Microencapsulação de própolis por coacervação complexa

Propolis is a resinous product produced by honey bees from plant sources. This beekeeping product has attracted interest from the food, pharmaceutical and cosmetic industries due to its various pharmacological properties, such as anti-inflammatory, healing, anesthetic, anticarcinogenic properties, among others. The method of microencapsulation of compounds of interest has wide applicability, being characterized as an effective and extremely important method for preserving compounds, protecting them against adverse environmental and/or processing conditions. The application of propolis in foods is still limited, as in addition to being soluble in alcohol, it has an astringent flavor and strong aroma. In addition to the advantages related to stability and maintenance of the functionality of the compounds of interest, microencapsulation can enable the masking of unwanted flavors. Thus, such technology can be seen as a good strategy to reduce problems related to the incorporation of propolis into foods. The objective of the present study was to microencapsulate propolis extract by complex coacervation, using whey proteins and gum arabic, and drying the capsules obtained in an oven, evaluating the effect of pH and proportion of biopolymers on yield. of microcapsules; characterizing the propolis microcapsules produced regarding morphology, humidity, color, hygroscopicity, water solubility, density, content of bioactive compounds, water activity and antioxidant and antimicrobial activities; prepare and evaluate propolis extract for the content of bioactive compounds, antioxidant and antimicrobial activity; evaluate the release kinetics of total phenolic compounds and total flavonoids in different media and evaluate the stability of the propolis microcapsule during storage under different conditions over 90 days. The encapsulation process was evaluated in terms of yield and efficiency. The content of bioactive compounds (total phenolics and total flavonoids), as well as their antioxidant activity by DPPH and FRAP methods and antimicrobial activity, were determined in free and encapsulated propolis extracts. The microcapsules obtained were characterized. The release kinetics of phenolic compounds were evaluated in acidic media (1% acetic acid, pH 2.7 at 37 °C) and neutral media (0.1 mol/L phosphate buffer, pH 7.1 at 25 °C) and the stability of bioactive compounds was evaluated in terms of total phenolic and total flavonoid contents for 90 days. From the results obtained, it was verified that coacervation at pH 4.0 and biopolymers ratio of 3:1 (whey protein and gum arabic) resulted in higher yield (87.33%) and high encapsulation efficiency (80.3%). The microcapsules presented well-defined walls, irregular shapes and sizes, apparent density (0.56 g/mL) in accordance with values observed for powdered foods, low values of water activity (0.30%), humidity (6.7 %), hygroscopicity (3.2%) and water solubility (25.04%). The microcapsules presented IB, 〖h^*〗_ab* e 〖c^*〗_ab values equal to 72.8 ± 1.7; 1.5 ± 0.0 and 19.0 ± 1.1, respectively, tending from red (+a* = 1.0 ± 0.2) to yellow (+b* = 19.0 ± 1.0) more intensely, and presented a lighter color (luminity L* = 81.12 ± 1.62). Propolis extracts and capsules had total phenolic content > 15.9 mg EAG/g, total flavonoids > 0.4 mg EQ/g and antioxidant activity. However, no antimicrobial activity was found against the pathogenic microorganisms tested (Salmonella typhimurium, Escherichia coli and Staphyloccoccus aureus) for the free and encapsulated extracts. In a neutral medium, the retention of phenolic compounds is higher than in a acid medium. The microcapsules showed good conservation of phenolic compounds over 90 days at 25 °C and -75 °C, with a more pronounced reduction in bioactive compounds in capsules stored at 25 °C compared to capsules stored at -75 °C. The results obtained in this study bring perspectives for the use of encapsulated propolis extract in food formulations as a potential additive.

A própolis é um produto resinoso produzido por abelhas melíferas a partir de fontes vegetais. Tal produto apícola tem atraído interesse das indústrias de alimentos, farmacêutica e cosmética devido às suas diversas propriedades farmacológicas, como ação anti-inflamatória, cicatrizante, anestésica, anticarcinogênica, entre outras. O método de microencapsulação de compostos de interesse possui ampla aplicabilidade, caracterizando-se como um método eficaz e de extrema importância na preservação dos compostos, protegendo-os contra condições adversas do meio e/ou do processamento. A aplicação da própolis em alimentos ainda é limitada, pois além de ser solúvel em álcool, possui sabor adistringente e aroma forte, somado às vantagens relacionadas à estabilidade e manutenção da funcionalidade dos compostos de interesse, a microencapsulação pode possibilitar o mascaramento de sabores indesejados. Assim, tal tecnologia pode ser vista como uma boa estratégia para reduzir os problemas relacionados à incorporação da própolis em alimentos. O objetivo do presente estudo foi microencapsular o extrato de própolis por coacervação complexa, empregando-se proteínas do soro do leite e goma arábica, e processo de secagem das cápsulas obtidas em estufa, avaliando o efeito do pH e da proporção de biopolímeros sobre o rendimento de microcápsulas; caracterizando as microcápsulas de própolis produzidas quanto a morfologia, umidade, cor, higroscopicidade, solubilidade em água, densidade, teor de compostos bioativos, atividade de água e atividades antioxidantes e antimicrobiana; elaborar e avaliar o extrato de própolis quanto ao teor de compostos bioativos, atividade antioxidante e antimicrobiana; avaliar a cinética de liberação dos compostos fenólicos totais e flavonoides totais em diferentes meios e avaliar a estabilidade da microcápsula de própolis ao longo do armazenamento sob diferentes condições ao longo de 90 dias. O processo de encapsulação foi avaliado em termos do rendimento e eficiência. Foram determinados, nos extratos de própolis livre e encapsulado, o conteúdo de compostos bioativos (fenólicos totais e flavonoides totais), bem como sua atividade antioxidante pelos métodos de DPPH e FRAP e atividade antimicrobiana. As microcápsulas obtidas foram caracterizadas. A cinética de liberação de compostos fenólicos foi avaliada em meio ácido (ácido acético a 1%, pH 2,7 a 37 °C) e meio neutro (tampão fosfato 0,1 mol/L, pH 7,1 a 25 °C) e a estabilidade dos compostos bioativos foi avaliada em termos dos teores de fenólicos totais e flavonoides totais durante 90 dias. A partir dos resultados obtidos, verificou-se que a coacervação em pH 4,0 e proporção de biopolímeros de 3:1 (proteína de soro do leite e goma arábica) resultou em maior rendimento (87,33 %) e elevada eficiência de encapsulação (80,3 %). As microcápsulas apresentaram paredes bem definidas, formas e tamanhos irregulares, densidade aparente (0,56 g/mL) de acordo com valores observados para alimentos em pó, baixos valores de atividade de água (0,30 %), umidade (6,7 %), higroscopicidade (3,2 %) e solubilidade em água (25,04 %). As microcápsulas apresentaram valores de IB, 〖h^*〗_ab* e 〖c^*〗_ab iguais a 72,8 ± 1,7; 1,5 ± 0,0 e 19,0 ± 1,1, respectivamente, tendendo do vermelho (+a* = 1,0 ± 0,2) para o amarelo (+b* = 19,0 ± 1,0) de forma mais intensa, e apresentaram coloração mais clara (luminosidade L* = 81,12 ± 1,62). Os extratos e as cápsulas de própolis apresentaram conteúdo fenólicos totais > 15,9 mg EAG/g, flavonoides totais > 0,4 mg EQ/g e atividade antioxidante. No entanto, não foi verificada atividade antimicrobiana contra os microrganismos patogênicos testados (Salmonella typhimurium, Escherichia coli e Staphyloccoccus aureus) para os extratos livres e encapsulado. Verificou-se maior retenção dos compostos fenólicos quando em meio neutro quando comparado ao meio ácido. As microcápsulas apresentaram boa conservação dos compostos fenólicos ao longo de 90 dias a 25 °C e -75 °C, tendo uma redução dos compostos bioativos mais acentuada nas cápsulas armazenadas a 25 °C em comparação às cápsulas estocadas a -75 °C. Os resultados obtidos neste estudo trazem perspectivas para a utilização de extrato de própolis encapsulado em formulaçães alimentícias como potencial aditivo.