Produção de nanohidrogéis a partir de proteínas do leite

Abstract

Os nanohidrogéis podem ser incorporados em vários produtos (alimentos, cosméticos e farmacêuticos, por exemplo) com o objectivo de proteger um composto bioactivo ou melhorar as propriedades dos produtos comerciais. Tendo como objectivo a aplicação de nanohidrogéis em alimentos, é necessário que estes sejam formados por elementos edíveis, como as proteínas do leite. O principal objectivo desta tese, foi a formação de nanohidrogéis recorrendo à utilização de proteínas e ao uso de um sal. O cloreto de ferro foi usado como um agente gelificante, essencial na produção dos nanohidrogéis, mas também pelo facto do ferro (carente em muitos seres humanos) possuir a capacidade de se ligar à lactoferrina e poder ser usado como um suplemento alimentar. Para a produção dos nanohidrogéis foram testados vários factores: pH, temperatura de aquecimento, tempo de aquecimento, concentração de proteína e de sal. Após a formação dos nanohidrogéis foi feita a sua caracterização (estudo da estabilidade dos nanohidrogéis ao longo do tempo, ao pH, à temperatura e resistência à liofilização, pela avaliação do tamanho, do índice de polidispersividade e pela carga eléctrica; estudo da morfologia pela Microscopia Electrónica de Transmissão e Microscopia de Força Atómica; estudo da estrutura dos nanohidrogéis pela Espectroscopia de Infravermelhos com Transformada de Fourier e estudo da eficiência de ligação do ferro aos nanohidrogéis). Verificou-se que a formação dos nanohidrogéis é possível através das condições usadas (0,2 % lactoferrina, pH 7, 75 °C, 20 minutos, 0,035 mol/L FeCl3), permitindo uma ligação ao ferro eficaz (cerca de 20 %). Os nanohidrogéis mostraram ser estáveis durante 12 semanas, à temperatura (4 – 60 °C) e ao pH (2 – 11). De uma forma geral, pode-se concluir que os nanohidrogéis desenvolvidos podem ser usados na indústria alimentar.

Nanohydrogels can be incorporated into various products (foods, cosmetics and pharmaceuticals, for example) in order to protect a bioactive compound or improve properties of commercial products. With the aim of applying nanohydrogels in food, it’s necessary that they are made of edible components such as milk proteins. The main objective of this thesis was the formation of nanohydrogels through the use of proteins and the use of a salt. Iron chloride was used as gelling agent, which is essential in the nanohydrogels production, but also because of the iron (it lack in many humans) have the ability to bind to lactoferrin and can be used as a food supplement. For nanohydrogels production several factors were tested: pH, heating temperature, heating time, protein and salt concentration. After nanohydrogels formation, it was made their characterization (nanohydrogels stability study over time, pH, temperature and resistance to lyophilization by size, polydispersity index and the electric charge evaluating; morphological study by Transmission Electronic Microscopy and Atomic Force Microscopy; nanohydrogels structure studies by Fourier Transform Infrared Spectroscopy and efficiency study of iron binding to nanohydrogels). It was found that the formation of nanohydrogels is made possible by the conditions used (0.2 % lactoferrin, pH7, 75 °C, 20 minutes, 0.035 mol/L FeCl3), allowing an iron binding effectively (around 20 %). Nanohydrogels shown to be stable for 12 weeks, temperature (4 – 60 °C) and pH (2 – 11). In general, it can be concluded that the nanohydrogels developed can be used in the food industry.