Desenvolvimento de sistemas nanoestruturados contendo polieletrólitos para veiculação de peptídeos antimicrobianos

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Wienke, Solange Hubner
• Orientador(a): Brandelli, Adriano
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Lipossomos; Nisina; Surfactina; Polieletrólitos; Atividade antimicrobiana
• Palavras-chave em Inglês: Liposomes; Nisin; Surfactin; Polyelectrolytes; Antimicrobian activity
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/289979

O uso de peptídeos antimicrobianos naturais como compostos bioativos alimentares é uma alternativa viável para entrega de produtos seguros para consumo e de boa qualidade. O uso de nanoestruturas tem demonstrado potencial como carreadores de peptídeos antimicrobianos em alimentos, a fim de aumentar a vida útil de produtos com menor uso de conservantes químicos. Nanolipossomas contendo nisina e surfactina foram preparados por hidratação de filme, com fosfatidilcolina de soja e colesterol (PC), recobertos com os polieletrólitos catiônicos quitosana, maltodextrina e poli-L-lisina (PLL). Os nanolipossomas encapsulados apresentaram eficiência de encapsulação (EE) acima de 90%, baixo diâmetro médio das partículas e índice de polidispersão, com boa estabilidade durante um período de 60 dias sob refrigeração (4 °C). A encapsulação de nisina gerou uma EE de 88,94%, aumentando para (≥ 93,37%) quando se deu o uso de recobrimento com polieletrólitos. O diâmetro médio das nanoestruturas foi em torno de 100 nm, variando de 93 a 116 nm, com polidispersão entre 0,20 e 0,41, com visível aumento de tamanho após a incorporação dos polieletrólitos. O potencial zeta dos lipossomas encapsulados (com ou sem revestimento) foi de ±6,5 a ±32,7 mV. Em um segundo momento, as características térmicas dos nanolipossomas foram estudadas por análise termogravimétrica (TGA), onde as amostras foram submetidas a uma temperatura de (0 - 600 ºC) e por calorimetria exploratória diferencial (DSC), onde as amostras foram submetidas a ciclos de temperatura (-20 - 200 °C). Como resultado, foi observada a melhora da estabilidade térmica dos lipossomas recobertos por polieletrólitos, sendo a associação de nisina/quitosana o lipossoma que se destacou devido a menor degradação das nanoestruturas sob efeito da temperatura utilizada. Em um quarto momento, as mudanças estruturais foram avaliadas, por FTIR. Como resultado, foi observada a melhora da estabilidade térmica dos lipossomas recobertos por polieletrólitos, sendo a associação de nisina/quitosana o lipossoma que se destacou devido a menor degradação das nanoestruturas sob efeito da temperatura utilizada. Em um quarto momento, as mudanças estruturais foram avaliadas, por FTIR. Como resultado foi observada grande presença de picos predominantemente da fosfatidilcolina, o que já era esperado, devido sua majoritariedade na nanoestrutura. A presença de polieletrólitos na superfície dos lipossomas foi observada pelas interações intermoleculares entre estas substâncias, os fosfolipídios e a nisina, sendo percebidos a partir dos resultados das características físicas e térmicas. A atividade antimicrobiana foi avaliada em um quarto momento, avaliada contra três diferentes tipos de bactérias Gram-positivas (L. monocytogenes, S. aureus e B. cereus) e duas bactérias Gram-negativas (E. Coli e S. Enteritidis), em placas de ágar BHI, ágar leite integral e desnatado. A melhor atividade antimicrobiana foi encontrada para os lipossomas contendo nisina, contra L. monocytogenes, seguida de B. cereus, sendo possível visualizar a melhora da atividade na presença dos polieletrólitos catiônicos (de 3200 a 6400 UA.mL-1) destacando-se a quitosana, seguida da PLL e maltodextrina catiônica. O recobrimento de maltodextrina catiônica gerou atividade máxima testada para L. monocytogenes e B. Cereus, demosntrando a melhora da atividade com a presença do recobrimento no nanolipossoma. Nanoestruturas contendo surfactina apresentaram menor atividade antimicrobiana, contra todas as bactérias avaliadas, porém boa estabilidade durante o período de 30 dias. A PLL se destacou na encapsulação de surfactina, apresentando 400 UA.mL-1 na aplicação de E. Coli e S. Enteritidis. A atividade antimicrobiana foi mais eficiente quando aplicado em ágar leite, demonstrando resposta positiva para uso destas nanoestruturas em alimentos, gerando atividade máxima testada nos nanolipossomas contendo nisina com recobrimento de polieletrólitos quando aplicado contra as bactérias L. monocytogenes e B. cereus. Dentre os tipos de leite avaliados, o leite desnatado se destacou em alguns momentos com a melhora da atividade antimicrobiana, o que pode ser explicado pela composição do alimento. O recobrimento dos polieletrólitos catiônicos maltodextrina e PLL em nanolipossomas contendo nisina ou surfactina não foi relatado anteriormente. A surfactina encapsulada, agindo como antimicrobiano, em nanolipossomas alimentares é inovador neste trabalho e seus resultados são um ponto de partida para novas pesquisas. Portanto, pode-se observar que a encapsulação de nisina e surfactina em lipossomas recobertos com polieletrólitos catiônicos tem potencial para uso na liberação controlada de peptídeos antimicrobianos em alimentos, como o leite.