Essential oils as natural food additives: stabil-ity and safety / Óleos essenciais como aditivos alimentares naturais: estabilidade e segurança / Aceites esenciales como aditivos alimentarios naturales: estabilidad y seguridad

Essential oils are volatile aromatic liquids derived from the secondary metabolism of plants, consisting of a complex mixture of different active compounds. Several medicinal plants are sources for the extraction of essential oils, being recognized as safe (GRAS) by the FDA (Food and Drug administration). The use of essential oils as possible food preservatives has been gaining ground in research due to their antioxidant and antibacterial activities, important characteristics in food preservation and also to the population's interest in consuming healthier products. Essential oils are a promising alternative for the food industry, as they act to control pathogenic and deteriorating bacteria. Compared to synthetic chemical preservatives, essential oils are generally safer, but have low stability, so encapsulation is a way to protect them from adversities. This review aims to demonstrate the effectiveness, stability and safety of essential oils and their use in food matrices.

Os óleos essenciais são líquidos aromáticos voláteis derivados do metabolismo secundário das plantas, sendo constituído por uma mistura complexa de diferentes compostos ativos. Diversas plantas medicinais são fontes de extração de óleos essenciais sendo reconhecidos como seguros (GRAS) pelo FDA (Food and Drug administration). A utilização de óleos essenciais como possíveis conservantes em alimentos vem ganhando espaço nas pesquisas devido a suas atividades antioxidantes e antibacterianas, características importantes na preservação de alimentos e também ao interesse da população em consumir produtos mais saudáveis. Os óleos essenciais são uma alternativa promissora para a indústria de alimentos, pois atuam no controle de bactérias patogênicas e deteriorantes. Em comparação com os conservantes químicos sintéticos, os óleos essenciais geralmente são mais seguros, porém apresentam baixa estabilidade, deste modo a encapsulação é uma forma de protegê-los de adversidades. Esta revisão tem como objetivo demonstrar a efetividade, estabilidade e a segurança dos óleos essenciais e seu uso em matrizes alimentares.

Los aceites esenciales son líquidos aromáticos volátiles derivados del metabolismo secundario de las plantas, constituidos por una mezcla compleja de diferentes compuestos activos. Varias plantas medicinales son fuentes para la extracción de aceites esenciales, siendo reconocidas como seguras (GRAS) por la FDA (Administración de Alimentos y Medicamentos). El uso de aceites esenciales como posibles conservantes de alimentos ha ido ganando terreno en las investigaciones debido a sus actividades antioxidantes y antibacterianas, características importantes en la conservación de alimentos y también al interés de la población por consumir productos más saludables. Los aceites esenciales son una alternativa prometedora para la industria alimentaria, ya que actúan para controlar las bacterias patógenas y deteriorantes. En comparación con los conservantes químicos sintéticos, los aceites esenciales son generalmente más seguros, pero tienen baja estabilidad, por lo que la encapsulación es una forma de protegerlos de las adversidades. Esta revisión tiene como objetivo demostrar la eficacia, estabilidad y seguridad de los aceites esenciales y su uso en matrices alimentarias.

Microencapsulation and co-encapsulation of bioactive compounds for application in food: challenges and perspectives / Microencapsulação e co-encapsulação de compostos bioativos para aplicação em alimentos: desafios e perspectivas

ABSTRACT: The availability of different food products containing bioactive compounds promotes their inclusion in the daily diet of consumers. However, the effective and safe delivery of such products requires certain precautions to ensure their preservation, stability, and bioavailability when consumed. Microencapsulation is a great alternative, which is a method capable of protecting different bioactive compounds, including probiotic cells, prebiotic compounds, and some antioxidant substances such as phenolic compounds, anthocyanins, flavonoids, and vitamins. Therefore, this study aimed to perform a literature review and present different alternatives to make bioactive compounds viable through microencapsulation, increase their stability and viability when applied in different food matrices, and address the existing challenges regarding their effectiveness.

RESUMO: A oferta de diferentes produtos alimentícios que contenham compostos bioativos facilita a sua inserção na dieta como parte do dia a dia do consumidor. No entanto, para que estes compostos sejam entregues de forma segura e eficaz, o uso de certos meios se torna necessário para garantir sua preservação, estabilidade e biodisponibilidade quando consumidos. Com esta finalidade, apresenta-se como uma grande alterativa a microencapsulação, que é um método capaz de fornecer proteção a diferentes compostos bioativos, que incluem células probióticas, compostos prebióticos, e algumas substâncias antioxidantes como compostos fenólicos, antocianinas, flavonoides, vitaminas, dentre outros e garantir uma melhor efetividade na sua entrega. O objetivo deste trabalho foi realizar uma revisão apresentando formas de viabilizar os compostos bioativos através da microencapsulação, para aumentar sua estabilidade e viabilidade diante da aplicação em diferentes matrizes alimentícias, além de abordar os desafios existentes para a sua efetividade.

Desenvolvimento e caracterização de nanocápsulas poliméricas contendo carvacrol para inibição de Salmonella enteritidis / Development and characterization of polymeric nanocapsules containing carvacrol for inhibition from Salmonella enteritidis

Avaliou-se caracterização físico-química, ação bactericida e estabilidade de nanocápsulas poliméricas de Eudragit contendo carvacrol preparadas utilizando técnica de deposição interfacial do polímero pré-formado. As nanocápsulas apresentaram diâmetro médio de 146 nm, PDI de 0,181 e potencial zeta de + 23,44 mV e a concentração bactericida mínima necessária para inativar Salmonella Enteritidis foi de 0,331 mg/mL. A solução contendo nanocápsulas manteve suas características físico-químicas e atividade bactericida inalteradas durante os 45 dias do teste de estabilidade, demonstrando características promissoras para o desenvolvimento de um sanitizantes para uso em indústria produtora de ovos e frigorífico de aves.

Reverse phase high-performance liquid chromatography for quantification of hydroxymethylnitrofurazone in polymeric nanoparticles

Hydroxymethylnitrofurazone (NFOH) is a new compound with potential leishmanicidal and trypanocidal activity. Despite its effectiveness, the formulators have to overcome its poor aqueous solubility. Recently, polymeric nano-scale drug delivery systems have proposed for the treatment of neglected diseases. As several studies have confirmed the advantages of such formulations, and this approach provides new analytical challenges, including the need to detect trace amounts of the drug. A suitable method was developed and validated for NFOH determination bound to poly (n-butylcyanoacrylate) (PBCA) nanoparticles. The chromatographic separation was achieved using a C18 column maintained at 25 ºC and an isocratic mobile phase consisting of water and acetonitrile: 80:20 (v/v) at a flow rate of 1.2 mL min-1 and UV-detection at 265 nm. Investigated validation parameters included selectivity, linearity, accuracy, precision and robustness (changes in column temperature, mobile phase composition and flow). The method was specific, the peak of NFOH had no interference with any nanoparticle excipients and no co-elution with main degradation product (nitrofurazone). Linearity was over the range of 0.94 13.11 μg mL-1 (r2=0.999). The method was accurate and precise, recovery of 100.7%, RSD of 0.4%; intra-day and inter-day RSD range 9.98-9.99 μg mL-1 and 0.3% to 0.5%, respectively. Robustness confirmed that method could resist the applied changes. Application of the optimized method revealed an encapsulation efficiency of 64.4% (n=3). Therefore, the method was successfully developed and validated for the determination of the encapsulation efficiency of NFOH-PBCA nanoparticles.

Hidroximetilnitrofural (NFOH) é um novo composto que possui atividade leishmanicida e tripanomicida potencial. Um método apropriado foi desenvolvido e validado para a determinação de NFOH em nanopartículas de poli(n-butil cianoacrilato) (PBCA). A separação cromatográfica foi obtida usando uma coluna C18 (5 µm de tamanho de partícula, 4,6 mm de diâmetro e 150 mm de comprimento), mantida a 25 °C, fase móvel composta de água e acetonitrila 80:20 (v/v), fluxo de 1,2 mL min- 1 e detecção por UV a 265 nm. Investigaram-se os seguintes parâmetros de validação: seletividade, linearidade, exatidão, precisão e robustez (mudanças na temperatura de coluna, proporção da fase móvel e fluxo). O método mostrou-se específico, o pico de NFOH não apresentou interferência dos picos provenientes dos excipientes das nanopartículas e separado do principal produto de degradação (nitrofural). A linearidade foi obtida na faixa de 0,94-13,11 μg mL- 1 (r2=0,999). O método mostrou exatidão (recuperação de 100,7%, DPR de 0,4 %) e precisão (intra-dia e inter-dia, 9,98-9,99 μg mL- 1 e DPR 0,3% a 0,5%, respectivamente). A robustez provou que o método pode resistir às mudanças propostas. Aplicação do método otimizado revelou eficiência de encapsulação de 64,4% (n=3). Portanto, o método foi desenvolvido e validado com sucesso para a determinação da eficiência de encapsulação de nanopartículas de NFOH-PBCA.

Determination of amphotericin B in PLA-PEG blend nanoparticles by HPLC-PDA

In this work, we developed and validated an effective reversed-phase HPLC method with photodiode array (PDA) detection for the quantitative analysis of amphotericin B (AmB) in poly(lactide)-poly(ethylene glycol) (PLA-PEG) blend nanoparticles. Chromatographic runs were performed on a reverse phase C18 column using a mobile phase comprising a 9% acetic acid and acetonitrile mixture (40:60, v/v) under isocratic elution with a flow rate of 1 mL/min. AmB was detected at a wavelength of 408 nm. The validation process was performed considering the selectivity, linearity, precision, accuracy, robustness, limit of detection (LOD) and limit of quantitation (LOQ) of the method. A concentration range of 1-20 µg/mL was used to construct a linear calibration curve. The LOQ and LOD were 55 and 18 ng/mL, respectively. The mean recovery of AmB from the samples was 99.92% (relative standard deviation (RSD) = 0.34%, n=9), and the method was robust for changes in the flow rate of the mobile phase (maximum RSD=4.82%). The intra- and inter-assay coefficients of variation were less than 0.59%. The method was successfully used to determine the entrapment efficiency of AmB in PLA-PEG blend nanoparticles.

Neste trabalho desenvolveu-se e validou-se um efetivo método por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) em fase reversa com detecção por fotodiodos para a análise quantitativa de anfotericina B (AmB) em nanopartículas compostas por blendas de poli(ácido lático)-polietilenoglicol (PLA-PEG). Corridas cromatográficas foram realizadas sob coluna C18 de fase reversa com fase móvel consistindo de ácido acético 9% e acetonitrila (40:60, v/v), em eluição isocrática com fluxo de 1 mL/min. A AmB foi detectada no comprimento de onda de 408 nm. O processo de validação foi realizado considerando a seletividade, linearidade, precisão, exatidão, robustez, limite de detecção (LD) e limite de quantificação (LQ) do método. Uma faixa de concentração entre 1-20 µg/mL foi usada para obter a curva-padrão linear. Os valores de LD e LQ foram 55 e 18 ng/mL, respectivamente. A recuperação média da AmB a partir das amostras foi de 99,92% (desvio padrão relativo = 0,34%, n=9) e o método foi robusto, considerando alterações no fluxo da fase móvel (desvio padrão relativo máximo=4,82%). Os coeficientes de variação intra e inter dia foram inferiores a 0,59%. O método foi utilizado com sucesso para a determinação da eficiência de encapsulação da AmB em nanopartículas de PLA-PEG.

Microencapsulação de probióticos: avanços e perspectivas / Microencapsulation of probiotics: progress and prospects

Devido aos seus efeitos benéficos, os probióticos têm sido incorporados nos mais diversos alimentos, incluindo iogurtes, queijos, sorvetes, leites fermentados e sobremesas congeladas. No entanto, existem ainda diversos problemas com relação à viabilidade e resistência das culturas probióticas nesses alimentos. Neste artigo de revisão, são abordados os aspectos tecnológicos utilizados na microencapsulação de probióticos que permitem aumentar a sua viabilidade durante a fermentação, processamento e utilização nos produtos comerciais. A microencapsulação de bactérias probióticas pode ser utilizada para aumentar a viabilidade durante o processamento, como também para liberá-las de maneira controlada no trato gastrointestinal.

Because of their health benefits, probiotics have been incorporated into a range of dairy products, including yogurts, soft-, semi-hard and hard cheeses, ice cream, milk powders and frozen dairy desserts. However, there are still several problems with respect to the low viability of probiotic bacteria in dairy foods. This review focuses mainly on current knowledge and techniques used in the microencapsulation of probiotic microorganisms to enhance their viability during fermentation, processing and utilization in commercial products. Microencapsulation of probiotic bacteria can be used to enhance the viability during processing, and also for the targeted delivery in gastrointestinal tract.

Current and projected applications of nanotechnology in the food sector: [review] / Aplicações atuais e futuras da nanotecnologia no setor alimentício: [revisão]

The prospects for applications of nanotechnology to the food sector have become more apparent over the last few years. Nanotechnology applications are expected to bring changes to the food sector, including improved production and processing techniques, improved food contact materials, modification of taste, texture and sensation, monitoring food quality and freshness, reduced fat content, enhanced nutrient absorption, and improved traceability and security of food products. A variety of food ingredients, additives, encapsulation systems and food contact materials is already available in some countries and the market for nanotechnology-derived food products and food contact materials is expected to grow worldwide. However, no clear information about the actual use of nanotechnology in the food industry is available and data on the benefits, improvements and risks of nanotechnology applications in the food sector as well as their economical competitiveness are still almost lacking.

Las posibilidades de aplicación de la nanotecnología al sector de alimentos se tornaron más evidentes en los últimos años. Se espera que su empleo introduzca cambios en el sector de alimentos, incluyendo aumentos de productividad; perfeccionamiento de los procesos; mejora de los materiales de contacto con alimentos; modificaciones de sabor, textura y sensación; vigilancia de la calidad y el frescor; reducción del contenido de grasa; aumento de la absorción de nutrientes y perfeccionamiento de la trazabilidad y seguridad de los productos alimenticios. Una variedad de ingredientes de alimentos, aditivos, sistemas de encapsulación y materiales de contacto con los alimentos ya están disponibles en algunos países y se espera que el mercado de productos alimenticios con origen en la nanotecnología aumente en todo el mundo. Sin embargo, no existe en el momento información sobre como la nanotecnología esta siendo usada en la industria de alimentos, ni datos sobre los beneficios, progresos y riesgos de su aplicación al sector de alimentos o de la competitividad económica de esta tecnología.

As perspectivas de aplicações da nanotecnologia ao setor alimentício se tornaram mais aparentes nos últimos anos. Espera-se que as aplicações da nanotecnologia trarão mudanças ao setor, incluindo técnicas aperfeiçoadas de produção e processamento, materiais que têm contato com o alimento melhorados, modificação de sabor, textura e sensação, monitoria da qualidade e frescor dos alimentos, reduzido teor de gordura, absorção de nutrientes aumentada, e melhor rastreabilidade e segurança dos produtos alimentícios. Uma variedade de ingredientes, aditivos, sistemas de encapsulação e materiais que entram em contato com o alimento já estão disponíveis em alguns países e espera-se que o mercado para produtos alimentícios derivados da nanotecnologia e materiais que entram em contato com os alimentos cresça mundialmente. Entretanto, não há claras informações disponíveis sobre o real uso da nanotecnologia na indústria de alimentos e dados sobre os benefícios, melhorias e riscos da aplicação da nanotecnologia na indústria de alimentos, bem como sua competitividade econômica ainda são quase ausentes.