A microencapsulação tem demonstrado amplamente seu valor para inúmeras e diversas aplicações industriais. No artigo, analisamos quatro técnicas avançadas de microencapsulação e explicamos por que consideramos que, no contexto dos próximos anos, elas terão um interesse crescente em alimentos e bebidas, cosméticos e farmácia para a inovação em produtos.
A microencapsulação envolve um processo no qual substâncias bioativas são envolvidas com um material de revestimento para criar microcápsulas ou micropartículas agregadas. Esse processo visa protegê-las de agentes externos que possam comprometer sua estabilidade (temperaturas extremas, pH, umidade, luz, etc.). Assim, conseguimos manter sua viabilidade, controlar sua liberação até que atinjam seu alvo e até modificar suas propriedades.
As vantagens da microencapsulação incluem:
- Maior eficácia dos ingredientes ativos.
- Maior duração do efeito de uma substância ativa.
- Seleção do momento de liberação.
- Redução de aromas e sabores indesejáveis.
- Separação de ingredientes dentro da mesma matriz.
- Estabilização de microrganismos.
- Redução da dosagem.
- Gestão de líquidos em formato sólido.
Todos estes aspetos explicam porque a microencapsulação é cada vez mais reconhecida como uma solução de valor para o desenvolvimento de produtos inovadores, com propriedades avançadas, eficazes, seguras e mais saudáveis. Representa também uma opção interessante para a redução dos custos dos processos industriais.
Se pretende conhecer melhor as diferenças entre as principais técnicas de microencapsulação, pode descarregar a nossa tabela comparativa com as suas aplicações, vantagens e considerações-chave.
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5 técnicas de microencapsulação para inovação em alimentos, cosméticos e farmácia
Como resultado de mais de uma década de pesquisa e desenvolvimento tecnológico no campo da microencapsulação, na AINIA estamos adotando cada vez mais várias técnicas de microencapsulação que nos permitem superar as limitações atuais no uso dessa tecnologia. Embora existam muitas outras, selecionamos aquelas que consideramos mais poderosas no contexto dos próximos anos e explicamos por quê.
1. Microencapsulação por Spray Cooling, Spray Chilling, Spray Congealing ou Spray Freezing
A necessidade de formar encapsulados com materiais de revestimento lipídico (tipo óleo) é impulsionada principalmente por aplicações relacionadas ao setor farmacêutico ou a certos tipos de compostos ativos alimentares.
Isso ocorre porque, em geral, os revestimentos lipídicos proporcionam proteção contra as condições do estômago. Também são uma alternativa adequada para produtos encapsulados destinados à liberação desencadeada por temperatura, como ingredientes de panificação, entre outros.
Por exemplo, compostos ativos encapsulados em biscoitos, bolos, etc., são incluídos durante a preparação e perderiam sua atividade se não estivessem revestidos.
Estamos falando de aplicações com revestimentos insolúveis em ambientes aquosos, que requerem o desenvolvimento de processos de spray cooling ou chilling, bem como o desenvolvimento de equipamentos industriais para aplicar esses processos em escala industrial.
2. Microencapsulação por Spray Drying com Solventes Orgânicos em Ambiente Inerte
O uso de altas temperaturas em processos de desidratação para compostos ativos termosensíveis, e o uso de materiais de revestimento não solúveis em água, são outros tipos de limitações para certas aplicações.
Há casos em que os materiais de revestimento a serem usados se dissolvem melhor em um meio etanódico ou outro tipo de solvente não aquoso. Também pode ocorrer que o composto a ser encapsulado esteja dissolvido em um solvente orgânico.
No entanto, ambas as questões podem ser resolvidas com processos e equipamentos para microencapsulação com solventes orgânicos. Esse tipo de processo e equipamento facilita a solubilização de materiais de revestimento não hidrofílicos e também permite a evaporação em pontos de fusão mais baixos que o da água.
O desenvolvimento desses tipos de processos de microencapsulação com solventes orgânicos em meio inerte, assim como a definição dos equipamentos necessários para seu uso em escala industrial, é crucial para levar ao mercado esses tipos de produtos, limitados por tecnologias mais convencionais.
3. Microencapsulação por gelificação iónica
Em aplicações onde se pretende a encapsulação de compostos sensíveis ao calor, hidrossolúveis ou com interesse funcional em matrizes aquosas, a gelificação iónica apresenta-se como uma técnica eficaz, versátil e altamente compatível com ambientes alimentares, cosméticos ou farmacêuticos.
Este processo baseia-se na interação de biopolímeros, como o alginato, com catiões multivalentes, como o cálcio, formando estruturas tipo gel que encapsulam o composto ativo. As microesferas obtidas permitem melhorar a estabilidade do ativo face à oxidação, ao pH ou à humidade, além de facilitar a sua libertação controlada em função do meio de aplicação (por exemplo, o trato digestivo).
A técnica de gelificação iónica opera em condições suaves, em meio aquoso e à temperatura ambiente, o que a torna especialmente útil para ingredientes termossensíveis, probióticos, vitaminas ou extratos vegetais. Além disso, possibilita o desenvolvimento de formulações em diferentes formatos (microesferas, cápsulas, pérolas) e pode ser integrada com outras tecnologias para posterior secagem ou aglomeração.
Esta técnica exige o desenvolvimento de sistemas que garantam uma distribuição homogénea do tamanho das partículas e uma elevada eficiência de encapsulação, aspetos em que já existe experiência e capacidade a nível piloto e industrial.
4. Microencapsulação com Fluidos Supercríticos
Outro grupo de limitações dos processos convencionais está presente em produtos que degradam muito rapidamente sob condições de temperatura leve, ou em casos onde o uso de solventes orgânicos não é possível ou requer um controle preciso das distribuições de tamanho de partículas ou da estrutura das partículas.
Nesses produtos, uma alternativa que pode ser adequada é a encapsulação com fluidos supercríticos. Além disso, a integração de processos de extração com processos de microencapsulação utilizando fluidos supercríticos, em um único processo combinado, permitiria a proteção de compostos com contato mínimo com o oxigênio, sendo particularmente adequada para substâncias facilmente oxidáveis.
Um exemplo é a extração de limoneno, um composto ativo com grande poder antioxidante encontrado na casca da laranja, e sua encapsulação em ciclodextrinas, um tipo de açúcar com grandes cavidades em sua estrutura molecular.
5. Microencapsulação e Agregação de Microencapsulados
Finalmente, também se trabalha para enfrentar as limitações existentes nas tecnologias de encapsulação em relação ao tamanho das partículas.
Às vezes, um tamanho de partícula muito pequeno dificulta o manuseio em escala industrial. Esse tipo de partículas faz com que o produto em pó se comporte de forma excessivamente fluida, gerando problemas de transporte, formação de aerossóis no ar…
Um exemplo é a agregação de partículas para um manuseio mais eficiente e seguro nas indústrias de conservantes e aditivos naturais que produzem sólidos de pequeno tamanho.
Além disso, às vezes é interessante uma redissolução subsequente do produto em meio aquoso, tornando a formação de aglomerados que facilitem a redispersão aquosa do produto uma opção vantajosa.
