Biossorção de compostos bioativos de extrato vegetais em celulose bacteriana

Abstract

Resumo: A celulose bacteriana (CB) pode ser considerada um excelente sistema de entrega de compostos ativos devido à sua alta capacidade de sorção de água e nanocompósitos. A inserção de moléculas exógenas na CB através da modificação ex-situ pode melhorar e/ou incorporar novas propriedades na membrana. Nesse contexto, avaliou-se o processo de biossorção, visando a máxima incorporação de compostos fenólicos de uma solução ternária de origem vegetal (chá branco, hibisco e bagaço de uva) na membrana CB produzida pela bacteria Gluconacetobacter xylinus. Além disso, avaliou-se a caracterização da membrana relacionada às propriedades físicas e químicas. A membrana biossorvida apresentou compostos fenólicos totais (CFT) de 64,89 mg L-1 e alta capacidade antioxidante através de diferentes ensaios colorimétricos (FRAP: 130,7 mg L-1, DPPH: 83,4 mg L-1, ABTS: 158,6 mg L-1, TBARS: 234,2 mg L-1). Os testes físicos também indicaram que a membrana biossorvida apresentou alta capacidade de absorção de água (560,77 ± 180,97 %), estabilidade térmica (350 °C), baixa permeabilidade ao vapor de água (5,15 × 10-6 g.m-1.s-1.Pa-1) e propriedades mecânicas melhoradas quando comparadas a CB-Controle. Estes resultados sugerem que a biossorção de compostos fenólicos em CB aumenta eficientemente a funcionalidade bioativa e potencializa as características da membrana física. Portanto, a celulose bacteriana enriquecida com compostos bioativos apresenta-se como um polímero que pode ser indicado para ampla aplicação em diferentes segmentos industriais (biomédico, alimentício, farmacêutico e cosmético).

Abstract: Bacterial cellulose (BC) can be considered an excellent delivery system of active compounds due to its high-water sorption capacity and nanocomposites. The insertion of exogenous molecules into BC through ex-situ modification can improve and/or incorporate new properties into the membrane. In this context, the biosorption process was evaluated, aiming at the maximum incorporation of phenolic compounds of a ternary solution of plant origin (white tea, hibiscus, and grape pomace) in the BC membrane produced by bacteria Gluconacetobacter xylinus. Additionally, the characterization of the membrane relating to physical and chemical properties was evaluated. The biosorbed membrane showed total phenolic compounds (TPC) of 64.89 mg L-1 and high antioxidant capacity through different colorimetric assays (FRAP: 130.7 mg L-1, DPPH: 83.4 mg L-1, ABTS: 158.6 mg L--1, TBARS: 234.2 mg L-1). The physical tests also indicated that the biosorbed membrane presented high water absorption capacity (560.77 ± 180.97 %), thermal stability (350 °C), low water vapor permeability (5.15 × 10-6 g.m-1.s-1.Pa-1) and improved mechanical properties when compared to BC-Control. These results suggest that the biosorption of phenolic compounds in BC efficiently increases bioactive functionality and improves physical membrane characteristics. Therefore, bacterial cellulose enriched with bioactive compounds is a polymer that can be indicated for wide application in different industrial segments (biomedical, food, pharmaceutical and cosmetic).