Óleo essencial de cravo encapsulado como microbicida natural

Abstract

O encapsulamento é uma técnica utilizada para impedir alterações em componentes bioativos, que são instáveis e podem sofrer oxidação ou volatilização, como o óleo essencial de cravo (OEC). Esse óleo pode ser utilizado como agente antimicrobiano natural para aplicação na indústria do couro, para evitar a modificações prejudiciais na superfície e nas propriedades físico-mecânicas dos couros. Neste trabalho foi avaliado o desenvolvimento de cápsulas de OEC em diferentes concentrações (1 a 10%) sintetizado pelo método de extrusão, utilizando alginato de sódio (1 e 3%) e gelatina (1%), como encapsulantes e pelo método sol-gel utilizando tetraetoxisilano (TEOS) como precursor da sílica, como encapsulante. Avaliou-se a atividade antimicrobiana do óleo livre e encapsulado. As cápsulas foram caracterizadas quanto ao seu tamanho e suas propriedades químicas, texturais e estruturais. Os resultados obtidos foram promissores, pois foi observada forte atividade antibacteriana do OEC livre através do halo de inibição no método de difusão: Staphylococcus aureus (36 mm) e Escherichia coli (19 mm). Quando encapsulado, o OEC exibiu halos de inibição de 18 a 34 mm contra S. aureus e de 12 a 17 mm contra E. coli. A atividade antifúngica foi testada com a cápsula com sílica, que inibiu o crescimento do fungo Aspergillus niger com halo de inibição de 22 a 50 mm, com o aumento da concentração de óleo. De acordo com o tamanho, foram desenvolvidas microcápsulas de alginato de 2 mm (com 3% de alginato) e 0,02 mm (com 1% de alginato) e nanocápsulas de sílica com distribuição bimodal na faixa de diâmetro de 39 a 50 nm e 100 a 200 nm. Através da liberação controlada pode-se constatar que o óleo encapsulado foi liberado gradativamente ao longo do tempo e em 24 h liberou 100 % da sua concentração. A análise estrutural no FTIR mostrou as interações entre o OEC e os encapsulantes. As cápsulas desenvolvidas podem ser utilizadas para liberação controlada do microbicida natural. As cápsulas gelationosas de alginato de sódio e gelatina, por serem de dimensões maiores, podem ser utilizadas diretamente nos produtos de couro acabados, como dispositivos antimicrobianos para evitar o crescimento de fungos durante o armazenamento. As cápsulas de sílica em pó, por terem dimensões mais reduzidas, podem ser aplicadas durante o processamento do couro.

Encapsulation is a technique used to prevent changes in bioactive components, which are unstable and can undergo oxidation or volatilization, such as clove essential oil (CEO). This oil can be used as a natural antimicrobial agent for application in the leather industry, to avoid damaging changes to the surface and physical-mechanical properties of leathers. In this work, the development of CEO capsules in different concentrations (1 to 10%) synthesized by the extrusion method was evaluated, using sodium alginate (1 and 3%) and gelatin (1%), as encapsulants and by the sol-gel method using tetraethoxysilane (TEOS) as a precursor to silica, as an encapsulant. The antimicrobial activity of free and encapsulated oil was evaluated. The capsules were characterized in terms of their size and their chemical properties, textural and structural. The results obtained were promising, since strong antibacterial activity of the free CEO was observed through the inhibition halo in the diffusion method: Staphylococcus aureus (36 mm) and Escherichia coli (19 mm). When encapsulated, the CEO exhibited inhibition halos of 18 to 34 mm against S. aureus and 12 to 17 mm against E. coli. The antifungal activity was tested with the silica capsule, which inhibited the growth of the fungus Aspergillus niger with an inhibition halo of 22 to 50 mm, with an increase in the oil concentration. According to the size, 2 mm (with 3% alginate) and 0.02 mm (with 1% alginate) alginate microcapsules and silica nanocapsules with bimodal distribution in the 39 to 50 nm diameter range were developed and 100 to 200 nm. Through the controlled release it can be seen that the encapsulated oil was released gradually over time and in 24 hours it released 100% of its concentration. The structural analysis in the FTIR showed the interactions between the CEO and the encapsulants. The developed capsules can be used for controlled release of the natural microbicide. The gelatinous capsules of sodium alginate and gelatin, because they are larger, can be used directly in finished leather products, as antimicrobial devices to prevent the growth of fungi during storage. The powdered silica capsules, due to their smaller dimensions, can be applied during leather processing.