Extração e fracionamento de óleo essencial de piper hispidinervum e produção de nanoemulsão e nanocápsulas: experimentos e modelagem

Abstract

A pimenta-longa (Piper hispidinervum) é um arbusto da família Piperaceae encontrada em grande quantidade no vale do rio Acre. Estudos com o óleo essencial desta planta comprovam sua atividade amebicida diante do Acanthamoeba polyphaga, atividade nematicida frente à Meloidogyne javanica e atividade carrapaticida frente a larvas de Rhipicephalus (Boophilus) microplus. Apesar destas propriedades promissoras, a alta volatilidade, a baixa solubilidade em água e a suscetibilidade à degradação por agentes físicos e químicos podem comprometer a atividade biológica dos óleos essenciais, fomentando assim o estudo sobre novas formas de aplicação, encapsulação e liberação controlada, e de proteção dos seus constituintes ativos. O objetivo geral deste trabalho é realizar a extração e o fracionamento do extrato volátil da Piper hispidinervum e a produção de nanoemulsão e nanoencapsulas com posterior estudo de liberação. A etapa extração por arraste a vapor concluiu que o efeito da variação da pressão de operação não variou significativamente o rendimento do processo e a composição do óleo essencial e o fracionamento do óleo essencial teve como resultado a obtenção de frações com diferentes composições dos compostos majoritários safrol e terpinoleno. As nanoemulsões preparadas apresentaram uma boa estabilidade e as nanocápsulas de policaprolactona contendo o OE de pimenta-longa obtiveram resultados satisfatórios quanto ao índice de polidispersão, tamanho de partícula e eficiência de encapsulação. Os perfis de evaporação da nanoemulsão e das nanocápsulas indicaram que a alteração na volatilidade do óleo essencial promovida pelo revestimento físico das nanocápsulas foi muito pequena e a modelagem matemática proposta apresentou uma boa representação dos dados experimentais.

The Piper hispidinervum is a shrub of the family Piperaceae found in great quantity in the valley of the river Acre. The essential oil of this plant demonstrate its amebicidal activity against Acanthamoeba polyphaga, nematicidal activity against Meloidogyne javanica and carrapaticidal activity against Rhipicephalus (Boophilus) microplus larvae. Despite these promising properties, high volatility, low solubility in water and susceptibility to degradation by physical and chemical agents can compromise the biological activity of essential oils, thus promoting the study of new forms of application, encapsulation and controlled release, and protection of its active constituents. The objective of this work is to perform the extraction and fractionation of the volatile extract of Piper hispidinervum and the production of nanoemulsion and nanocapsules with subsequent release study. The extraction step concluded that the effect of the change in operating pressure did not significantly change the yield of the process and the composition of the essential oil. The fractionation of the essential oil resulted in the obtaining of fractions with different compositions of the safrol and terpinolene. The nanoemulsions had good stability and the polycaprolactone nanocapsules obtained satisfactory results in terms of particle size and encapsulation efficiency. The evaporation profiles of the nanoemulsion and nanocapsules indicated that the change in the volatility of the essential oil promoted by the physical coating of the nanocapsules was very small and the proposed mathematical model presented a good representation of the experimental data.