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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38244| Título: | Análise cinética da dissolução de microcápsulas de pectina extraídas do mesocarpo de maracujá (Passiflora edulis) |
| Título(s) alternativo(s): | Kinetic analysis of the dissolution of pectin microcapsules extracted from passion fruit mesocarp (Passiflora edulis) |
| Autor(es): | Cavalli, Luiz Manoel Goffi |
| Orientador(es): | Schmitz, Ana Paula de Oliveira |
| Palavras-chave: | Maracujá Pectina Revestimentos - Processos Fenóis Passion fruit Pectin Coating processes Phenols |
| Data do documento: | 30-Jun-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Francisco Beltrao |
| Citação: | CAVALLI, Luiz Manoel Goffi. Análise cinética da dissolução de microcápsulas de pectina extraídas do mesocarpo de maracujá (Passiflora edulis). 2025. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2025. |
| Resumo: | O processo de microencapsulação tornou-se alvo de diversos estudos nos últimos anos, e é definido pela inserção de um princípio ativo em um núcleo envolto por um agente encapsulante, possibilitando uma liberação controlada no meio. O presente trabalho teve como foco a avaliação da cinética de dissolução de microcápsulas de alginato de sódio e pectina extraída do mesocarpo de maracujá (Passiflora edulis), utilizando de ácido gálico como material encapsulado de referência para compostos fenólicos. O trabalho abordou o processo desde a obtenção e avaliação da pectina extraída do mesocarpo do maracujá, até sua aplicação como agente encapsulante em conjunto com o alginato de sódio por meio de gelificação iônica em solução de cloreto de cálcio. Além disso, analisou-se eventual liberação do ácido gálico em cada etapa, com a cinética observada sob condições de pH similares as do estômago humano durante o processo de dissolução. A pectina foi extraída sob condições controladas de temperatura e pH, tendo em vista a obtenção de alto grau de esterificação, sendo submetida a precipitação alcóolica, lavagem com acetona e secagem. Parte da amostra foi subsequentemente desesterificada, a fim de comparar a aplicação da pectina de alto e baixo grau de esterificação (DE) no processo de encapsulação. As amostras foram posteriormente caracterizadas por meio de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier com Reflectância Total Atenuada (FTIR-ATR), possibilitando a verificação de aspectos morfológicos da pectina extraída e grupos funcionais presentes nas amostras analisadas. Foram utilizadas ambas as pectinas extraída (PE) e desesterificada (PD) para a produção de microcápsulas, sendo feito o comparativo de seu comportamento com a pectina comercial (LM) em cada etapa. A cinética de liberação de ácido gálico durante a etapa de gotejamento e reticulação utilizando solução de cloreto de cálcio 2% (m/v) foi avaliada, observando-se liberação rápida e concentração constante após pico inicial em aproximadamente 43 μg/mL em todos os experimentos realizados. A dissolução das microcápsulas ocorreu utilizando-se ácido clorídrico (0,1 mol/L), a fim de simular condições gástricas, e comparada com o comportamento visto em água destilada. A partir dos resultados obtidos, observou-se uma rápida liberação inicial (atingindo concentração de equilíbrio em aproximadamente 30 minutos), com decaimento na velocidade de liberação de ácido gálico após intervalos iniciais. As concentrações de ácido gálico no meio estabilizaram-se em cerca de 8, 4 e 14 μg/mL para a dissolução das microcápsulas feitas com as pectinas LM, PE e PD, respectivamente. Foi verificada ainda relação entre o grau de esterificação reduzido da pectina e uma maior estabilidade das cápsulas após o processo de secagem, com microcápsulas produzidas utilizando-se pectina de alto grau de esterificação (PE) apresentando rompimentos frequentes e menor capacidade de retenção de ácido gálico em seu núcleo, comparada a pectina de baixo grau de esterificação (PD). Os resultados obtidos no estudo apontam para a viabilidade do mesocarpo do maracujá como fonte sustentável de obtenção de pectina, bem como a sua aplicação na encapsulação de compostos fenólicos de interesse biomédico. |
| Abstract: | The process of microencapsulation has become a target of many studies in the past few years, and is defined by the insertion of an active ingredient in a core wrapped in an encapsulating agent, allowing for a controlled release in the medium. This study focused on the evaluation of the dissolution kinetics of microcapsules using sodium alginate and pectin extracted from passion fruit mesocarp (Passiflora edulis), using gallic acid as a reference encapsulated material for phenolic compounds. The study addressed the process from the obtaining and evaluation of pectin extracted from passion fruit mesocarp, up until its application as an encapsulating agent together with sodium alginate through ionic gelation in calcium chloride solution. Furthermore, the release of gallic acid was evaluated at each stage, with the kinetics observed under pH conditions similar to those of the human stomach during the dissolution process. The pectin was extracted under controlled temperature and pH conditions, in order to obtain a high degree of esterification, and was subjected to alcoholic precipitation, washing with acetone and eventual drying. Part of the sample was subsequently de-esterified in order to compare the application of high and low degree of esterification (DE) pectin in the encapsulation process. The samples were therefore characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy with Attenuated Total Reflectance (FTIR-ATR), enabling the verification of expected functional groups in the analyzed samples. Both pectin samples extracted (PE) and deesterified (PD) were used to produce microcapsules, and their behavior was compared with commercial pectin (LM) at each stage. The release kinectics of galic acid during the dripping and reticulation steps using a calcium chloride 2% (m/v) solution was evaluated, noting a rapid release and constant concentration after the initial peak at approximately 43 μg/mL in all experiments carried out. The dissolution of the microcapsules occurred using hydrochloric acid (0.1 mol/L) in order to simulate gastric conditions, and compared with the behavior observed in distilled water. Based on obtained results, a rapid initial release was observed (obtaining a balance concentration at approximately 30 minutes), with a decay in the rate of gallic acid release after initial intervals. The concentration of galic acid in the medium stabilized at approximately 8, 4 and 14 μg/mL for the dissolution of microcapsules produced with LM, PE and PD pectin, respectively. A relationship was also observed between the reduced degree of pectin esterification and greater stability of the capsules after the drying process, with microcapsules produced using high-degree esterification pectin (PE) presenting frequent ruptures and lower gallic acid retention capacity in their core when in comparison with low-degree esterification pectin (PD). The results obtained in the study indicate the viability of passion fruit mesocarp as a sustainable source for obtaining pectin, as well as its application in the encapsulation of phenolic compounds of biomedical interest. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38244 |
| Aparece nas coleções: | FB - Engenharia Química |
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