Otimização dos parâmetros de secagem na microencapsulação do óleo volátil de folhas de Spiranthera odoratissima
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i4.14322Palavras-chave:
Materiais de parede; Desenho de Box-behnken; β-cariofileno; GC-MS; “Manacá”; Rutaceae.Resumo
Spiranthera odoratissima A. St.-Hil. (Rutaceae), "manacá", é utilizada popularmente para tratar dores de cabeça, de estômago, doenças musculares, reumatismo, disordens do útero, rins e fígado. Os objetivos deste estudo foram investigar as propriedades físico-químicas e morfológicas do pó microencapsulado do óleo volátil das folhas de S. odoratissima, otimizar o processo de secagem e verificar a influência dos parâmetros de secagem na microencapsulação por spray-dry. Os óleos voláteis das folhas foram extraídos por hidrodestilação em aparelho tipo Clevenger e analisados por CG / EM. As emulsões foram preparadas e secas por pulverização. O modelo experimental Box-Behnken foi utilizado para otimizar os efeitos dos parâmetros de secagem nas respostas de encapsulamento. O conteúdo de β-cariofileno nas microcápsulas foi determinado por HPLC. Os resultados sugerem que as melhores condições operacionais para a secagem por atomização do óleo volátil de S. odoratissima foram temperatura de entrada de 158 °C, vazão de alimentação de 0,25L/ h, diâmetro do bico de secagem de 0,7mm. Esses resultados revelam o potencial tecnológico das microcápsulas obtidas a partir de óleos voláteis de S. odoratissima.
Referências
Adams, R. P. (2007). Identification of essential oil components by Gas Chromatography/Mass Spectroscopy. (4th ed.), Carol Stream, IL: Allured Publ. Corp.
Alves, S. F., Borges, L. L., dos Santos, T. O., Paula, J. R., Conceição, E. C., & Bara, M. T. F. (2014). Microencapsulation of Essential Oil from Fruits of Pterodon Emarginatus Using Gum Arabic and Maltodextrin as Wall Materials: Composition and Stability. Drying Technology, 32 (1), 96–105. https://doi.org/10.1080/07373937.2013.816315.
Asbahani, E. A., Miladi, K., Badri, W., Sala, M., Aït Addi, E. H., Casabianca, H., El Mousadik, A., Hartmann, D., Jilale, A., & Renaud, F. N. R. E. A. (2015). Essential oils: From extraction to encapsulation. International Journal of Pharmaceutics, 483 (1–2), 220-243. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.12.069.
Asensio, C. M., Paredes, A. J., Martin, M. P., Allemandi, D. A., Nepote, V., & Grosso, N. R. (2017). Antioxidant stability study of oregano essential oil microcapsules prepared by spray-drying. Journal of Food Science, 82 (12), 2864-2872. https://doi.org/10.1111/1750-3841.13951.
Bae, E. K., & Lee, S. J. (2008). Microencapsulation of avocado oil by spray drying using whey protein and maltodextrina. Journal of Microencapsulation, 25 (8), 549-560. https://doi.org/10.1080/02652040802075682.
Bakry, A. M., Abbas, S., Ali, B., Majeed, H., Abouelwafa, M. Y., Mousa, A., & Liang, L. (2016). Microencapsulation of oils: a comprehensive review of benefits, techniques, and applications. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 15 (1), 143-182. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12179.
Barbosa, D. B. M., Nascimento, M. V. M., Roberta, C., Galdino, P. M., Bara, M. T. F., & Paula, J. R. (2012). Mechanism involved in the anti-inflammatory effect of Spiranthera odoratissima (Manacá). Brazilian Journal of Pharmacognosy, 22 (1), 137-143. https://doi.org/10.1590/S0102-695X2011005000154
Baş, D., & Boyaci, İ. H. (2007). Modeling and optimization I: Usability of response surface methodology. Journal of Food Engineering, 78 (3), 836-845. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2005.11.024.
Battista, C. A., Constenla, D., Rigo, M. V. R., & Piña, J. (2017). Process analysis and global optimization for the microencapsulation of phytosterols by spray drying. Powder Technology, 321, 55–65. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2017.08.008.
Behboudi-Jobbehdar, S., Soukoulis, C., Yonekura, L., & Fisk, I. (2013). Optimization of spray-drying process conditions for the production of maximally viable microencapsulated L. acidophilus NCIMB 701748. Drying Technology, 31 (11), 1274-1283. https://doi.org/10.1080/07373937.2013.788509.
Bhandari, B. R., Dumoulin, E. D., Richard, H. M. J., Noleau, I., & Lebert, A. M. (1992). Flavor encapsulation by spray drying, application to citral and linalyl acetate. Journal of Food Science, 57, 217-221. https://doi.org/10.1080/87559128909540848.
Bora, A. F. M., Ma, S., Li, X., & Liu, L. (2018). Application of microencapsulation for the safe delivery of green tea polyphenols in food systems: Review and recent advances. Food Research International, 33 (11), 241-249. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2017.11.047.
Bringas-Lantigua, M.,Valdés, D., & Pino, J. A. (2012). Influence of spray-dryer air temperatures on encapsulated lime essential oil. International Journal of Food Science and Technology, 47 (7), 1511-1517. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2012.02999.x.
Carneiro, H. C. F., Tonon, R. V., Grosso, C. R. F., & Hubinger, M. D. (2013). Encapsulation efficiency and oxidative stability of flaxseed oil microencapsulated by spray drying using different combinations of wall materials. Journal of Food Engineering, 115 (4), 443–451. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2012.03.033.
Chaibub, B., Oliveira, T., Fiuza, T., Bara, M. T., Tresvenzol, L. M., & Paula, J. R. (2013). Composição química do óleo essencial e avaliação da atividade antimicrobiana do óleo essencial, extrato etanólico bruto e frações das folhas de Spiranthera odoratissima A. St. -Hil. Revista Brasileira de Plantas Medicinais, 15 (2), 225-229. https://doi.org/10.1590/S1516-05722013000200009.
Comunian, T. A., & Favaro, C. S. T. (2016). Microencapsulation using biopolymers as an alternative to produce food enhanced with phytosterols and omega-3 fatty acids: A review. Food Hydrocolloids, 61, 442-457. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2016.06.003.
Cornelio, V. E., Maluf, F. V., Fernandes, J. B., Silva, M. F. G. F., Oliva, G., Guido, R. V. C., & Vieira, P. C. (2017). Isolation of tiliroside from Spiranthera odoratissima as inhibitor of Trypanosoma cruzi glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase by using bioactivity-guided fractionation. Journal of the Brazilian Chemical Society, 28 (3), 512-519. https://doi.org/10.21577/0103-5053.20160315.
Costa, J. M. G., Borges, S. V., Hijo, A. A. C. T., Silva, E. K., Marques, G. R., Cirillo, M. Â., & Azevedo, V. M. (2013). Matrix structure selection in the microparticles of essential oil oregano by spray dryer. Journal of Microencapsulation, 30 (8), 717-727. https://doi.org/10.3109/02652048.2013.778909.
Daza, L. D., Fujita, A., Fávaro-Trindade, C. S., Rodrigues-Ract, J. N., Granato, D., & Genovese, M. I. (2016). Effect of spray drying conditions on the physical properties of Cagaita (Eugenia dysenterica DC.) fruit extracts. Food and Bioproducts Processing, 97, 20-29. https://doi.org/10.1016/j.fbp.2015.10.001.
Derringer, G., & Suich, R. (1980). Simultaneous Optimization of several Response Variables. Journal of Quality Technology, 12, 214-219. https://doi.org/10.1080/00224065.1980.11980968.
Dias, D. O., Colombo, M., Kelmann, R. G., Souza, T. P., Bassani, V. L., Teixeira, H. F., Veiga, V. F., Limberger, R. P., & Koester, L. S. (2012). Optimization of headspace solid-phase microextraction for analysis of β-caryophyllene in a nanoemulsion dosage form prepared with copaiba (Copaifera multijuga Hayne) oil. Analytica Chimica Acta, 721, 79-84. https://doi.org/10.1016/j.aca.2012.01.055.
Edris, A. E., Kalemba, D., Adamiec, J., & Piątkowski, M. (2016). Microencapsulation of Nigella sativa oleoresin by spray drying for food and nutraceutical applications. Food Chemistry, 204, 326–333. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.02.143.
Felix, P. H. C., Birchal, V. S., Botrel, D. A., Marques, G. R., & Borges, S. V. (2017). Physicochemical and thermal stability of microcapsules of cinnamon essential oil by spray drying. Journal of Food Processing and Preservation, 41 (3), 1-9. https://doi.org/10.1111/jfpp.12919.
Fernandes, R. V. B., Borges, S. V., & Botrel, D. A. (2014). Gum arabic/starch/maltodextrin/inulin as wall materials on the microencapsulation of rosemary essential oil. Carbohydrate Polymers, 101, 524-532. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.09.083.
Fernandes, R. V. B., Botrel, D. A., Silva, E. K., Borges, S. V., Oliveira, C. R., Yoshida, M. I., Feitosa, J. P. A., & Paula, R. C. M. (2016). Cashew gum and inulin: New alternative for ginger essential oil microencapsulation. Carbohydrate Polymers, 153, 133-142. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.07.096
Frascareli, E. C., Silva, V. M., Tonon, R. V., & Hubinger, M. D. (2012). Effect of process conditions on the microencapsulation of coffee oil by spray drying. Food and Bioproducts Processing, 90 (3), 413-424. https://doi.org/10.1016/j.fbp.2011.12.002.
Galdino, P. M., Nascimento, M. V. M., Florentino, I. F., Lino, R. C., Fajemiroye, J. O., Chaibub, B. A., Paula, J. R., Lima, T. C. M., & Costa, E. A. (2012). The anxiolytic-like effect of an essential oil derived from Spiranthera odoratissima A. St. Hil. leaves and its major component, β-caryophyllene, in male mice. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry, 38 (2), 276-284. https://doi.org/10.1016/j.pnpbp.2012.04.012.
Gharsallaoui, A., Roudaut, G., Chambin, O., Voilley, A., & Saurel, R. (2007). Applications of spray-drying in microencapsulation of food ingredients: An overview. Food Research International, 40 (9), 1107-1121. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2007.07.004.
Gonçalves, A., Estevinho, B. N., & Rocha, F. (2016). Microencapsulation of vitamin A: A review. Trends in Food Science & Technology, 51, 76-87. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2016.03.001.
Guzmán, I. V., Martínez, O., & Martínez, B. (2013). Characterization of new sources of derivative starches as wall materials of essential oil by spray drying. Food Science and technologie, 33 (4), 757-764. https://doi.org/10.1590/S0101-20612013000400023.
Hermanto, R. F., Khasanah, L. U., Kawiji; Atmaka, W.; Manuhara, G. J. & Utami, R. (2016). Physical characteristics of cinnamon oil microcapsule. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 107, 1-9. https://doi.org/10.1088/1757-899X/107/1/012064.
Jarald, E. E., Sheeja, E., Parial, S., Arya, H., & Bajpai, A. (2008). Morphoanatomy of stems of Murraya koenigii Spreng. Journal of Biological Sciences, 8 (3), 654-658. https://doi.org/10.3923/jbs.2008.654.658.
Koç, M., Güngör, Ö., Zungur, A., Yalçn, B., Selek, İ., Ertekin, F. K., & Ötles, S. (2015). Microencapsulation of extra virgin olive oil by spray drying: effect of wall materials composition, process conditions, and emulsification method. Food and Bioprocess Technology, 8 (2), 301-318. https://doi.org/10.1007/s11947-014-1404-9.
Littringer, E. M., Mescher, A., Eckhard, S., Schröttner, H., Langes, C., Fries, M., Griesser, U., Walzel, P., & Urbanetz, N. A. M. (2012). Spray drying of mannitol as a drug carrier-the impact of process parameters on product properties. Drying Technology, 30 (1), 114-124. https://doi.org/10.1080/07373937.2011.620726.
Mahdavi, S. A., Jafari, S. M., Assadpoor, E., & Dehnad, D. (2016). Microencapsulation optimization of natural anthocyanins with maltodextrin, gum Arabic and gelatin. International Journal of Biological Macromolecules, 85, 379-385. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2016.01.011.
Marques, G. R., Fernandes, R. V. B., Borges, S. V., & Botrel, D. A. (2016). Influence of spray-drying conditions on physical and morphological characteristics of microencapsulated benzoic acid. Food and Bioprocess Technology, 9 (12), 1969-1978. https://doi.org/10.1007/s11947-016-1784-0.
Martins, I. M., Barreiro, M. F., Coelho, M., & Rodrigues, A. E. (2014). Microencapsulation of essential oils with biodegradable polymeric carriers for cosmetic applications. Chemical Engineering Journal, 245, 19-200. https://doi.org/10.1016/j.cej.2014.02.024.
Matos, L. G., Santos, L. D. A. R., Vilela, C. F., Pontes, I. S., Tresvenzol, L. M. F., Paula, J. R., & Costa, E. (2003). Atividades analgésica e/ou antiinflamatória da fração aquosa do extrato etanólico das folhas da Spiranthera odoratissima A. St. Hillaire (manacá). Revista Brasileira de Farmacognosia, 13, 15-16. https://doi.org/10.1590/S0102-695X2003000300006.
Matos, L. G., Fiuza, T. S., Tresvenzol, L. M. F., Rezende, M. H., Bara, M. T. F., Silveira, E. N., Costa, E. A., & Paula, J. (2014). Estudo farmacognóstico de folhas e raízes da Spiranthera odoratissima A. St. -Hil. (Rutaceae). Revista Brasileira de Plantas Medicinais, 16 (3), 574-584.
Oliveira, W. O., & Petrovick, P. R. (2010). Secagem por aspersão (spray drying) de extratos vegetais: bases e aplicações. Revista Brasileira de Farmacognosia, 20 (4), 641-650. https://doi.org/10.1590/S0102-695X2010000400026.
Oliveira, J. A., Lima, R. K., Monteforte, P. T., Marques, E. A., Coelho, A. D., Gavilanes, M. L., Zanzini, A. P., & Carvalho, A. L. (2020). Ansiolytic effect of essential oils: a review on pre-clinical and clinical studies. Research, Society and Development, 9 (9), 1-22. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v9i9.7716
Pires, F. C. S., & Pena, R. S. (2017). Optimization of spray drying process parameters for tucupi powder using the response surface methodology. Journal of Food Science and Technology, 54 (11), 3459–3472. https://doi.org/10.1007/s13197-017-2803-5.
Ramos, M. F. D. S. (2006). Desenvolvimento de microcápsulas contendo a fração volátil de copaíba por spray-drying: estudo de estabilidade e avaliação farmacológica.. Tese de Doutorado. Faculdade de Farmácia de Ribeirão Preto.
Reineccius, G. A. (2004). The spray drying of food flavors. Drying Technology, 22 (6), 1289-1324. https://doi.org/10.1081/DRT-120038731.
Ribeiro, M. F. W., Laurentino, L. S., Alves, C. R., Rocha Bastos, M. D. S., Costa, C. J. M., Canuto, K. M., & Furtado, R. F. (2015). Chemical modification of gum arabic and its application in the encapsulation of Cymbopogon citratus essential oil. Journal of Applied Polymer Science, 132 (8), 1-7. https://doi.org/10.1002/app.41519.
Rosas, J. C., Ferreira-Grosso, C. R., Gómez-Aldapa, C. A., Rangel-Vargas, E., Rodríguez-Marín, M. L., Guzmán-Ortiz, F. A., & Falfan-Cortes, R. N. (2017). Food Research International. Recent advances in microencapsulation of natural sources of antimicrobial compounds used in food - A review. Food Research International Journal, 102, 575-587. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2017.09.054.
Santana, A. A., Oliveira, R. A., Pinedo, A. A., Kurozawa, L. E., & Park, K. J. (2013). Microencapsulation of babassu coconut milk. Food Science and Technology, 33 (4), 737-744. https://doi.org/10.1590/S0101-20612013000400020.
Santana, A. A., Cano-Higuita, D. M., Oliveira, R. A., & Telis, V. R. N. (2016). Influence of different combinations of wall materials on the microencapsulation of jussara pulp (Euterpe edulis) by spray drying. Food Chemistry, 212, 1-9. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.05.148.
Shamaei, S., Sadegh, S., Aghbashlo, M., Tsotsas, E., & Kharaghani, A. (2017). Microencapsulation of walnut oil by spray drying : Effects of wall material and drying conditions on physicochemical properties of microcapsules. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 39, 101-112. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2016.11.011.
Silva, J. S., & Felfili, J. M. (2012). Floristic composition of a conservation area in the Federal District of Brazil. Brazilian Journal of Botany, 35 (4), 385-395. https://doi.org/10.1590/S0100-84042012000400011.
Singh, A., & Van D. M. G. (2016). Spray drying formulation of amorphous solid dispersions. Advanced Drug Delivery Reviews, 100, 27-50. https://doi.org/10.1016/j.addr.2015.12.010.
Souza, S. J. O., Ferri, P. H., Fiuza, T. S., Borges, L. L., & Paula, J. R. (2018). Chemical composition and seasonality variability of the Spiranthera odoratissima volatile oils leaves. Brazilian Journal of Pharmacognosy, 28, 16-20. https://doi.org/10.1016/j.bjp.2017.10.010.
Souza, A. O., Bessa, D. H. R. F., Fernandes, C. C., Pereira, P. S., Martins, C. H. G., & Miranda, M. L. D. (2020). Phytochemical screening of extracts from Spiranthera odoratissima A. St.-Hil. (Rutaceae) leaves and their in vitro antioxidant and anti-Listeria monocytogenes activities. Acta Scientiarum Biological Sciences, 42, 1-10. https://doi.org/10.4025/actascibiolsci.v4i1.51881
Subtil, S. F., Rocha-Selmi, G. A., Thomazini, M., Trindade, M. A., Netto, F. M., & Favaro-Trindade, C. S. (2014). Effect of spray drying on the sensory and physical properties of hydrolysed casein using gum arabic as the carrier. Journal of Food Science and Technology, 51 (9), 2014-2021. https://doi.org/10.1007/s13197-012-0722-z.
Tan, L. H., Chan, L. W., & Heng, P. W. S. (2005). Effect of oil loading on microspheres produced by spray drying. Journal of Microencapsulation, 22 (3), 253-259. https://doi.org/10.1080/02652040500100329.
Trezenzol, L. M., Paula, J. R., Ricardo, A. F., Ferreira, H. D., & Zatta, D. T. (2006). Estudo sobre o comércio informal de plantas medicinais em Goiânia e cidades vizinhas. Revista Eletrônica de Farmácia, 3 (1), 23-28.
Turasan, H., Sahin, S., & Sumnu, G. (2015). Encapsulation of rosemary essential oil. Food Science and Technology, 64 (1), 112-119. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2015.05.036.
Wei, L. J. (1978). The Adaptive Biased Coin Design for Sequential Experiments. The Annals of Statistics, 6 (1), 92-100.
Verde, G. M. V., Paula, J. R., & Caneiro, D. M. (2003). Levantamento etnobotânico das plantas medicinais do cerrado utilizadas pela população de Mossâmedes (GO ). Brazilian Journal of Pharmacognosy, 13, 64-66. https://doi.org/10.1590/S0102-695X2003000300024
Victória, R., Fernandes, B., Borges, S. V., & Botrel, D. A. (2013). Influence of spray drying operating conditions on microencapsulated rosemary essential oil properties. Ciência e Tecnologia de Alimentos, 33 (1), 171-178. https://doi.org/10.1590/S0101-20612013000500025
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2021 Sônia Júlia Oliveira de Souza; Leonardo Luiz Borges; Tatiana de Sousa Fiuza; Suzana Ferreira Alves; Luiz Carlos da Cunha; Jerônimo Raimundo de Oliveira Neto; Stone de Sá; Joelma Abadia Marciano de Paula; José Realino de Paula
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.
