Liberação de Benzoato de Cálcio de Filmes de Alginato de Sódio Reticulados com Íons Cálcio
Release of Calcium Benzoate from Films of Sodium Alginate Crosslinked with Calcium Ions
Turbiani, Franciele R. B.; Kieckbusch, Theo G.; Gimenes, Marcelino L.
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282011005000034
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.21, n3, p.175-181, 2011
Resumo
Biofilmes confeccionados à base de alginato de sódio foram reticulados com íons Ca++ provenientes de duas fontes, cloreto e benzoato de cálcio, e continham glicerol como plastificante. Inicialmente, devido ao alto poder gelificante do Ca++, um filme de baixo grau de reticulação foi confeccionado por casting (1º estágio). Esse filme sofreu uma reticulação complementar por imersão em uma solução contendo de 3 a 7% de CaCl2.2H2O, além de glicerol (2º estágio). A liberação de benzoato de cálcio foi avaliada em diferentes concentrações de agente ativo no filme e dois níveis de reticulação do alginato. O mecanismo envolvido no processo de difusão foi investigado usando o modelo da Lei de Potência. Os resultados indicaram que a difusão de benzoato de cálcio em filmes de alginato apresenta características de comportamentos Fickiano e não-Fickiano. Os coeficientes de difusão efetivos obtidos usando a solução em série derivada da 2ª Lei de Fick são próximos aos valores obtidos pela solução em tempos curtos, com valores de difusividade efetiva do benzoato variando de 3 a 5.10–7 cm2/s. Os valores de difusividade diminuíram com o aumento da intensidade de reticulação e aumentaram com a concentração de benzoato no filme.
Palavras-chave
Alginato, biofilmes, benzoato de cálcio, coeficiente de difusão, reticulação, liberação
Abstract
Alginate-based biofilms were reticulated with Ca++ supplied by two sources, calcium chloride and benzoate, and using glycerol as plasticizer. The strong gelling power of the Ca++ ions hindered smooth casting procedures, so that films with low degree of reticulation were initially manufactured (1st stage). These films were further crosslinked with an excess of Ca++ by immersion in a solution of 3 to 7% of CaCl2.2H2O (2nd stage). The release of sorbate was evaluated considering different active agent concentrations in the film and two levels of alginate crosslinking. The mechanism involved in the diffusional process was investigated using the Power Law Model. The results indicated that potassium sorbate diffusion in alginate films has characteristics of Fickian and non-Fickian behavior. Effective diffusion coefficients obtained using the solution in series derived from Fick’s Second Law are close to values obtained with the short-time solution, with effective diffusivities varying from 3 to 5 × 10–7 cm2/s. The diffusivity values decreased with the degree of reticulation and increase with benzoate concentration in the film.
Keywords
Alginate, biofilms, calcium benzoate, diffusion coefficient, crosslinking, release
References
1. Scott, G. – Polym. Degrad. Stab., 68, p.1 (2000).
2. Buonocore, G. G.; Conte, A.; Corbo, M. R.; Sinigaglia, M. & Del Nobile, M. A. – Innov. Food Sci. Emerg. Technol., 6, p.459 (2005).
3. Cherian, G.; Gennadios, A.; Weller, C. & Chinachoti, P. Cereal Chemist., 72, p.1 (1995).
4. Han, J. H. - Food Technol., 54, p.56 (2000).
5. Quattara, B.; Simard, R.; Piette, G.; Begin, A. & Holley, R. – J. Food Sci., 65, p.768 (2000).
6. Coma, V.; Sebti, I.; Pichavant, F.; Pardon, P. & Deschamps, A. – J. Food Protec., 64, p.470 (2001).
7. King, A. & Brown, H. - Food Hydrocoll., 2, p.115 (1983).
8. Moe, S. T.; Draget, K. I.; Skjak-Braek, G. & Smidsrød, O. – “Alginates”, in: Food polysaccharides and their applications, A. M. Stephen (Ed.), Marcel Dekker, New York (1995).
9. Ikeda, A., Takemura, A. & Ono, H. – Carbohyd. Polym., 42, p.421 (2000).
10. Grant, G. T.; Morris, E. R.; Rees, D. A.; Smith, P. J. C. & Thom, D. - Febs Lett., 32, p.195 (1973).
11. King, A. & Brown H. - Food Hydrocoll., 2, p.115 (1983).
12. Mancini, M.; Moresi, M. & Rancini, R. – J. Food Eng., 39, p.369 (1999).
13. Turbiani, F. R. B. – “Desenvolvimento e caracterização de filmes ativos de alginato de sódio reticulados com benzoato de cálcio”, Dissertação em Engenharia Química, Faculdade de Engenharia Química, Universidade Estadual de Campinas, Campinas (2007).
14. Rhim, J. W.; Gennadios, A.; Weller, C. L. & Hanna, M. A. – Indust. Crops Prod., 15, p.199 (2002).
15. Gontard, N.; Guilbert, S. & Cuq, J. L. – J. Food Sci., 58, p.206 (1993).
16. Bigi, A.; Panzavolta, S. & Rubini, K. - Biomaterials, 25, p.5675 (2004).
17. ASTM International – “D 82: Tensile properties of thin plastic sheeting”, Philadelpia (1995).
18. ASTM International – “E 96: Standard test methods of water vapor transmission of materials”, Philadelphia (1995).
19. Crank, J. – “The mathematics of diffusion”, 2nd ed., Clarendon Press, Oxford (1975).
20. Ozdemir, M. & Floros, J. D. Analysis and modeling of potassium sorbate diffusion through edible whey protein films. J. Food Eng., 47, p.149-155 (2001).
21. Zactiti, E. M. & Kieckbusch, T. G. – J. Food Eng., 77, p.462 (2006).
22. Pavlath, A. E.; Grossett, C.; Camirand, W. & Robertson, G. H. – J. Food Sci., 64, p.61 (1999).
23. Rajsharad, C. & Kamble, S. – “Aqueous film coating containing sodium alginate and preparation thereof”, Patent - IPC8 Class: AA61K4736FI, USPC Class: 514779-12/(2008).
24. Kim, K. W.; Ko, C. J. & Park, H. J. – J. Food Sci., 67, p.218 (2002).
25. Rhim, J. W. - Lebensm. Wiss. Technol., 37, p.323 (2004).
26. Al-Musa, S.; Abu Fara, D. & Badwan, A. A. – J. Control. Release, 57, p.223 (1999).
27. Zactiti, E. M. & Kieckbusch, T. G. – Packag. Technol. Sci., 22, p.349 (2009).
28. Smidsrød, O. - Faraday Discuss. Chem. Soc., 57, p.263 (1974).
29. Resmuñan-López, C. & Bodmeier, R. – J. Controll. Release, 44, p.215 (1997).
30. Krochta, J. M. & Mulder-Johnston, C. D. - Food Technol., 51, p.61 (1997).
31. Carvalho, R. A. & Grosso, C. R. F. – J. Chem. Eng., 23, p.45 (2006).
32. Batista, J. A.; Tanada-Palmu, P. S. & Grosso, C. R. F. – Cien. Tecnol. Aliment., 25, p.781 (2005).
33. Han, J. H. & Floros, J. D. – J. Food Sci., 63, p.435 (1998).
34. Flores, S.; Conte, A.; Campos, C.; Gerschenson, L. & Del Nobile, M. – J. Food Eng., 81, p.580 (2007).
35. Bodea, A. & Leucuta, S. E. – Inter. J. Pharm., 153, p.247 (1997).t
2. Buonocore, G. G.; Conte, A.; Corbo, M. R.; Sinigaglia, M. & Del Nobile, M. A. – Innov. Food Sci. Emerg. Technol., 6, p.459 (2005).
3. Cherian, G.; Gennadios, A.; Weller, C. & Chinachoti, P. Cereal Chemist., 72, p.1 (1995).
4. Han, J. H. - Food Technol., 54, p.56 (2000).
5. Quattara, B.; Simard, R.; Piette, G.; Begin, A. & Holley, R. – J. Food Sci., 65, p.768 (2000).
6. Coma, V.; Sebti, I.; Pichavant, F.; Pardon, P. & Deschamps, A. – J. Food Protec., 64, p.470 (2001).
7. King, A. & Brown, H. - Food Hydrocoll., 2, p.115 (1983).
8. Moe, S. T.; Draget, K. I.; Skjak-Braek, G. & Smidsrød, O. – “Alginates”, in: Food polysaccharides and their applications, A. M. Stephen (Ed.), Marcel Dekker, New York (1995).
9. Ikeda, A., Takemura, A. & Ono, H. – Carbohyd. Polym., 42, p.421 (2000).
10. Grant, G. T.; Morris, E. R.; Rees, D. A.; Smith, P. J. C. & Thom, D. - Febs Lett., 32, p.195 (1973).
11. King, A. & Brown H. - Food Hydrocoll., 2, p.115 (1983).
12. Mancini, M.; Moresi, M. & Rancini, R. – J. Food Eng., 39, p.369 (1999).
13. Turbiani, F. R. B. – “Desenvolvimento e caracterização de filmes ativos de alginato de sódio reticulados com benzoato de cálcio”, Dissertação em Engenharia Química, Faculdade de Engenharia Química, Universidade Estadual de Campinas, Campinas (2007).
14. Rhim, J. W.; Gennadios, A.; Weller, C. L. & Hanna, M. A. – Indust. Crops Prod., 15, p.199 (2002).
15. Gontard, N.; Guilbert, S. & Cuq, J. L. – J. Food Sci., 58, p.206 (1993).
16. Bigi, A.; Panzavolta, S. & Rubini, K. - Biomaterials, 25, p.5675 (2004).
17. ASTM International – “D 82: Tensile properties of thin plastic sheeting”, Philadelpia (1995).
18. ASTM International – “E 96: Standard test methods of water vapor transmission of materials”, Philadelphia (1995).
19. Crank, J. – “The mathematics of diffusion”, 2nd ed., Clarendon Press, Oxford (1975).
20. Ozdemir, M. & Floros, J. D. Analysis and modeling of potassium sorbate diffusion through edible whey protein films. J. Food Eng., 47, p.149-155 (2001).
21. Zactiti, E. M. & Kieckbusch, T. G. – J. Food Eng., 77, p.462 (2006).
22. Pavlath, A. E.; Grossett, C.; Camirand, W. & Robertson, G. H. – J. Food Sci., 64, p.61 (1999).
23. Rajsharad, C. & Kamble, S. – “Aqueous film coating containing sodium alginate and preparation thereof”, Patent - IPC8 Class: AA61K4736FI, USPC Class: 514779-12/(2008).
24. Kim, K. W.; Ko, C. J. & Park, H. J. – J. Food Sci., 67, p.218 (2002).
25. Rhim, J. W. - Lebensm. Wiss. Technol., 37, p.323 (2004).
26. Al-Musa, S.; Abu Fara, D. & Badwan, A. A. – J. Control. Release, 57, p.223 (1999).
27. Zactiti, E. M. & Kieckbusch, T. G. – Packag. Technol. Sci., 22, p.349 (2009).
28. Smidsrød, O. - Faraday Discuss. Chem. Soc., 57, p.263 (1974).
29. Resmuñan-López, C. & Bodmeier, R. – J. Controll. Release, 44, p.215 (1997).
30. Krochta, J. M. & Mulder-Johnston, C. D. - Food Technol., 51, p.61 (1997).
31. Carvalho, R. A. & Grosso, C. R. F. – J. Chem. Eng., 23, p.45 (2006).
32. Batista, J. A.; Tanada-Palmu, P. S. & Grosso, C. R. F. – Cien. Tecnol. Aliment., 25, p.781 (2005).
33. Han, J. H. & Floros, J. D. – J. Food Sci., 63, p.435 (1998).
34. Flores, S.; Conte, A.; Campos, C.; Gerschenson, L. & Del Nobile, M. – J. Food Eng., 81, p.580 (2007).
35. Bodea, A. & Leucuta, S. E. – Inter. J. Pharm., 153, p.247 (1997).t
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