante conhecer e
aumentar a sua solubilidade em solventes que possam ser aplicados nos produtos sem oferecer
risco à saúde do consumidor. O objetivo desse trabalho foi avaliar a solubilidade da
curcumina em água, etanol e glicerol e o aumento da solubilidade em água através de misturas
com etanol ou glicerol.
36
2 MATERIAL E MÉTODOS
As análises de solubilidade foram realizadas em sala climatizada a 25 °C. A
solubilidade foi testada em 3 solventes: água deionizada (pH 5,8), etanol P.A. (99,5 %),
glicerol P.A. (99,8 %) e em misturas de água com 2,5%, 5,0% e 10,0% de etanol ou de
glicerol. A curcumina padrão (Sigma Aldrich, Referência C1386 - 65% Curcumina e 35%
outros curcuminoides) foi adicionada em quantidade suficiente para que o seu teor estivesse
em excesso no solvente, extrapolando-se o ponto de saturação. Os ensaios foram preparados
em tubos de vidro com tampa de rosca cobertos com papel alumínio para evitar a exposição à
luz. Após a junção da curcumina com o solvente, a homogeneização foi feita em
homogeneizador vibratório (Biomixer Vortex, modelo QL-901) durante 2 a 3 minutos e em
seguida os tubos foram colocados em homogeneizador rotativo (Phoenix, modelo AP32,
Araraquara) por 24 horas. Após a homogeneização, as amostras foram filtradas em papel de
filtro (Unifil faixa azul C42, porosidade 2,0 micrômetros) à pressão atmosférica
(MODASIYA; PATEL, 2012). As misturas com glicerol puro foram filtradas em filtro para
seringa (Millipore, membrana porosa 0,22 micrômetros), devido sua alta viscosidade
(KAEWNOPPARAT et al., 2009).
Para determinar as concentrações de curcumina solubilizada, a metodologia utilizada
foi baseada na NBR 1362 de 1996 com modificações na etapa de preparação das amostras e
com a construção de uma curva padrão (absorbância / concentração). As leituras foram feitas
em espectrofotômetro (Biospectro, modelo SP-220, Curitiba). Cada solvente ou mistura de
solventes sem o soluto foi usada como “branco”. As amostras filtradas foram analisadas em
comprimento de onda de 425 nm para quantificar a massa de curcumina solubilizada em cada
tipo de solvente e nas suas misturas.
As amostras foram preparadas com 3 repetições e as leituras em espectrofotômetro
foram feitas em triplicata. A análise de variância e o teste de Tukey (p≤0,05) foram feitos para
avaliar a diferença de solubilização da curcumina nos diferentes tipos e misturas de solventes.
37
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
A curva padrão (Figura 2.1) traçada para a determinação das concentrações de
curcumina solubilizada apresentou um r2
de 0,9992 e a equação da reta foi y = 0,1443x –
0,0317.
Figura 2.1. Curva padrão de curcumina, onde “y” é a equação da reta.
Houve diferença significativa da massa de curcumina solubilizada em água (1,3 mg.L-
1), etanol (8895,9 mg.L
-1) e glicerol (45,6 mg.L
-1) nas comparações entre os solventes puros
(p≤0,05). A curcumina pura exibe uma lenta e baixa taxa de dissolução em água devido à sua
hidrofobicidade, que causa a flutuação do pó na superfície do meio de dissolução reduzindo a
área de contato com o solvente (KAEWNOPPARAT et al., 2009). A curcumina foi 34 vezes
mais solúvel em glicerol do que em água, 6653 vezes mais solúvel em etanol do que em água
e 195 vezes mais solúvel em etanol do que em glicerol. A curcumina é permitida para uso
como aditivo em alimentos e está inscrita no Sistema Internacional de Numeração de Aditivos
Alimentares (CODEX ALIMENTARIUS, 2013) sob o número (INS 100i). Buscou-se,
portanto, avaliar a solubilidade da curcumina em solventes que podem ser usados como
ingredientes em alimentos, como o Glicerol (INS 422), a água e o etanol. Outro fator
importante no estudo usando o glicerol e o etanol é que ambos são solúveis em água. Suas
moléculas interagem tanto com as moléculas de curcumina como com as moléculas da água,
agindo como dispersantes, pois tem uma polaridade intermediária e podem formar ligações de
hidrogênio. Provavelmente a presença de 3 átomos de oxigênio (eletronegativo) na molécula
de glicerol exerce atração intramolecular sobre os átomos de hidrogênio, deixando-os menos
y = 0,1443x - 0,0317
r² = 0,9992
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 1 2 3 4 5 6 7
Ab
sorb
ân
cia
Concentação (mg.L-1)
38
disponíveis para interações intermoleculares. Como esses oxigênios estão distribuídos entre
os 3 átomos de carbono, o momento dipolo do glicerol é menor (0,96 Debye) que o do etanol
(1,69 Debye) que possui 1 átomo de oxigênio em apenas uma extremidade da molécula,
formando um dipolo mais intenso. Na extremidade mais positiva, os átomos de hidrogênio,
provavelmente, estão mais disponíveis para interagir com outras moléculas. As interações
intermoleculares da curcumina com etanol e água, e com glicerol e água, agindo como
dispersantes, proporcionaram um aumento da solubilidade da curcumina nas misturas de
solventes, quando comparado com a água pura (Figura 2.2). A mistura de água com 10% de
glicerol aumentou a solubilidade da curcumina em 72% e a mistura de água com 10% de
etanol aumentou a solubilidade da curcumina em 150%. Por ter um maior caráter dipolar,
provavelmente, a molécula de etanol age melhor como dispersante da curcumina em água do
que o glicerol.
Figura 2.2. Concentração de curcumina solubilizada em misturas de água com
glicerol ou água com etanol (mg.L-1
). Letras diferentes (A, B) representam
diferença significativa (p≤0,05) entre glicerol e etanol. Letras diferentes (a,
b, c) representam diferença significativa (p≤0,05) com o aumento da
concentração do glicerol ou do etanol.
Cretu; Dima; Bahrim, (2011), em estudos com dois grupos de microemulsões com
água, curcumina e óleos vegetais, um em que o etanol foi utilizado como co-agente
Aa Aa Aa
Ab
Aa
Bb Bb
Bc
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
0 2 4 6 8 10 12
Cu
rcu
min
a S
olu
bil
izad
a (
mg.L
-1)
Concentraçao de glicerol ou etanol na solução (%)
Glicerol
Etanol
39
tensoativo, e um outro que foi utilizado glicerol, também observaram que o etanol foi mais
efetivo.
Pelos resultados, sugere-se que soluções saturadas de curcumina em glicerol ou etanol
podem ser adicionadas em alimentos ou medicamentos de base aquosa de modo a aumentar a
concentração de curcumina solubilizada no meio, podendo potencializar sua atividade, quer
seja como corante alimentício ou como agente farmacológico.
4 CONCLUSÃO
A curcumina apresentou maior solubilidade em etanol, seguido do glicerol e depois da
água. A mistura de curcumina saturada em glicerol ou em etanol aumenta significativamente a
solubilidade em água, em comparação com a curcumina pura em água, sendo o etanol mais
efetivo.
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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41
CAPÍTULO 3: AVALIAÇÃO DA SOLUBILIDADE E DA ATIVIDADE
ANTIOXIDANTE DE NANOSUSPENSÃO DE
CURCUMINA
42
RESUMO
A curcumina é um potente agente bioativo e antioxidante natural, mas é praticamente
insolúvel em água e tem baixa biodisponibilidade. Formulações de curcumina
nanoparticulada podem ser desenvolvidas para superar esse obstáculo, podendo melhorar sua
estabilidade. Surfactantes como o tween 80 também podem ser usados para estabilizar
moléculas pouco solúveis, evitando assim a agregação das partículas. Os objetivos desse
trabalho foram preparar uma suspensão com nanopartículas de curcumina em tween 80, testar
a solubilidade da curcumina pura, de uma mistura simples de curcumina com tween 80 e da
nanosuspensão em água e etanol como solventes e avaliar a atividade antioxidante. A
nanosuspensão foi preparada injetando-se uma solução de curcumina em diclorometano a
baixo fluxo em água com tween 80 sobre aquecimento e ultrassom. A análise do tamanho das
partículas foi realizada por dispersão dinâmica de luz e a não degradação da curcumina foi
verificada por cromatografia em camada delgada. As análises da atividade antioxidante foram
feitas pelo método DPPH e a solubilidade das formulações foi testada em água e etanol. O
método utilizado para redução do tamanho das partículas foi eficiente, apresentando diâmetro
hidrodinâmico médio de 118,6 nm. O processo de preparação da nanosuspensão não alterou
as moléculas de curcumina. Suspensões de curcumina em tween 80 aumentam a sua
solubilidade. Sugere-se que as formulações preparadas possam ser usadas em alimentos ou
medicamentos de base aquosa ou alcoólica. A curcumina apresentou boa atividade
antioxidante, porém menor que a do ácido ascórbico. A redução do tamanho das partículas
não aumentou a atividade antioxidante da curcumina.
Palavras-chave: curcumina; nanopartículas; solubilidade; antioxidante
43
ABSTRACT
Curcumin is a powerful bioactive agent and natural antioxidant but it is practically
water-insoluble and presents low bioavailability. Formulations of curcumin nanoparticles can
be developed to overcome this obstacle by improving stability. Surfactants as tween 80 can
also be applied to stabilize molecules presenting low solubility thus preventing particle
aggregation. The objectives of this study were to prepare a suspension with curcumin
nanoparticles in tween 80, to test the solubility of pure curcumin, of a simple mixture of
curcumin and tween 80 and of nanosuspension in water and ethanol as solvents as well as to
assess the antioxidant activity. The nanosuspension was prepared by injecting a solution of
curcumin in dichloromethane with low flow in water added with tween 80 under heating and
ultrasound. The analysis of the particles size was carried out using dynamic light scattering;
curcumin no degradation was verified through thin-layer chromatography. The antioxidant
activity analyses were conducted through the DPPH method and the formulations solubility
tested in water and ethanol. The method applied to decrease the particles size proved efficient
having presented average hydrodynamic diameter of 118.6 nm. The preparation process of
nanosuspension did not alter the curcumin molecules. Curcumin suspensions in tween 80
increase solubility. The formulations prepared are suggested to be used in water or alcohol-
based food and medicines. Curcumin presented good antioxidant activity despite lower than
ascorbic acid.
Key words: curcumin; nanoparticles; solubility; antioxidant
44
1 INTRODUÇÃO
A curcumina, composto amarelo-laranja extraído de rizomas de cúrcuma,
principalmente Curcuma longa L, é obtida por extração com solvente e a purificação do
extrato é feita por cristalização. A composição química do produto comercial é muitas vezes a
mistura de curcuminoides derivados do açafrão em proporções variáveis. A concentração dos
3 principais curcuminoides de diferentes amostras de Curcuma longa L tiveram uma
composição média de 5,69%, sendo 2,86% curcumina, 1,47% desmetoxicurcumina e 1,36%
bidesmetoxicurcumina (LI et al., 2011). A curcumina tem sido muito pesquisada nas áreas
alimentícia e farmacêutica. A atividade antioxidante dos curcuminoides tem sido estudada
com modelos in vitro. Os resultados dos estudos demonstraram que a desmetoxicurcumina e a
bisdesmetoxicurcumina juntamente com a curcumina também são bons antioxidantes. Pode-se
sugerir que estes três compostos podem ser utilizados em sistemas de alimentos para
aumentar sua vida de prateleira (JAYAPRAKASHA; RAO; SAKARIAH, 2006).
Apesar de a curcumina ser um potente agente bioativo e antioxidante natural, é
praticamente insolúvel em água e tem baixa biodisponibilidade (MODASIYA; PATEL,
2012). Formulações de curcumina nanoparticulada podem ser desenvolvidas para superar esse
obstáculo podendo melhorar sua estabilidade (MOHANTY; SAHOO, 2010). A maior
solubilidade em água pode ser atribuída a maior área superficial em contato com o solvente. A
estrutura química da nanocurcumina é a mesma da curcumina. A dispersão aquosa de
nanocurcumina teve mais efeito antimicrobiano que a curcumina (BHAWANA et al., 2011).
Diferentes formulações de nanocurcumina são estudadas, tem potencial tecnológico e podem
melhorar a biodisponibilidade para tratamento de doenças como o câncer (YALLAPU;
JAGGI; CHAUHAN, 2012). A nanotecnologia se tornou multidisciplinar no campo da
ciência aplicada e da tecnologia. A nanotecnologia envolve o estudo das nanopartículas e a
capacidade de trabalhar com materiais em escala nanométrica a fim de compreender, criar,
caracterizar e utilizar materiais com novas propriedades derivadas de suas nanoestruturas
(AZEREDO, 2009). Existem vários métodos para obtenção de nanopartículas. Métodos como
antissolvente de precipitação, injeção a baixo fluxo e métodos de evaporação ou precipitação
de nanosuspensões podem ser usados para redução do tamanho de partículas de curcumina
(KAKRAN et al., 2012). Surfactantes podem ser usados para estabilizar moléculas pouco
solúveis, evitando, assim, a agregação das partículas. O monooleato de sorbitan etoxilado 80,
45
também conhecido como polissorbato 80 ou tween 80 é um surfactante e emulsificante não
iônico que foi usado como agente dispersante por outros autores que trabalharam com
nanopartículas (KAKKAR et al., 2011; LIN et al., 2009; BIHARI et al., 2008). Seu uso é
permitido na indústria alimentícia e farmacêutica. Os objetivos desse trabalho foram preparar
uma suspensão com nanopartículas de curcumina em tween 80 (nanosuspensão), testar a
solubilidade da curcumina pura, de uma mistura simples de curcumina com tween 80 e da
nanosuspensão em água e etanol como solventes, e avaliar a atividade antioxidante.
2 MATERIAL E MÉTODOS
As amostras analisadas constituíram-se de curcumina pura (CP) (Sigma Aldrich, 65%
curcumina, 35% outros curcuminoides), mistura simples com 22,2 % de curcumina em tween
80 (MS) e nanosuspensão com 22,2 % de curcumina em tween 80 (NS).
2.1 Produção da nanosuspensão
Para a obtenção da nanosuspensão (Figura 3.1), 4 mL de solução (0,5% p/v) de
curcumina solubilizada em diclorometano P.A (99,5%) foram injetados em 100 mL de
solução aquosa (0,07% p/v) de tween 80, com o auxílio de uma bomba de infusão (Insight
Equipamentos LTDA, Ribeirão Preto), a uma vazão de 0,2 mL por minuto (BHAWANA et
al., 2011) sob aquecimento (65 ± 5 ºC) em um banho de ultrassom (Digital Ultrasonic
Cleaner, modelo D409X, CTA do Brasil) com frequência de 40 kHz e potência de 400 W.
Realizadas 4 bateladas mantidas sob agitação, os 400 mL obtidos foram concentrados a 40
mL em evaporador rotativo (Quimis, modelo 344B2, Diadema) a 60 ºC sob vácuo (550
mmHg). Em seguida a mistura foi congelada em ultra freezer (Coldlab, modelo CL374-80V,
Piracicaba) a – 80 ºC por 2 horas e liofilizada (Liofilizador Liobras, modelo Liotop LP510,
São Carlos), obtendo-se a nanosuspensão com 22,2 % de nanocurcumina em tween 80. A
nanosuspensão foi mantida em condições de ausência de luz e de umidade.
46
Figura 3.1. Sequência de preparação da nanosuspensão: 1 – Bomba de infusão com
solução de curcumina em diclorometano, 2 – Injeção na água com tween 80
sob aquecimento e ultrasom, 3 – Concentração em evaporador rotativo, 4 –
Material congelado para liofilização, 5 – Material liofilizado
(Nanosuspensão).
2.2 Tamanho das partículas
A análise da dimensão das nanopartículas de curcumina na suspensão foi feita pela
determinação do seu diâmetro hidrodinâmico por dispersão dinâmica de luz com o auxílio do
equipamento Zeta sizer (Malvern Instruments, Zeta sizer nano series Nano-s, Reino Unido),
usando-se as referências de índice de refração e viscosidade da água pura (FENG; SONG;
ZHAI, 2012). Para a análise, 4,5 mg da nanosuspensão foi solubilizada em 10 mL de água
deionizada e centrifugada a 5500 rpm por 20 minutos.
1 2
3 4 5
47
2.3 Cromatografia em camada delgada (CCD)
Para verificar se as moléculas de curcumina sofreram ou não degradação pelo
processamento da nanosuspensão, as amostras foram submetidas a análise de cromatografia
em camada delgada. Foram comparadas a mistura simples (MS) de curcumina em tween 80
(ou amostra controle) e a amostra de nanosuspensão de curcumina (NS). Utilizou-se como
fase móvel metanol em clorofórmio (MODASIYA; PATEL, 2012; BHAWANA et al., 2011)
nas concentrações de 1 % e 20 % de metanol. A fase estacionária constituiu-se de folhas de
alumínio com 0,20 mm de sílica gel 60 com indicador fluorescente UV254 (Macherey Nagel,
Düren, Alemanha).
2.4 Análise de solubilidade
Todo o procedimento foi realizado em sala climatizada a 25 °C. A solubilidade foi
testada em água deionizada e em etanol P.A. (99,5 %). As amostras foram adicionadas em
quantidade suficiente para que o teor de curcumina estivesse em excesso no solvente,
extrapolando-se o ponto de saturação. As amostras foram preparadas em tubos de ensaio com
tampa de rosca que foram cobertos com papel alumínio para evitar exposição à luz. Após a
junção da amostra com o solvente, a homogeneização foi feita em homogeneizador vibratório
(Biomixer Vortex, modelo QL-901) durante 2 a 3 minutos e em seguida os tubos foram
colocados em homogeneizador rotativo (Phoenix, modelo AP32, Araraquara) por 24 horas.
Após a homogeneização as amostras foram filtradas em papel de filtro (Unifil faixa azul C42,
porosidade 2,0 micrômetros) à pressão atmosférica (MODASIYA; PATEL, 2012). Para
determinar as concentrações de curcumina solubilizada, a metodologia utilizada foi a NBR
1362 de 1996 com modificações na etapa de preparação das amostras e com a construção de
uma curva padrão (absorbância / concentração). As leituras foram feitas em espectrofotômetro
(Biospectro, modelo SP-220, Curitiba) e cada solvente sem o soluto foi usado como “branco”.
As amostras filtradas foram analisadas em comprimento de onda de 425 nm e a partir das
concentrações foi possível quantificar a massa de curcumina solubilizada em cada solvente.
48
2.5 Atividade antioxidante
As análises foram feitas seguindo metodologia descrita por Rufino et. al. (2007),
substituindo–se os extratos de frutas por soluções 0,1 mM, 0,2 mM e 0,4 mM de curcumina
ou de ácido L-ascórbico (AA) (parâmetro de comparação) solubilizados em metanol. Três
preparações de curcumina foram analisadas: 1) curcumina pura (CP); 2) mistura simples de
curcumina com tween 80 (MS) e 3) nanosuspensão de curcumina em tween 80 (NS).
2.6 Análise estatística
As preparações das amostras foram feitas com 3 repetições e as análises foram
realizadas em triplicata, seguidas de análise de variância e teste de Tukey (p≤0,05).
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 Redução do tamanho das partículas
Nas análises realizadas o raio hidrodinâmico médio das partículas foi de 118,6 nm. Na
Figura 3.2 pode-se observar um dos gráficos de distribuição de partículas das análises
realizadas no Zeta sizer onde 92,2 % das partículas apresentam diâmetro médio de 102,1 nm.
Figura 3.2. Distribuição do tamanho das partículas de curcumina. Gerada pelo Zeta sizer.
49
Conforme também descrito por Kaewnopparat et al. (2009), a curcumina pura não
nanoparticulada exibe uma lenta e baixa taxa de dissolução em água devido à sua
hidrofobicidade, que causa a flutuação do pó na superfície do meio de dissolução, reduzindo a
área de contato com o solvente. Ao injetar-se lentamente a curcumina solubilizada em
diclorometano no meio aquoso sobre aquecimento (65 ± 5 ºC) e ultrassom, a mesma se
dispersa, ao mesmo tempo em que o diclorometano (ponto de ebulição de 39,8 ºC) é
rapidamente volatilizado. Bhawana et al. (2011), usando injeções menores de solução de
curcumina e produzindo bateladas também menores relataram que conseguiram boa
estabilidade das nanopartículas de curcumina sem a adição de surfactantes. No presente
trabalho foram usadas bateladas mais volumosas. Para evitar a coalescência das
nanopartículas de curcumina usou-se tween 80 na água destilada que recebeu a injeção de
solução de curcumina. Após a concentração do material obteve-se a nanosuspensão com
nanopartículas de curcumina em tween 80.
Provavelmente durante a concentração, a agregação das moléculas de surfactante vai
formando micelas com uma concentração micelar crítica que poderia fornecer a influência
necessária para estabilizar as moléculas de curcumina (YALLAPU; JAGGI; CHAUHAN,
2012). Com a retirada da água as partículas ficariam suspensas no tween 80. Quando
necessário, a nanosuspensão poderia ser solubilizada novamente no solvente desejado.
3.2 Avaliação da solubilidade
Foram testadas as solubilidades da curcumina pura (CP), de uma mistura simples com
22,2% de curcumina em tween 80 (MS) e da nanosuspensão contendo 22,2% de curcumina
em tween 80 (NS). Diferenças significativas foram encontradas, e os resultados podem ser
observados na Tabela 3.1.
50
Tabela 3.1: Solubilidade das preparações de curcumina em água e em etanol
Solvente Preparação Curcumina solubilizada (mg.L-1
)
Água destilada CP 1,3 a
Água destilada MS 289,4 b
Água destilada NS 2594,4 c
Etanol 99,5% CP 8895,9 d
Etanol 99,5% MS 8481,1 d
Etanol 99,5% NS 18634,1 e
CP – Curcumina Pura, MS – Mistura Simples, NS – Nanosuspensão. Letras diferentes
(a, b, c, d, e) representam diferença significativa (p≤0,05).
Em água, a solubilidade da curcumina na MS foi 216 vezes maior que da CP. A
solubilidade da curcumina em NS foi 1936 vezes maior que da CP e 9 vezes maior que da
MS. Esses resultados demonstram o grande potencial do uso de suspensões de tween 80,
como agente dispersante de curcumina em formulações de meio aquoso, quer seja na forma de
nanosuspensões (processo mais eficiente que demandaria maior custo), quer seja na forma de
mistura simples (processo menos eficiente de menor custo).
Na Figura 3.3, pode-se observar a imagem das soluções saturadas de MS e NS em
água. A diferença de coloração se deve à diferença de concentração de curcumina
solubilizada. Ambas as soluções foram preparadas com pH 5,8.
Figura 3.3. Soluções saturadas de mistura simples (MS) e nanosuspensão (NS) em
água destilada pH 5,8.
b a
MS NS
51
Reduzir o tamanho das partículas aumenta a superfície de contato com o solvente,
aumentando a solubilidade. Mas, quando diluída em água na ausência de um estabilizador
adequado, a superfície da nanopartícula fica propensa à aglomeração ou agregação, enquanto
que um bom estabilizador poderia dispersar a partícula na interface com a água para impedir a
agregação (GAO et al., 2011). O uso do tween 80 então é para evitar que as partículas de
curcumina se reagreguem nas soluções aquosas.
Em etanol, a solubilidade da curcumina (CP) é muito maior do que em água, mesmo
na forma de nanosuspensão (NS) em água. Em etanol, não houve diferença significativa da
CP para a MS, pois o tween 80 não teve ação surfactante no meio alcoólico. Na forma de NS,
a solubilidade no etanol mais que dobrou, e demonstra o potencial da redução do tamanho das
partículas para melhorar a solubilidade da curcumina também em etanol.
3.3 Cromatografia em camada delgada (CCD)
Para verificar se houve alteração da curcumina submetida ao processamento
(solubilização em diclorometano, ultrassom, concentração sob aquecimento e liofilização) de
obtenção da NS, foram feitas análises de Cromatografia em Camada Delgada (CCD) da NS,
usando-se como controle a MS. Os resultados encontram-se na Tabela 3.2.
Tabela 3.2: Cromatografia em camada delgada das preparações de curcumina (CCD)
FR – Fator de Retenção da curcumina, MS – Mistura Simples (controle), NS –
Nanosuspensão. Letras diferentes (a, b) representam diferença significativa (p≤0,05).
Nas mesmas fases móveis o fator de retenção (FR) das amostras foi idêntico,
indicando serem as mesmas substâncias.
Mistura da fase móvel FR do controle (MS) FR da nanosuspensão (NS)
1 % de metanol em clorofórmio 0,24 a 0,24 a
20 % de metanol em clorofórmio 0,70 b 0,70 b
52
3.4 Atividade antioxidante
O método do DPPH (2,2-difenil-1-picril-hidrazil) é baseado na captura do radical livre
DPPH por antioxidantes, produzindo um decréscimo da absorbância a comprimento de onda
de 515 nm. É um radical livre que pode ser solubilizado diretamente em metanol (BRAND-
WILIAMS; CUVELIER; BERSET, 1995). O DPPH é estável à temperatura ambiente e
produz solução violeta em solventes orgânicos tal como metanol, etanol, etc. Ele é reduzido
na presença da curcumina, diminuindo sua coloração. O uso de DPPH fornece uma maneira
fácil e rápida para avaliar as propriedades antioxidantes da curcumina (KAKRAN et al.,
2012). Na Tabela 3.3 encontram-se os resultados das análises da atividade antioxidante
realizadas pelo método DPPH, onde o DPPH e as amostras analisadas precisam ser
solubilizados em metanol. O resultado (EC50) foi expresso em gramas de amostra consumida
por grama de radical livre DPPH. O ácido ascórbico (AA), antioxidante comum em alimentos
foi usado como referência e apresentou maior atividade antioxidante do que a curcumina.
Não houve diferença significativa entre a atividade antioxidante da MS e NS, isso
provavelmente se deve a curcumina ser muito solúvel em metanol mesmo como
macropartícula. Como toda curcumina das duas amostras foi totalmente solubilizada, a
cinética de reação das moléculas no solvente foi a mesma, e os resultados também.
Provavelmente, se ao invés do uso de amostras com a mesma concentração de curcumina
tivessem sido usadas amostras saturadas, a NS se sairia melhor que a MS, pois a concentração
da NS solubilizada seria maior.
Tabela 3.3: Atividade antioxidante (EC50 expresso em g de amostra / g de DPPH)
CP MS NS AA
14,09 a 18,50 b 19,83 b 6,99 c
CP – Curcumina Pura, MS – Mistura Simples, NS – Nanosuspensão, AA – Ácido L-
ascórbico. Letras diferentes (a, b, c) representam diferença significativa (p≤0,05).
Kakran et al. (2012), trabalhando sem a adição de surfactantes, verificaram que a
atividade antioxidante estudada pela eliminação de radicais livre DPPH foi maior para as
nanopartículas do que para a curcumina original, e atribuiram isso a maior solubilidade das
nanopartículas. Provavelmente a curcumina mostrou efeito antioxidante principalmente
53
devido aos seus grupos hidroxilo fenólicos. No presente trabalho houve diferença
significativa, e como a CP foi totalmente solubilizada em metanol, apresentou melhor
atividade antioxidante que as formulações de MS e NS. Isso, provavelmente, ocorreu porque
as moléculas do tween 80 presentes no meio aumentaram a viscosidade reduzindo a
mobilidade e também competiram pelas interações com as moléculas de curcumina, metanol e
DPPH, reduzindo os choques entre as moléculas de curcumina e DPPH.
Sugere-se que ambas as formulações MS e NS possam ser usadas em alimentos ou
medicamentos de base aquosa ou alcoólica como corante, antioxidante ou princípio ativo.
4 CONCLUSÃO
O método utilizado para redução do tamanho das partículas apresentou boa eficiência.
O processo de preparação da nanosuspensão não degradou as moléculas de curcumina.
Suspensões simples de curcumina em tween 80 aumentam significativamente a solubilidade
da curcumina em água, porém não em etanol, enquanto nanosuspensões aumentam ainda mais
a solubilidade em água, e também em etanol. A MS apresentou-se menos solúvel que a NS. A
curcumina pura e a suas formulações estudadas apresentaram boa atividade antioxidante em
metanol, embora menor que a do ácido ascórbico. A redução do tamanho das partículas na
presença do tween 80 não melhorou a atividade antioxidante da curcumina.
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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56
APÍTULO 4: FILME ATIVO DE ACETATO DE CELULOSE
INCORPORADO COM NANOSUSPENSÃO DE
CURCUMINA
57
RESUMO
As embalagens ativas podem inibir a microbiota e as reações na superfície dos
alimentos onde normalmente se inicia a deterioração. A curcumina apresenta atividade
antimicrobiana e pode também ser usada para minimizar ou prevenir a oxidação lipídica
mantendo a qualidade nutricional e prolongando a vida de prateleira. A difusão de substâncias
ativas através de filmes de acetato de celulose pode ser estendida por um período mais longo
de tempo a uma taxa controlada. A adição de substâncias nanoparticuladas ou não afetam as
propriedades mecânicas e de barreira dos filmes, tornando–se necessário mensurar as
alterações geradas. O objetivo desse trabalho foi preparar filmes ativos de acetato de celulose
incorporados com MS ou com NS e avaliar cor, propriedades mecânicas, permeabilidade ao
CO2 e migração do componente ativo. A incorporação de curcumina influenciou as
características mecânicas dos filmes e não afetou a permeabilidade ao CO2. A curcumina
conferiu coloração amarela aos filmes de acetato de celulose, reduzindo o valor de L*,
aumentando DE* e a opacidade. Não houve diferença entre NS e MS na coloração e
opacidade. Os filmes com MS e NS tiveram migração duas vezes maior que com CP
(controle). Não houve diferença na taxa de migração entre MS e NS. O tween 80 favoreceu a
migração de curcumina. A redução do tamanho das partículas (que aumenta a solubilidade da
curcumina) não aumentou a migração devido a alta solubilidade da curcumina em acetona,
independente de estar ou não nanoparticulada.
Palavras-chave: embalagem ativa; curcumina; nanosuspensão; migração
58
ABSTRACT
Active packaging can inhibit microorganisms and reactions on the surface of food,
which normally characterizes the first stage of deterioration. Curcumin presents antimicrobial
activity and can also be used to minimize or prevent lipid oxidation maintaining nutritional
quality and extending shelf life. The diffusion of active substances through cellulose acetate
films can be extended for a longer period at a controlled rate. The addition or not of
nanoparticles substances affect the mechanical and barrier properties of the films, requiring
the measurement of the alterations generated. The objective of this study was to prepare
cellulose acetate active films incorporated with MS or NS and assess color, mechanical
properties, CO2 permeability active component migration. The incorporation of curcumin
influenced the mechanical characteristics of the films but did not affect CO2 permeability.
Curcumin provided the cellulose acetate films with yellow coloring decreasing the value of
L* and increasing DE* and opacity. No difference between NS and MS was observed for
coloration and opacity. The films with MS and NS presented migration twice higher than CP
(control). No difference was observed for the rate of migration between MS and NS. Tween
80 favored curcumin migration. The decrease in the particles size (which increases curcumin
solubility) did not increase migration due to high solubility of curcumin in acetone regardless
of nanoparticle form.
Key words: active packaging; curcumin; nanosuspension; migration
59
1 INTRODUÇÃO
Embalagens ativas podem inibir ou retardar a microbiota e as reações na superfície dos
alimentos, onde normalmente se inicia a deterioração (DEVLIEGHERE; VERMEIREN;
DEBEVERE, 2004). As embalagens ativas têm um grande potencial na indústria de alimentos
para aumentar a vida de prateleira e segurança dos alimentos, entre essas, encontram-se os
filmes de acetato de celulose incorporados com agentes antideteriorantes, incluindo
nanopartículas (SOARES et al., 2011).
Os derivados acetilados da celulose podem ser produzidos por reações de acetilação.
Essas reações ocorrem geralmente através do uso de ácido acético como solvente, anidrido
acético como agente acetilante e ácidos sulfúrico e perclórico como catalisadores. O acetato
de celulose é produzido pela substituição dos grupos hidroxila das unidades de glicose por
grupos acetila (CERQUEIRA et al., 2010). Os filmes são preparados por meio da
solubilização de pellets de acetato de celulose em acetona seguido de espalhamento sobre uma
superfície lisa, formando uma fina camada de solução, o que favorece a volatilização da
acetona e formação do filme (método casting) (SOARES, 1998). A etapa de solubilização dos
pellets em acetona é o momento ideal para a incorporação de componentes ativos.
A adição de substâncias nanoparticuladas ou não afetam as propriedades mecânicas e
de barreira dos filmes, quer essas alterações sejam desejáveis ou não. A presença de agentes
tensoativos ou outros aditivos, utilizados para incorporar de forma eficiente o material no
interior da matriz polimérica, pode também afetar a difusividade ou solubilidade de
permeantes (DUNCAN, 2011). A adição de carvacrol e timol ao polipropileno, por exemplo,
modificaram nos filmes a barreira ao oxigênio e as propriedades mecânicas (RAMOS et al.,
2012) e a adição de glicerol melhorou a dispersão de amido de arroz em polietileno de baixa
densidade e, consequentemente, as suas propriedades de tração (WANG; LIU; SUN, 2004).
Diante disso, é necessário mensurar as possíveis alterações geradas no que tange às
propriedades físicas, mecânicas e de barreira (BATISTA; TANADA-PALMU; GROSSO,
2005).
A difusão de substâncias através de filmes de acetato de celulose pode ser estendida
por um período mais longo de tempo a uma taxa controlada, e assim, podem ser utilizados
como membranas de controle de taxa para o desenvolvimento de sistemas de liberação de
substâncias (RAO; DIWAN, 1997).
60
A curcumina é um composto amarelo-laranja produzido a partir dos rizomas de
cúrcuma, que é amplamente usada como corante (CHATTOPADHYAY; BISWAS;
BANDYOPADHYAY, 2004). A curcumina e óleos essenciais de cúrcuma apresentam
atividade antimicrobiana (AMIRAH et al., 2012; AL-REZA et al., 2011; BHAWANA et al.,
2011) e antioxidante, podendo ser incorporados em filmes de acetato de celulose. A
curcumina foi um antioxidante eficaz em diferentes ensaios in vitro quando em comparação
com compostos antioxidantes convencionais (AK; GÜÇIN, 2008). Pode ser usada para
minimizar ou prevenir oxidação lipídica de produtos farmacêuticos e alimentícios, retardando
a formação de produtos de oxidação tóxicos, mantendo a qualidade nutricional e prolongando
a vida de prateleira de produtos (AK; GÜÇIN, 2008).
O objetivos desse trabalho foram preparar filmes ativos de acetato de celulose
incorporados com mistura simples de curcumina em tween 80 (MS) ou com nanosuspensão
de curcumina em tween 80 (NS) e avaliar a cor, as propriedades mecânicas, a permeabilidade
ao CO2 e a migração do componente ativo.
2 MATERIAL E MÉTODOS
2.1 Preparação dos filmes
Foram usados curcumina (CP), marca Sigma-Aldrich ref. C1386 lote 081M1611V,
tween 80 P.A., marca Vetec Cód. 749 Lote 1103476, mistura simples (MS) com 22,2% de
curcumina em tween 80, nanosuspensão de curcumina (NS) com 22,2% de curcumina em
tween 80, acetona P.A. 99,6 %, marca Neon ref. 02595 lote 10794 e acetato de celulose,
cedido pela empresa Rhodia®.
Os filmes foram preparados pelo método “casting” (SOARES, 1998). Os materiais
MS, NS, CP (controle) e tween 80 (controle) foram colocados em seus respectivos frascos de
preparação, em quantidade suficiente para obter filmes de acetato de celulose com 1% (p/p)
de curcumina, ou filmes isentos de curcumina. Em seguida, foram adicionados em cada frasco
36 mL de acetona e 4 g de acetato de celulose. Os frascos âmbar foram colocados em
homogeneizador rotativo (Phoenix, modelo AP32, Araraquara) por 16 horas e em seguida
61
deixados em repouso por 2 horas, para evitar formação de bolhas. As soluções filmogênicas
foram então vertidas em placas de vidro com superfície lisa e espalhadas manualmente com o
auxílio de um bastão de vidro com regulagem de espessura nas extremidades. Após a
evaporação da acetona, obtiveram-se filmes com espessura e gramatura definidos.
2.2 Espessura e gramatura
A espessura foi obtida através da média dos valores de 5 pontos aleatórios em
diferentes segmentos dos filmes, utilizando-se micrômetro com resolução de 0,0001 mm
(Qualitylabor, modelo MEP/Q, Perus). A gramatura foi feita de acordo com a norma ASTM-
D646-96 (2007).
2.3 Cor e opacidade
As amostras analisadas quanto à cor foram os filmes com MS e NS, sendo os filmes
com tween 80 e sem curcumina as amostras “controle”. A cor e a opacidade dos filmes foram
determinadas utilizando-se um colorímetro de bancada (Hunter Associates Laboratory Inc ,
modelo Colorquest II, Reston). A avaliação foi feita através de três parâmetros L*
(luminosidade, sendo L* = 0 preto e L* = 100 branco), a* e b* (cromaticidade, sendo +a*
vermelho, –a* verde , +b* amarelo e –b* azul) (PEHLIVAN et al., 2005). Conforme Schanda
(2007), um dos métodos mais utilizados para cálculo de diferenças de cor é o Delta E (DE),
que usa os valores numéricos do modelo CIELAB, conforme a Equação (1), onde DL*, Da* e
Db* são os valores numéricos do modelo CIELAB entre duas cores medidas. Nesse trabalho
o DE* foi calculado usando-se como parâmetro para L0*, a0* e b0* uma placa padrão de cor
branca e L1*, a1* e b1* as amostras dos filmes.
DL* = L1* - L0
*
Da* = a1* - a0
*
Db* = b1* - b0
*
62
Equação (1)
As determinações de opacidade foram feitas, após a calibração do colorímetro com um
fundo padrão branco, cinza e preto. A opacidade foi determinada através da Equação (2).
Equação (2)
Onde:
Op = opacidade do filme (%);
Opn = opacidade do filme sobreposto a um fundo negro;
Opb = opacidade do filme sobreposto a um fundo branco.
2.4 Propriedades mecânicas
As amostras analisadas quanto às propriedades mecânicas foram os filmes com MS e
NS, sendo os filmes com tween 80 e sem curcumina as amostras “controle”. Os testes de
tração foram realizados em uma máquina universal de ensaios (Instron, modelo 3367, Grove
City) com controle pneumático de tração e com capacidade de 30 kN ou 6750 Lbs, de acordo
com a norma ASTM-D882-10 (2010). Foram preparadas tiras de amostras com largura de 10
mm, comprimento de 120 mm e espessura entre 38 e 42 µm. As amostras foram
acondicionadas em envelopes de papel e climatizadas entre 45 e 55% de umidade relativa e
temperatura de 21 a 25 ºC por 48 horas. O equipamento foi ajustado com espaço entre
ganchos de 100 mm. As amostras foram tracionadas com velocidade de 12 mm.min-1
. e carga
de 500 N. Analisaram-se a tensão máxima (TM), tensão na ruptura (TR), a elongação ou
extensão máxima (EM) e o módulo de elasticidade ou módulo de Young (ME ou MY).
63
2.5 Permeabilidade ao gás carbônico
As amostras analisadas quanto à permeabilidade ao CO2 foram os filmes com MS e
NS, sendo os filmes com tween 80 e sem curcumina as amostras “controle”. A
permeabilidade ao CO2 foi medida em um analisador PERME VAC – V1 (Labthink, China).
A análise foi feita segundo a ASTM-D1434-82 (2009), com amostras de espessura entre 38 e
42 µm. Previamente, os filmes foram cortados em formato circular com 7 cm de diâmetro e
acondicionados em dessecador com sílica por 48 horas na temperatura de 25 ºC.
2.6 Migração da curcumina para óleo de soja
As amostras analisadas quanto à migração foram os filmes com MS e NS, sendo os
filmes com CP (sem tween 80) as amostras “controle”. As amostras dos filmes foram cortadas
nas dimensões de 10 x 10 cm, dobradas de maneira sanfonada (para expor toda a área de
contato do filme) e colocadas em tubos de ensaio com capacidade de 50 mL. Em seguida
foram adicionados aos tubos 25 mL de óleo de soja comercial refinado tipo 1 contendo
antioxidante Terc-butil-hidroquinona e ácido cítrico. Os tubos foram tampados e cobertos
com papel alumínio para evitar a exposição à luz. Posteriormente, foram colocados em
homogeneizador rotativo (Phoenix, modelo AP32, Araraquara). Todo o procedimento foi
feito em sala climatizada a 25 ºC. As análises de concentração de curcumina no óleo de soja
foram realizadas a cada 24 horas até observar-se a estabilização da migração. A metodologia
usada para determinar a concentração da curcumina que migrou foi baseada na NBR 1362 de
1996 com modificações na etapa de preparação das amostras e com a construção de uma
curva padrão (absorbância / concentração). Durante as leituras em espectrofotômetro
(Biospectro, modelo SP-220, Curitiba), uma amostra controle sem curcumina foi usada como
“branco”. As amostras foram analisadas em comprimento de onda de 425 nm.
Conforme Takeuchi (2008), uma equação de cinética de primeira ordem (Equação 3)
foi usada para ajustar os dados de migração da curcumina das diferentes amostras (CP, MS e
NS), ou seja, determinar a concentração de curcumina presente no óleo de soja em função do
tempo de contato com o filme. Foram usados os resultados de concentração expressos em
mg.L-1
.
64
Equação (3)
Onde: C(t) é a propriedade medida (concentração) como uma função do tempo, Css é o
valor da propriedade no estado estacionário (Concentração no equilíbrio), t (min) é o tempo, k
é a taxa de migração (mg.L-1
.min-1
) e A é um parâmetro de ajuste.
2.7 Análise estatística
Todas as preparações das amostras foram feitas com 5 repetições. Nos testes de tração,
para cada uma das 5 repetições de cada tratamento foram preparadas 10 tiras de filme. Todas
as outras análises foram realizadas em triplicata. A diferença entre os tratamentos foi avaliada
pela análise de variância e o teste de Tukey (P≤0,05).
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 Propriedades mecânicas
Os filmes analisados foram obtidos com espessura entre 38 e 42 µm e com gramatura
média de 5,2 g.m-2
. Os resultados dos testes de tração encontram-se na Tabela 4.1. Em todas
as análises de tração os filmes com MS e NS não apresentaram diferença significativa entre
eles. Os valores do módulo de elasticidade não diferiram significativamente entre as amostras
MS, NS e controle. Na Figura 4.1 observa-se que as curvas apresentam praticamente a mesma
inclinação até atingir a tensão máxima. O filme com NS apresentou diferença significativa do
filme controle na avaliação de tensão máxima, tensão na ruptura e elongação, enquanto que o
filme com MS só apresentou diferença significativa do controle quanto a elongação. Os
resultados indicam que a adição de 1% de curcumina influenciou as características mecânicas
dos filmes reduzindo a sua elongação e a sua resistência a tração.
65
Tabela 4.1: Testes de tração dos filmes
Tratamentos
Tensão
Máxima
(MPa)
Tensão na
Ruptura
(MPa)
Elongação
(%)
Módulo de
Elasticidade
(MPa)
Controle com
tween80 66,0 ± 3,0
a 65,0 ± 3,3
a 15,3 ± 4,2
a 3399,4 ± 25,7
a
Filme com MS 63,1 ± 3,4ab
60,7 ± 4,1ab
7,2 ± 1,3b 3400,2 ± 122,7
a
Filme com NS 56,5 ± 2,8b 54,5 ± 2,8
b 6,7 ± 1,2
b 3245,7 ± 102,3
a
MS – Mistura Simples, NS – Nanosuspensão. Letras diferentes (a, b) nas colunas
representam diferença significativa (p≤0,05).
A tração expressa a resistência do material à deformação por alongamento quando
submetido a uma força longitudinal. Pode-se observar na Figura 4.1 que a deformação é o
alongamento relativo da amostra em relação ao seu comprimento inicial. Primeiramente o
material oferece resistência crescente à tração, provocando alongamento. A partir de certo
ponto, a resistência passa a ser menor para uma mesma taxa de deformação até o ponto de
escoamento, onde é possível alongar o filme sem que haja aumento da resistência. Se
continuar com o alongamento, o material suportará durante certo tempo, até que se rompa
(OLIVEIRA et al., 1996).
Figura 4.1. Representação gráfica da análise de tração dos filmes MS, NS e Controle
(tensionamento e elongação até o rompimento).
Controle MS
NS
0
10
20
30
40
50
60
70
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Te
nsã
o (
MP
a)
Elongação (mm)
66
Coelho (2013) incorporando montmorilonita em polietileno de baixa densidade com
espessura média de 100 µm e nos filmes controle (sem montmorilonita) e obteve tensão
máxima de 14,97 Mpa e elongação de aproximadamente 340 %. Observou também redução
nos valores de tensão e elongação com o aumento da adição de montmorilonita. Takeuchi
(2012) trabalhou com filmes de acetato de celulose incorporados com montmorilonita e com
óleo resina de açafrão, com espessura de 40 ± 5 µm e corpos de prova com 17,5 cm de
comprimento e 2,4 cm de largura. Para filmes sem aditivos obteve tensão na ruptura de 35,37
MPa, extensão máxima de 2,48% e módulo de elasticidade de 2328 MPa. Magalhães (2012)
trabalhou com óleos essenciais incorporados em filmes de acetato de celulose com espessura
de 40 ± 4 µm e preparou os corpos de prova com 12 cm de comprimento e 1 cm de largura. A
adição de óleos essenciais influenciou nas propriedades mecânicas. A tensão na ruptura variou
de 60 MPa (filmes controle) a 9 MPa (Filmes com 50% de óleo). A elongação nos filmes sem
óleo foi de cerca de 10% e com óleo variou entre 4 e 13%. O módulo de elasticidade foi de
aproximadamente 2800 MPa para filmes controle e variou entre 500 e 2400 MPa para os
filmes com diferentes concentrações de óleo essencial. Comparando-se com os resultados do
presente trabalho, verifica-se que o filme controle (apenas com tween 80) apresentou maior
módulo de elasticidade, tensão na ruptura e elongação que o filme de acetato de celulose
controle avaliado por Magalhães (2012). Pode-se então sugerir que o tween 80 na quantidade
adicionada interagiu bem com a matriz polimérica sem prejudicar a estrutura dos filmes. A
adição de curcumina reduziu a resistência e a extensão máxima, assim como ocorreu com a
montmorilonita e os óleos essenciais.
3.2 Permeabilidade ao CO2
Na Tabela 4.2 pode-se observar que não houve diferença significativa na
permeabilidade ao CO2 entre os filmes MS, NS e controle.
67
Tabela 4.2: Testes de permeabilidade dos filmes ao CO2
Tratamentos Permeabilidade ao CO2
(cm3/m
2.24h.0,1MPa)
Controle com tween 80 5598 ± 498a
Filme com MS 5594 ± 809a
Filme com NS 5011 ± 614a
MS – Mistura Simples, NS – Nanosuspensão. Letras iguais (a) na coluna representam que não
houve diferença significativa (p≤0,05).
A permeabilidade dos filmes ao CO2 depende de muitos fatores, como o tipo de
polímero utilizado e a substância e quantidade adicionada ao polímero (PINHEIRO et al.,
2010). Ao estudarem filmes de polietileno e acetato de vinil etileno, Mousavi et al. (2010)
verificaram que o aumento da espessura diminui a permeabilidade ao CO2 e O2. A espessura
dos filmes no presente trabalho variou de 38 a 42 micrômetros, não oferecendo interferência
nos resultados. Gontard et al. (1993) descreveram que os plastificantes causam baixa coesão
nos filmes, gerando uma estrutura menos eficiente como barreira. Todos os filmes, incluindo
o filme controle receberam a mesma quantidade de tween 80.
O filme controle de polietileno de baixa densidade de Coelho (2013), apresentou
permeabilidade ao CO2 de aproximadamente 5800 cm3/m
2.24h.0,1MPa. O filme controle de
Magalhães (2012), sem aditivos, apresentou uma permeabilidade de 6590 cm3/m
2.24h.0,1MPa
e os filmes incorporados com óleo apresentaram permeabilidade de 15588 e 23441
cm3/m
2.24h.0,1MPa. O autor afirmou que a adição de óleos essenciais aumentou a
permeabilidade do filme de acetato de celulose ao CO2. Nesse trabalho, a permeabilidade ao
CO2 do filme controle (com tween 80) foi de 5598 cm3/m
2.24h.0,1MPa. Provavelmente a
adição de tween 80 reduziu a permeabilidade do filme, demonstrando novamente a boa
interação entre o tween 80 e o polímero.
68
3.3 Cor e Opacidade
A adição de curcumina produziu filmes amarelos translúcidos, porém mais opacos que
o controle (Figura 4.2). Assim, houve diferença significativa de cor e opacidade entre as
amostras com curcumina (MS e NS) e a amostra controle sem curcumina.
Figura 4.2. Filmes de acetato de celulose sobre fundo listrado
A redução do tamanho das partículas não influenciou na coloração e na opacidade dos
filmes, fato que pode ser observado na Tabela 4.3, pois não houve diferença significativa
entre os resultados das amostras MS e NS nos parâmetros analisados.
Tabela 4.3: Análise de cor e opacidade dos filmes
Tratamentos L* DE* Opacidade
Controle com tween 80 92,5 ± 0,5a 1,7 ± 0,5
a 6,2 ± 0,6
a
Filme com MS 89,0 ± 0,4b 83,5 ± 0,4
b 10,1 ± 0,2
b
Filme com NS 88,9 ± 0,7b 83,1 ± 0,6
b 10,4 ± 0,6
b
MS – Mistura Simples, NS – Nanosuspensão, L* - Luminosidade, DE* - Diferença de cor no
modelo CIELAB. Letras diferentes nas colunas representam diferença significativa (p≤0,05).
A alta solubilidade da curcumina em acetona fez com que a curcumina da NS e da MS
se dispersasse da mesma maneira no polímero e como a concentração de curcumina era a
mesma nas duas preparações, os filmes não apresentaram diferença de cor.
MS
NS
Controle
69
3.4 Migração da curcumina em óleo de soja
A migração da curcumina dos filmes para o óleo de soja foi acompanhada durante 30
dias (Figura 4.3). A taxa de migração na primeira semana foi maior, e foi reduzindo ao longo
do tempo até cessar em torno de 22 dias de teste. Verificou-se que 0,06% da CP presente no
filme migrou para o óleo, enquanto 0,13% e 0,14% da NS e da MS, respectivamente, também
migraram. A migração da MS e da NS foi duas vezes maior que a migração da amostra
controle (CP).
Figura 4.3. Teste de migração da curcumina em percentual. Letras diferentes (a, b)
representam diferença significativa (p≤0,05).
Segundo SILVEIRA (2005) que avaliou filmes de 25 a 100 µm de espessura, filmes de
menor espessura apresentam índices de migração maiores devido a maior facilidade com que
o solvente penetra na matriz dissolvendo parte do soluto e liberando-o para o solvente. Os
testes nesse trabalho foram feitos com filmes de mesma espessura e dimensões. Em uma
embalagem ativa antioxidante, quando o antioxidante atinge o máximo da migração, ele
começa a diminuir devido o seu consumo por aprisionamento de radicais livres a partir dos
ácidos graxos submetidos ao processo de oxidação (GRANDA-RESTREPO et al., 2009). Para
evitar que a curcumina fosse consumida durante o teste de migração interferindo nos
resultados, usou-se uma marca de óleo de soja refinado comercial já adicionado de
antioxidante, ao abrigo da luz e do calor.
0,06 b
0,14 a 0,13 a
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
% d
e cu
rcu
min
a q
ue
mig
rou
Dias
CP (controle)
MS
NS
a
a
b
70
Pelos resultados apresentados na Tabela 4.4 verifica-se que a concentração de
curcumina que migrou para o óleo de soja após alcançar o estado estacionário (Css) foi maior
para MS e NS e menor para a CP. Não houve diferença significativa na migração entre NS e
MS. A taxa de migração de curcumina (K) não apresentou diferenças significativas para os
filmes ativos incorporado de curcumina pura (CP), mistura simples (MS) ou nanosuspensão
(NS) no óleo de soja. A curcumina foi altamente solúvel na acetona usada na solução
filmogênica, e independente de estar ou não nanoparticulada, ela foi totalmente solubilizada e
dispersa na matriz polimérica. A curcumina aliada ao tween 80 (MS e NS) agregou-se da
mesma maneira às cadeias poliméricas e difundiu-se na mesma concentração. A concentração
no equilíbrio (Css) da CP foi menor, pois ela ficou mais presa ao polímero por não contar com
a ajuda do dispersante para auxiliar na difusão.
Tabela 4.4: Parâmetros da Equação 3 obtidos para os diferentes tratamentos dos filmes de
acetato de celulose incorporados com curcumina
Tratamento Css (mg.L-1
) A K.(10-4
. mg.L-1
.min.-1
) r2
CP 0,124932 a - 0,118160 0,90 a 0,98
MS 0,284350 b - 0,251178 0,82 a 0,99
NS 0,249648 b - 0,210172 1,04 a 0,98
CP – Curcumina pura (controle), MS – Mistura simples, NS – Nanosuspensão, CSS –
Concentração no equilíbrio, A – Parâmetro matemático de ajuste, K – Velocidade de
migração, r2 – Coeficiente de determinação. Letras diferentes nas colunas representam
diferença significativa (p≤0,05).
Os exemplos dos gráficos com os valores experimentais e preditos para a migração da
curcumina (mg.L-1
) das amostras de filme (CP, MS e NS) para o óleo de soja, segundo a
Equação 3: , estão representados nas Figuras 4.4, 4.5 e 4.6.
71
Figura 4.4. Teste de migração da CP em (mg.L-1
.min-1
). Os valores preditos foram ajustados
pela Equação 3.
Figura 4.5. Teste de migração da MS em (mg.L-1
.min-1
). Os valores preditos foram ajustados
pela Equação 3.
Figura 4.6. Teste de migração da NS em (mg.L
-1.min
-1). Os valores preditos foram ajustados
pela Equação 3.
-0,02
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0 10000 20000 30000 40000 50000
experimental
predito
Conce
ntr
ação
(m
g.L
-
Tempo (minutos)
-0,05
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0 10000 20000 30000 40000 50000
experimental
predito
Conce
ntr
ação
(m
g.L
-
1)
Tempo (minutos)
-0,05
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0 10000 20000 30000 40000 50000
experimental
predito
Conce
ntr
ação
(mg.L
-1)
Tempo (minutos)
72
Existem na literatura exemplos de embalagens ativas adicionadas de antioxidantes que
obtiveram sucesso na prevenção da oxidação de alimentos. Polímeros incorporados com α-
tocoferol aumentaram a estabilidade oxidativa do óleo de milho de 12 para 16 semanas
(GRACIANO-VERDUGO et al., 2010). Espera-se que filmes de acetato de celulose
incorporados com curcumina possam ser usados em embalagens ativas para prevenir a
contaminação microbiana e a oxidação em alimentos sem oferecer risco para o consumidor.
Recomendam-se mais estudos com outras concentrações de curcumina e tween 80 e com a
aplicação do filme como embalagem em alimentos.
Do ponto de vista de risco para a saúde, a embalagem ativa pode ser considerada como
segura se a migração do componente ativo for menor que os limites estabelecidos pela
legislação (TOVAR et al., 2005). A curcumina é permitida para uso como aditivo em
alimentos e está inscrita no Sistema Internacional de Numeração de Aditivos Alimentares
(CODEX ALIMENTARIUS, 2013), sob o número INS 100i. A massa de curcumina migrada
nesse estudo está abaixo dos limites máximos para ser usada como aditivo em alimentos,
portanto não oferece risco. Exemplos: embutidos (0,002 g.100g-1
), bolos (0,02 g.100g-1
), balas
(0,015 g.100g-1
), sopas (0,005 g.100g-1
), entre outros.
4 CONCLUSÃO
A adição de 1% de curcumina influenciou as características mecânicas dos filmes
reduzindo a sua extensão máxima e a resistência a tração, mas não afetou a permeabilidade ao
gás carbônico. O tween 80 apresentou boa interação com a matriz polimérica. Como era
esperado, a curcumina coloriu os filmes de amarelo, reduzindo o valor de L*, aumentando
DE* e a opacidade. Não houve diferença entre MS e NS na coloração e na opacidade dos
filmes. Os filmes com MS e NS tiveram migração duas vezes maior que os filmes com CP e
não houve diferença na taxa de migração entre MS e NS. O tween 80 favoreceu a migração da
curcumina. A alta solubilidade da curcumina em acetona não permitiu que a redução do
tamanho das partículas contribuísse para o aumento da migração da curcumina.
73
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