Estudos de purificação, estabilidade oxidativa, encapsulamento e aplicação do licopeno como protetor da degradação de vitaminas em leite. / Purification studies, oxidative stability, encapsulation and application of lycopene as as protective of the vitamin degradation in milk.

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2005

RESUMO

Na primeira etapa deste trabalho foi desenvolvido e otimizado um método, através de planejamento experimental fatorial, para a obtenção de licopeno a partir de descarte de tomate. Foi necessária uma etapa preliminar para retirada de água do tomate, a qual consistiu de 4 extrações de 30 minutos cada uma com 30 mL de etanol comercial, seguido de descarte do solvente. Os carotenóides foram extraídos durante 120 minutos com acetato de etila (relação massa/volume 1:0,7) sob agitação a 150 rpm à temperatura ambiente, sendo necessário 4 extrações para obtenção de maior concentração de carotenóides totais. Este método foi utilizado para obtenção de extrato rico em licopeno a partir de 6 lotes de descarte de tomate, coletados na CEASA-Campinas no período de junho de 2002 a março de 2003. O teor de carotenóides médio, calculado como licopeno, foi de 59,2 ± 21,8 ?g/g de descarte de tomate. Através da avaliação de cor (escala CIELAB) foi verificado que o parâmetro a* foi o que mostrou melhor correlação (0,86) com a concentração de licopeno das amostras de descarte de tomate. O extrato de carotenóides rico em licopeno foi submetido a duas cristalizações sucessivas com diclorometano/etanol (1:4). A morfologia dos cristais obtidos no presente estudo e dos cristais sintéticos da DSM Nutritional Products foi avaliada por microscopia óptica polarizada e microscopia eletrônica de varredura. Ambos cristais apresentaram formas irregulares, prismáticas e alongadas. Análise por cromatografia líquida de alta eficiência com detector de arranjo de diodos (CLAE-DAD) em coluna C30 polimérica (3?m, 250 x 4,6 mm) mostrou que a pureza do all-trans-licopeno dos cristais obtidos de tomate foi de 98%, devido à presença de 5-cis, 5,5?-dicis e 13-cis-licopeno. Na etapa seguinte, foi avaliada a separação de isômeros geométricos de licopeno em cristais isomerizados termicamente e em cristais sintéticos, e de padrões sintéticos de luteína e zeaxantina, por (CLAE), utilizando colunas C18 (monomérica, 4?m, 300 x 3,9mm) e C30 (polimérica, 3?m, 250 x 4,6 mm) e diferentes fases móveis com eluição isocrática e gradiente. As melhores condições cromatográficas foram obtidas em coluna C30 com temperatura de 33oC, eluição isocrática a 1 mL/min e fase móvel com metanol (0,1% trietilamina)/éter tert-metil butílico (1:1) para separar isômeros de licopeno e (95:5) para separar luteína e zeaxantina na linha de base. A oxidação foto-sensitizada de licopeno natural com azul de metileno (MB) como sensitizador foi avaliada em sistemas-modelo orgânicos, sob diferentes temperaturas (10, 15 e 20ºC) e atmosferas (ar e nitrogênio). Através da análise por CLAE-DAD-espectrometria de massas (EM) foram identificados quatro tipos de produtos, todos derivados do licopeno: apo-carotenóides, compostos adicionados de uma ou duas moléculas com 32 unidades de massa, epóxidos e isômeros geométricos de licopeno. Em todos os sistemas o consumo do all-trans-licopeno seguiu um modelo cinético de primeira ordem. Na presença de MB e ar, o consumo de licopeno decaiu com o aumento da concentração inicial do pigmento. Na presença de antioxidante os produtos de degradação formados foram os mesmos, por outro lado, em soluções saturadas de N2 com MB e sob condições de iluminação idênticas, foi observada menor degradação do all-trans-licopeno, e os produtos de oxidação apo-6?-licopenal e epóxidos foram formados apenas em quantidades traço. Na ausência de azul de metileno houve acréscimo apenas do 13-cis-licopeno. Técnicas de encapsulamento de licopeno por ?spray-dryer? utilizando goma arábica (GA)/sacarose como material de parede e inclusão com ?-ciclodextrina (?-CD) também foram avaliadas. O processo de encapsulamento atingiu rendimento de 51 ± 1% e eficiência de 95 ± 1%. As micro-cápsulas apresentaram superfícies indentadas e formas irregulares, típicas de cápsulas de GA, porém sem falhas ou aberturas na superfície. A pureza do licopeno (% área do all-trans-licopeno) obtida por CLAE-DAD em coluna C30 foi de 96,4% antes e de 98,1% após o encapsulamento por ?spray-dryer?, devido à redução das áreas do 9-cis-, 13-cis e 1,2-epóxi-licopeno. A formação do complexo por inclusão de licopeno-?-CD ocorreu apenas quando utilizada razão molar de 1:4 e o pó obtido por liofilização apresentou coloração rósea. O licopeno não complexado ficou em torno de 50%. O pó de licopeno-?-CD apresentou estruturas volumosas, bem definidas e similares às observadas na ?-CD livre liofilizada. O licopeno apresentou pureza de 97,7% antes e de 91,3% após a obtenção do pó, devido ao aumento na área do pico correspondente aos isômeros 13-cis + 15-cis-licopeno.Na última etapa deste estudo foi avaliado o efeito da adição de licopeno encapsulado para prevenir a degradação das vitaminas A e D em leite exposto à luz. Amostras de leite desnatado comercialmente fortificadas com 4,3 ?g/mL de vitamina D3 e 0,6 ?g/mL de vitamina A foram expostas à luz fluorescente (? 8000 lux) ou mantidas no escuro a 8 ± 1ºC e 21 ± 2º ºC, na presença de ar. Ambas vitaminas mostraram-se estáveis no escuro, enquanto sob luz a velocidade de degradação da vitamina A foi maior (kobs 8oC =0,24 h-1) do que da vitamina D3 (kobs 8oC = 0,02 h-1), sendo os dados ajustados a um modelo cinético de primeira ordem. Licopeno encapsulado (ca. 2?M), obtido como descrito acima, disperso em solução aquosa contendo 0,5% de sorbato de potássio, e exposto à luz a 8ºC apresentou kobs = 0,03 h-1, também seguindo um modelo cinético de primeira ordem. A adição de licopeno encapsulado (ca. 2?M) aumentou cerca de 1,8 vezes a estabilidade das vitaminas. Entretanto, devido ao fato de que a fração de moléculas de vitamina protegidas (fVit ? 0,46) foi maior do que o valor da fração de oxigênio singlete desativada pelo licopeno (f?) e como o mesmo absorve luz na mesma região que a riboflavina, pode-se concluir que o licopeno atua combinadamente como antioxidante e filtro de luz, desativando oxigênio singlete e inibindo a formação de riboflavina no estado triplete excitado.

ASSUNTO(S)

licopeno encapsulamento

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