BR102016006496A2

BR102016006496A2 - PROCESS OF PREPARATION OF NANOPARTICLES OF PIGMENTS ENCAPSULATED IN GELATIN AND NANOPARTICLES OF PIGMENTS ENCAPSULATED IN GELATIN

Info

Publication number: BR102016006496A2
Application number: BR102016006496-1A
Authority: BR
Inventors: Moyses Lins Dantas Fábio; Souza Passos Thaís; Helena Da Rocha Leão Maria; Gomes De Lima Araújo Katia
Original assignee: Instituto Nacional De Tecnologia
Priority date: 2016-03-23
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2017-09-26
Also published as: BR102016006496A8

Abstract

processo depreparação de nanopartículas de pigmentos encapsulados em gelatina e nanopartículas de pigmentos encapsulados em gelatina. a presente invenção refere-se a um processo de preparação de nanopartículas de pigmentos encapsulados em gelatinas e as nanopartículas assim obtidas, proporcionando um meio para estabilização de corantes e pigmentos. permitindo viabilizar a aplicação de extratos de origem natural, hidrofóbicos ou hidrossolúveis, preservando a coloração vibrante que apresentam no momento da extração de suas fontes naturais. com isso, serão resolvidos os problemas relacionados à toxicologia dos corantes artificiais e, à baixa estabilidade dos corantes e extratos de pigmentos naturais, aumentando assim o potencial de aplicação em alimentos e outros produtos. o produto pode ser aplicado em alimentos de rápido preparo. além disso, pode também ser utilizado para fins farmacêuticos, cosméticos e biomédicos.process of preparation of gelatin encapsulated pigment nanoparticles and gelatin encapsulated pigment nanoparticles. The present invention relates to a process for preparing gelatin encapsulated pigment nanoparticles and the nanoparticles thus obtained, providing a means for stabilizing dyes and pigments. allowing the application of extracts of natural, hydrophobic or water soluble origin, preserving the vibrant color that they present at the time of extraction from their natural sources. This will solve the problems related to the toxicology of artificial colors and the poor stability of colorings and extracts of natural pigments, thus increasing the potential for application in food and other products. The product can be applied to fast food. In addition, it can also be used for pharmaceutical, cosmetic and biomedical purposes.

Description

Relatório Descritivo de Pedido de Patente de Invenção para “PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE NANOPARTÍCULAS DE PIGMENTOS ENCAPSULADOS EM GELATINA E NANOPARTÍCULAS DE PIGMENTOS ENCAPSULADOS EM GELATINA” [0001] A presente invenção refere-se a um processo de preparação de nanopartículas de pigmentos encapsulados em gelatinas e as nanopartículas assim obtidas.This invention relates to a process for the preparation of gelatin-encapsulated pigment nanoparticles and gelatin-coated nanoparticles. [0001] the nanoparticles thus obtained.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] A encapsulação é uma técnica que vem sendo muito utilizada na tentativa de aumentar a estabilidade dos pigmentos naturais.Encapsulation is a technique that has been widely used in an attempt to increase the stability of natural pigments.

[0003] Em produtos como a gelatina, a indústria não consegue utilizar corantes naturais, pois a adição de água quente para solubilizar a gelatina é uma etapa crucial para promover a perda total da cor e degradação desses corantes, já que são compostos sensíveis a alta temperatura. Sendo assim, esse produto recebe a adição de corantes artificiais. Entretanto, não existe um corante que simule a coloração uva. Portanto, a indústria utiliza uma combinação entre 1 ou 2 corantes vermelhos e 1 corante azul para dar ao produto uma cor característica a de uva. Os corantes artificiais apresentam cores vibrantes e grande estabilidade de cor, mas são responsáveis por gerar vários danos graves à saúde da população em geral e, por ser um aditivo, existe um índice de ingestão diária que limita o uso dessas substâncias com intuito de amenizar os danos gerados ao organismo.In products such as gelatin, the industry cannot use natural dyes as the addition of hot water to solubilize gelatin is a crucial step in promoting the total color loss and degradation of these dyes as they are high sensitive compounds. temperature. Therefore, this product receives the addition of artificial colors. However, there is no dye that simulates grape coloring. Therefore, the industry uses a combination of 1 or 2 red dyes and 1 blue dye to give the product a characteristic grape color. Artificial dyes have vibrant colors and great color stability, but are responsible for causing serious damage to the health of the general population and, as an additive, there is a daily intake index that limits the use of these substances in order to soften damage to the body.

[0004] O documento de patente US2010303913 refere-se a método para nanoencapsulação de um material hidrofóbico tal como um corante natural, mais particularmente um carotenoide. Pelo método revelado, são dispensados controles de pH ou o emprego de agentes reticulantes que apresentam toxidez. O método compreende a dispersão de um composto hidrofóbico em um solvente orgânico para formar uma solução; o método também consiste na adição de polieletrólitos aniônico e catiônico e o resfriamento quiescente da solução para formação de uma matriz capsular que irá encapsular as partículas hidrofóbicas.US2010303913 relates to a method for nanoencapsulation of a hydrophobic material such as a natural dye, more particularly a carotenoid. By the disclosed method, pH controls or the use of toxicity crosslinking agents are not required. The method comprises dispersing a hydrophobic compound in an organic solvent to form a solution; The method also consists of the addition of anionic and cationic polyelectrolytes and quiescent cooling of the solution to form a capsular matrix that will encapsulate hydrophobic particles.

[0005] Ainda que o método acima mencionado venha a apresentar significativos avanços em relação à arte, o composto hidrofóbico a ser encapsulado, mais especificamente o corante, compreende um composto previamente produzido, o que por um lado impõe um método com etapas de menor complexidade e que evita o emprego de substâncias que exibem toxidez, conforme ensinado em sua coluna 1, parágrafos 004 a 007, por outro lado é dependente da produção de corantes naturais cuja produção é signifícativamente custosa.Although the above mentioned method will make significant advances in relation to the art, the hydrophobic compound to be encapsulated, more specifically the dye, comprises a previously produced compound, which on the one hand imposes a method with less complex steps. and which avoids the use of substances which exhibit toxicity as taught in column 1, paragraphs 004 to 007, on the other hand is dependent on the production of natural dyes which are significantly costly to produce.

[0006] O documento de patente KR20100081291 refere-se a uma nanopartícula de gelatina que compreende um método cujas etapas são dissolução da nanopartículas de gelatina em água purificada a 40°C-60°C e o posterior gotejamento da gelatina dissolvia em um solvente orgânico tal como etanol, n-propanol ou metanol. O método acima enunciado não é apropriado para encapsulamento de corantes naturais os quais são sensíveis a temperaturas acima de 40°C. Os mesmos problemas são verificados nos documentos de patente KR100819184 e KR20090082560.KR20100081291 relates to a gelatin nanoparticle comprising a method whose steps are dissolving the gelatin nanoparticles in purified water at 40-60Â ° C and the subsequent gelatin dripping dissolved in an organic solvent. such as ethanol, n-propanol or methanol. The above method is not suitable for encapsulating natural dyes which are sensitive to temperatures above 40 ° C. The same problems are found in patent documents KR100819184 and KR20090082560.

[0007] O documento de patente US2008003292 refere-se a nanopartículas que consiste essencialmente de um gel de gelatina aquosa e a um método que proporciona partículas com diâmetro de cerca de 350nm e um índice de polidispersão de nanopartículas menor ou igual a 0,15 em que a gelatina é utilizada para o processo de produção. De acordo com os ensinamentos do referido documento de patente, em sua página 1 parágrafos 005 e 006, é a dificuldade de biodegradação quando no organismo - problema associado às nanopartículas compostas por compostos poliméricos sintéticos - e a distribuição uniforme destas partículas de maneira a garantir uma distribuição e transporte eficazes. Tais questões são importantes, mas restritas à produção de medicamentos.US2008003292 relates to nanoparticles consisting essentially of an aqueous gelatin gel and a method which provides particles with a diameter of about 350nm and a nanoparticle polydispersity index of less than or equal to 0.15 by weight. that gelatin is used for the production process. According to the teachings of said patent document, on page 1 paragraphs 005 and 006, it is the difficulty of biodegradation when in the body - problem associated with nanoparticles composed of synthetic polymeric compounds - and the uniform distribution of these particles to ensure a effective distribution and transport. Such issues are important but restricted to the production of medicines.

[0008] Os corantes mais utilizados nos alimentos industrializados são os sintéticos e dentre estes a legislação brasileira permite o uso de: ponceau 4R, bordeaux, amarelo crepúsculo, tartrazina, azul brilhante, vermelho 40, verde rápido, amaranto. Esses corantes são utilizados com a justificativa de tomar o produto mais atrativo, para aumentar as vendas. Entretanto, estudos vêm demonstrando a ocorrência de reações adversas a curto e longo prazo, devido ao consumo de alimentos contendo corantes artificiais. Sendo assim, já foi comprovado que essas substâncias de grande complexidade química são metabolizadas pelo organismo, gerando compostos que são responsáveis por causar asma, alergia, hiperatividade infantil e câncer. Em países como Japão, Canadá, alguns países da União Européia e EUA algumas dessas substâncias já foram banidas das indústrias alimentícias.[0008] The most commonly used colorants in processed foods are synthetics and among these Brazilian legislation allows the use of: ponceau 4R, bordeaux, twilight yellow, tartrazine, bright blue, red 40, fast green, amaranth. These dyes are used to justify making the most attractive product to increase sales. However, studies have shown the occurrence of short and long term adverse reactions due to the consumption of foods containing artificial colors. Thus, it has been proven that these substances of great chemical complexity are metabolized by the body, generating compounds that are responsible for causing asthma, allergy, childhood hyperactivity and cancer. In countries like Japan, Canada, some EU countries and the USA some of these substances have already been banned from the food industries.

[0009] As crianças são os principais consumidores de alimentos coloridos. Existe um índice de ingestão diária recomendado para cada um desses corantes artificiais, que não deve ser ultrapassado e este é calculado em miligramas por quilo de peso do indivíduo. Como as crianças possuem um peso menor, comparadas a um indivíduo adulto, esta quantidade diária permitida é rapidamente alcançada, porém neste caso é sempre ultrapassada, já que o consumo de alimentos coloridos pelo grupo infantil é muito grande.[0009] Children are the main consumers of colorful foods. There is a recommended daily intake rate for each of these artificial colors, which should not be exceeded and this is calculated in milligrams per kilogram of weight of the individual. As children have a lower weight compared to an adult individual, this allowable daily amount is quickly reached, but in this case it is always exceeded, as the consumption of colorful foods by the child group is very large.

[0010] São inúmeros os relatos toxicológicos encontrados na literatura a respeito dessas substâncias. Uma pesquisa realizada pelo FDA nos Estados Unidos verificou o desenvolvimento de lesões proliferai ivas ao nível renal em ratas alimentadas com uma dieta que apresentava em sua composição 5% de amarelo crepúsculo (GORPHADE et al., 1995).There are numerous toxicological reports found in the literature regarding these substances. Research by the FDA in the United States has verified the development of proliferative lesions at the renal level in female rats fed a 5% twilight yellow diet (GORPHADE et al., 1995).

[0011] Já foi reportado também que, vinte e três crianças que consumiram bebidas contendo tartrazina, mostraram níveis crescentes de hiperatividade, agressividade e/ou atividade violenta, fala inferior, coordenação também inferior e desenvolvimento de asma e/ou eczema (TANAKA, 2006).It has also been reported that twenty-three children who consumed tartrazine-containing drinks showed increasing levels of hyperactivity, aggression and / or violent activity, lower speech, also lower coordination and development of asthma and / or eczema (TANAKA, 2006). ).

[0012] Sobre o vermelho 40 foi observado que após quarenta e uma semanas de observação num experimento envolvendo 400 camundongos, cujo tempo de duração deveria ser de setenta e oito semanas, em seis camundongos alimentados com rações contendo este corante, desenvolveu-se prematura e inesperadamente linfo-sarcoma (SIMÃO, 1985).On red 40, it was observed that after forty-one weeks of observation in an experiment involving 400 mice, the duration of which was to be seventy-eight weeks, in six mice fed diets containing this dye, prematurely developed. unexpectedly lympho-sarcoma (SIMÃO, 1985).

[0013] O consumo de eritrosina induziu alterações nos hormônios da tireoide em ratos e, acima deste nível adenomas e carcinomas foram observados. Acredita-se que em ratos, este corante artificial inibe a conversão de tiroxina (T4) em tiiodotironina (T3), resultando em aumento da produção e liberação de TSH (hormônio estimulante da tireoide) pela glândula pituitária (WALTON et al., 1999).Erythrosine consumption induced changes in thyroid hormones in rats and above this level adenomas and carcinomas were observed. In rats, this artificial dye is believed to inhibit the conversion of thyroxine (T4) to thiodothyronine (T3), resulting in increased production and release of TSH (thyroid stimulating hormone) by the pituitary gland (WALTON et al., 1999). .

[0014] Um estudo relatou um caso pediátrico de múltiplas sensibilidades químicas desencadeadas por exposição repetida a aditivos alimentares, como os corantes do grupo azo (INOMATA et al., 2006) [0015] Em 2008, foi realizado um levantamento do consumo de pó para gelatina, preparado sólido para refresco e refrigerante, os quais são coloridos artificialmente, utilizando um grupo composto por cinquenta crianças de até dez anos de idade. Foi observado que somente 7% do grupo não apresentam o hábito de consumir os produtos estudados; a maioria das crianças iniciou o consumo antes dos dois anos de idade, chamando a atenção para o pó da gelatina que foi introduzido até um ano de idade em 95% dos casos. Este é um dado preocupante, já que a IDA estabelecida pela legislação não pode ser aplicada em menores de um ano, devido à adaptação do metabolismo; sendo assim, a adição de aditivo ás formulas infantis é proibida. Em relação aos alimentos estudados, constatou-se que os corantes mais mencionados nos rótulos são: amarelo crepúsculo, tartrazina e amaranto (SCHUMANN, POLÔNIO & GONÇALVES, 2008).One study reported a pediatric case of multiple chemical sensitivities triggered by repeated exposure to food additives such as azo group dyes (INOMATA et al., 2006). [0015] gelatin, prepared solid for refreshment and soda, which are artificially colored using a group of fifty children up to ten years old. It was observed that only 7% of the group do not have the habit of consuming the studied products; Most children started drinking before the age of two, drawing attention to the gelatin powder that was introduced up to one year of age in 95% of cases. This is a worrying fact, as the IDA established by the legislation cannot be applied in children under one year, due to the adaptation of metabolism; Therefore, the addition of additive to infant formulas is prohibited. Regarding the studied foods, it was found that the most mentioned dyes in the labels are: twilight yellow, tartrazine and amaranth (SCHUMANN, POLÓNIO & GONÇALVES, 2008).

[0016] Os corantes naturais possuem grande potencial para ultrapassar os corantes sintéticos em valor de mercado, já que a procura por ingredientes de rótulo limpo é crescente. Os pigmentos naturais podem ser extraídos a partir de vegetais, animais e microrganismos. A produção de pigmentos microbianos apresenta vantagens associadas a sua obtenção biotecnológica, porque as células microbianas possuem uma acelerada taxa de crescimento, permite maior facilidade de controle das condições de cultivo, necessita-se de menor área para instalação de fermentadores para efetuar o cultivo dessas células e não gera resíduo, ao contrário dos pigmentos de fontes vegetais, pois estes se encontram em algumas partes dos vegetais (casca, flor, folha) e não no vegetal como um todo. Em geral, toda a biomassa microbiana produzida pode ser usada para a extração da substância de interesse (WARD, 1989). Como exemplo, a cianobactéria Nostoc sp produz ficobiliproteínas, que são pigmentos acessórios da fotossíntese, com grande potencial para uso como corante natural em alimentos, na área biomédico como marcadores celulares e, na área farmacêutica devido ao forte caráter antioxidante.Natural dyes have great potential to outperform synthetic dyes at market value as demand for clean label ingredients is increasing. Natural pigments can be extracted from vegetables, animals and microorganisms. The production of microbial pigments has advantages associated with their biotechnological production, because the microbial cells have an accelerated growth rate, allows easier control of the cultivation conditions, it requires a smaller area to install fermenters to cultivate these cells. and it does not generate waste, unlike the pigments from plant sources, because they are found in some parts of vegetables (bark, flower, leaf) and not in the vegetable as a whole. In general, all microbial biomass produced can be used for the extraction of the substance of interest (WARD, 1989). As an example, cyanobacteria Nostoc sp produces phycobiliproteins, which are accessory pigments of photosynthesis, with great potential for use as a natural food colorant, in the biomedical area as cellular markers and in the pharmaceutical area due to its strong antioxidant character.

[0017] As ficobiliproteínas são os maiores pigmentos acessórios da fotossíntese, sendo encontradas naturalmente em cianobactérias, algas vermelhas (rodófitas) e, criptomonadas (Cryptophita). Estão ligadas a cromóforos, denominados bilinas, que são cadeias abertas de tetrapirróis, covalentemente ligada via a uma apoproteína. Baseado nas propriedades espectroscópicas, as ficobiliproteínas estão classificadas em três grupos: ficocianina (620 nm), aloficocianina (650 nm) e ficoeritrina (565 nm) (KATHIRESAN et al., 2006).Phycobiliproteins are the largest accessory pigments of photosynthesis, being found naturally in cyanobacteria, red algae (rhodophytes) and cryptomonates (Cryptophita). They are linked to chromophores, called bilins, which are open chains of tetrapyrrols, covalently linked via an apoprotein. Based on spectroscopic properties, phycobiliproteins are classified into three groups: phycocyanin (620 nm), allophycocyanin (650 nm) and phycoerythrin (565 nm) (KATHIRESAN et al., 2006).

[0018] A estabilidade dos corantes e pigmentos naturais, independente da fonte, é um problema, sendo um pré-requisito para uma aplicação bem sucedida. A maioria dos corantes naturais atualmente empregados são compostos altamente insaturados propensos à degradação pelo calor, presença de oxigênio, luz e pH, ou seja, fatores que estão envolvidos no processamento e armazenamento dos alimentos.The stability of natural dyes and pigments, regardless of source, is a problem and a prerequisite for successful application. Most of the natural dyes currently employed are highly unsaturated compounds prone to heat degradation, presence of oxygen, light and pH, ie factors that are involved in food processing and storage.

[0019] São inúmeros os relatos na literatura a respeito dessa problemática. O carmim ou carmim da cochonilha (El20) é um corante vermelho obtido das fêmeas secas do inseto Dactylopius coccus Costa (cochonilha). Em pH ácido apresenta coloração laranja. Torna-se vermelho na faixa de 5,0 a 7,0 e azul na região alcalina; porém, apresenta intensidade de cor relativamente baixa, o que restringe sua aplicação comercial (CONSTANT, STRINGHETA & SANDI, 2002).There are numerous reports in the literature about this problem. Cochineal carmine or carmine (El20) is a red dye obtained from the dried females of the insect Dactylopius coccus Costa (cochineal). At acidic pH it has orange coloration. Turns red in the range 5.0 to 7.0 and blue in the alkaline region; However, it has a relatively low color intensity, which restricts its commercial application (CONSTANT, STRINGHETA & SANDI, 2002).

[0020] As betalaínas (vermelho beterraba) estão presentes em frutas e vegetais e podem cobrir ampla faixa de cores, do amarelo ao roxo, que podem ser conseguidas através de misturas de sucos ou preparações de pigmentos contendo betaxantinas e betacianinas. Entretanto, As são comumente conhecidas por perder a estabilidade em altas temperaturas, pois a taxa de degradação acelera com o aumento da temperatura e períodos de calor. A estabilidade declina na faixa de temperatura de 60 a 80°C. A iluminação e a presença de oxigênio também deteriora as betalaínas (HERBACH, STINTZING & CARLE, 2006).Betalains (beet red) are present in fruits and vegetables and can cover a wide range of colors, from yellow to purple, which can be achieved by mixing juices or pigment preparations containing betaxanthines and betacyanins. However, As are commonly known to lose stability at high temperatures, as the rate of degradation accelerates with increasing temperature and hot spells. Stability declines in the temperature range of 60 to 80 ° C. Lighting and the presence of oxygen also deteriorate betalains (HERBACH, STINTZING & CARLE, 2006).

[0021] A bixina, extraída do urucunzeiro, é sensível às variações de pH, tendo a coloração alterada do amarelo-alaranjado para rosa fraco (CONSTANT, STRINGHETA & SANDI, 2002).Bixin, extracted from the annatto, is sensitive to pH variations, and has changed its color from orange-yellow to faint pink (CONSTANT, STRINGHETA & SANDI, 2002).

[0022] A presente invenção permite resolver um dos grandes problemas da indústria de alimentos, que é a dificuldade em utilizar os pigmentos naturais devido à baixa estabilidade frente a fatores envolvidos no processamento e armazenamento. Em função deste problema, a indústria alimentícia brasileira utiliza inúmeros corantes sintéticos para colorir seus produtos. Entretanto, sabe-se que esses aditivos estão envolvidos em reações toxicológicas de curto prazo, como asma, alergia, hiperatividade infantil, e de longo prazo, como o desenvolvimento de tumores.The present invention solves one of the major problems of the food industry, which is the difficulty in using natural pigments due to the low stability against factors involved in processing and storage. Due to this problem, the Brazilian food industry uses numerous synthetic dyes to color its products. However, these additives are known to be involved in short-term toxicological reactions such as asthma, allergy, childhood hyperactivity, and long-term tumor development.

[0023] Sendo assim, a presente invenção foi desenvolvida para viabilizar a utilização de extratos de pigmentos naturais oriundos de vegetais, animais e microrganismos, para desta forma promover uma coloração mais estável aos produtos industrializados e, preservar as propriedades benéficas à saúde.Accordingly, the present invention has been developed to enable the use of natural pigment extracts from plants, animals and microorganisms, thereby promoting a more stable coloration to industrialized products and preserving health-beneficial properties.

[0024] Somado a isso, a utilização de nanocápsulas de gelatina permite a formação de gel sem a necessidade de aquecimento, portanto, o corante natural pode ser encapsulado sem sofrer degradação química por aquecimento. OBJETIVOS DA INVENÇÃOIn addition, the use of gelatin nanocapsules allows gel formation without the need for heating, so the natural dye can be encapsulated without undergoing chemical degradation upon heating. OBJECTIVES OF THE INVENTION

[0025] O objetivo da presente invenção é o processo de preparação de nanopartículas de pigmentos encapsulados em gelatina compreendendo as etapas a seguir: a) Centrifugação de ficobiliproteínas liberadas a partir da ruptura por descongelamento de ficobilissomo bacteriano contido em uma biomassa sob uma rotação que varia entre 4.000 e 8000rpm por um período de 20-40 minutos; b) Liofilização por meio de secagem a frio sob uma condição de pressão reduzida de cerca de 10'3 mbar e sob uma condição de temperatura de -38°C a -45 °C de temperatura; c) Preparação de um emulsificante que compreende uma solução de polivinilpirrolidona (PVP) em uma concentração de 5-10% solubilizado em água deionizada por l-24h; d) Solubilização da gelatina oriunda de qualquer fonte animal na concentração de 1-30% na solução de PVP a 40°C por lh; e) Solubilização do extrato liofilizado ou líquido contendo os pigmentos naturais em ultra dispersor 5.000 - 10.000 rpm/1 min nas soluções de PVP e gelatina previamente preparadas e resfriadas a 30°C em que o volume é ajustado para 100 mL; f) Injeção manual ou mecânica da solução contendo PVP (100 mL) com massa molecular entre 10.000 a 100.000, gelatina e corante em solvente orgânico classe 3 a 5-10°C (300-1000 mL) sob ação do ultradispersor a 10.000-20.000 rpm; g) Centrifugação de uma solução fina resultante da etapa anterior a 380-20.000 rpm/5-20 minutos para concentrar partículas a base de gelatina Tipo A e, 5.000-30.000 rpm/5-20 minutos para partículas contendo gelatina Tipo B; h) Dispersão do precipitado obtido da centrifugação em não solvente orgânico classe 3 por agitação mecânica a 50-100 rpm/15-30 minutos.The object of the present invention is the process of preparing gelatin encapsulated pigment nanoparticles comprising the following steps: a) Centrifugation of phycobiliproteins released from thawing rupture of bacterial phycobilisome contained in a biomass under a varying rotation between 4,000 and 8,000rpm for a period of 20-40 minutes; (b) freeze drying by cold drying under a reduced pressure condition of about 10 -3 mbar and a temperature condition of -38 ° C to -45 ° C; c) Preparation of an emulsifier comprising a solution of polyvinylpyrrolidone (PVP) in a concentration of 5-10% solubilized in deionized water for 1-24h; d) Solubilization of gelatin from any animal source at a concentration of 1-30% in PVP solution at 40 ° C for 1h; e) Solubilization of the lyophilized extract or liquid containing the natural ultra-dispersant pigments 5,000 - 10,000 rpm / 1 min in previously prepared PVP and gelatin solutions cooled to 30 ° C where the volume is adjusted to 100 mL; f) Manual or mechanical injection of the solution containing PVP (100 mL) with molecular weight between 10,000 to 100,000, gelatin and dye in class 3 organic solvent at 5-10 ° C (300-1000 mL) under the action of the 10,000-20,000 ultradisperser. rpm; g) Centrifuging a fine solution from the previous step at 380-20,000 rpm / 5-20 minutes to concentrate Type A gelatin-based particles and 5,000-30,000 rpm / 5-20 minutes to Type B gelatin-containing particles; h) Dispersing the precipitate obtained from centrifugation in class 3 organic non-solvent by mechanical agitation at 50-100 rpm / 15-30 minutes.

[0026] É ainda outro objetivo da presente invenção o processo compreendendo corantes naturais selecionados a partir de um grupo que compreende ficobiliproteínas, heterocíclicos com estrutura pirrólica, flavonóides, betalaínas, pigmentos quinoidais e ribloflavina. E, compreendendo corantes artificiais selecionados a partir de um grupo que contém corantes sintéticos idênticos aos naturais, corantes inorgânicos e caramelo.It is yet another object of the present invention the process to comprise natural dyes selected from a group comprising phycobiliproteins, pyrrolic heterocyclic structure, flavonoids, betalains, quinoidal pigments and ribloflavin. And comprising artificial dyes selected from a group containing identical natural dyes, inorganic dyes and caramel.

[0027] Outro objetivo é o processo no qual a gelatina natural se encontra em uma concentração de 0,1 a 20% a ser solubilizada na solução de PVP sob agitação a 480 rpm e temperatura de 40°C por 1 hora e sendo posteriormente resfriada a uma temperatura de 30°C. E tendo a solução injetada em não solvente orgânico classe 3, sob ação do ultra dispersor a 5.000-20.000 rpm e ser submetido após a injeção a um tempo de pausa de 5 minutos e pela solução após a etapa de dispersão em solvente classe 3 o material ser submetido a repouso por 12-24 horas e o material recuperado ser seco por liofilização.Another objective is the process in which the natural gelatin is in a concentration of 0.1 to 20% to be solubilized in the PVP solution under stirring at 480 rpm and temperature of 40 ° C for 1 hour and then cooled. at a temperature of 30 ° C. And having the solution injected in class 3 organic non-solvent under the action of the ultra-disperser at 5,000-20,000 rpm and being subjected after injection to a 5 minute break time and by the solution after the class 3 solvent dispersion step the material be rested for 12-24 hours and the recovered material dried by lyophilization.

[0028] Um outro objetivo do presente invento são as nanopartículas de pigmentos ou corantes naturais e sintéticos encapsulados em gelatina de dimensão de partícula que varia entre 10 nm e 1.000 nm, preferencialmente entre 10 a 100 nm. Sendo os corantes naturais selecionados a partir de um grupo que compreende ficobiliproteínas, heterocíclicos com estrutura pirrólica, flavonóides, betalaínas, taninos, pigmentos quinoidais e ribloflavina e os corantes sintéticos selecionados a partir de um grupo que compreende tartrazina, amarelo, crepúsculo, azorrubina, amaranto, ponceau 4r, eritrosina, vermelho 40, azul patente v, azul indigotina, azul brilhante e verde rápido. E pela nanopartícula compreender um encapsulamento feito com gelatina natural e um corante alimentar estabilizado e encapsulado, podendo ser um corante farmacêutico e/ou cosmético.Another object of the present invention is the gelatin encapsulated natural and synthetic pigment nanoparticles of particle size ranging from 10 nm to 1,000 nm, preferably from 10 to 100 nm. Natural dyes being selected from a group comprising phycobiliproteins, heterocyclic with pyrrolic structure, flavonoids, betalains, tannins, quinoidal pigments and ribloflavin and synthetic dyes selected from a group comprising tartrazine, yellow, twilight, azorubine, amaranth , ponceau 4r, erythrosine, red 40, patent blue v, indigotine blue, bright blue and fast green. And because the nanoparticle comprises an encapsulation made of natural gelatin and a stabilized and encapsulated food colorant, it may be a pharmaceutical and / or cosmetic colorant.

DESCRIÇÃO DAS FIGURASDESCRIPTION OF THE FIGURES

[0029] As Figuras 1A-1C ilustram fotografias de extrato de ficobiliproteínas e gelatina tipo A, de acordo com a presente invenção;Figures 1A-1C illustrate photographs of phytobiliprotein extract and gelatin type A according to the present invention;

[0030] As Figuras 2A-2C ilustram fotografias de extrato de ficobiliproteínas e gelatina do tipo B.Figures 2A-2C illustrate photographs of type B phycobiliprotein extract and gelatin.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0031] A presente invenção proporciona um meio para estabilização de corantes e pigmentos naturais, para aplicação na indústria de alimentos. Entre os pigmentos naturais que podem ser encapsulados, podem ser citados: ficobiliproteínas, clorofilas, betalaínas, antocianinas, ácido carmínico, carotenóides, urucum, curcumina e todos os outros corantes naturais permitidos pela legislação brasileira para uso em alimentos, não se restringindo a estes pigmentos citados, mas sendo capaz de encapsular qualquer estrutura química seja ela hidrofílica ou lipofílica. Promovendo a substituição dos corantes sintéticos utilizados pelas indústrias alimentícias brasileiras.The present invention provides a means for stabilizing natural dyes and pigments for application in the food industry. Natural pigments that can be encapsulated include: phycobiliproteins, chlorophylls, betalains, anthocyanins, carminic acid, carotenoids, annatto, curcumin and all other natural dyes permitted by Brazilian food law, not being restricted to these pigments. but capable of encapsulating any chemical structure, whether hydrophilic or lipophilic. Promoting the replacement of synthetic dyes used by Brazilian food industries.

[0032] Os solventes utilizados pelos sistemas de encapsulação são preferencialmente alcoóis de baixa toxicidade como água, etanol, propanol, isopropanol, acetona, acetato de etila e demais solventes hidrofílicos de baixa toxicidade (classe 3 conforme ICH Topic Q3C (R4)).The solvents used by the encapsulation systems are preferably low toxicity alcohols such as water, ethanol, propanol, isopropanol, acetone, ethyl acetate and other low toxicity hydrophilic solvents (class 3 according to ICH Topic Q3C (R4)).

[0033] As nanopartículas devem ter tamanhos preferencialmente entre 1 a 100 nm, porém, também podem ter tamanho de 100 a 1 OOOnm conforme for o objetivo da aplicação do sistema.Nanoparticles should preferably be from 1 to 100 nm in size, but may also be from 100 to 1 OOOnm in size depending on the purpose of the system application.

[0034] Como tensoativos devem ser usados preferencialmente polivinilpirrolidona e derivados de peso massa molecular entre 10.000 a 100.000, assim como, polisorbartos, polioxietileno e copolímeros, polioxipropileno e copolímeros, derivados de sorbatano, poli(álcool vinílico), entre outros tensoativos utilizados na arte de estabilização de micelas e partículas dispersas.As surfactants preferably polyvinylpyrrolidone and molecular weight derivatives of from 10,000 to 100,000 should be used, as well as polysorbates, polyoxyethylene and copolymers, polyoxypropylene and copolymers, sorbatane derivatives, polyvinyl alcohol, among other surfactants used in the art. stabilization of micelles and dispersed particles.

[0035] Será descrita presentemente uma modalidade preferida da invenção, entretanto, outras modalidades, bem como suas variações e modificações se tomarão bastante aparentes a partir da presente descrição. Tais modalidades, variações e modificações estão, portanto, compreendidas pelo escopo presentemente reivindicado.A preferred embodiment of the invention will be described at present, however, other embodiments, as well as variations and modifications thereof, will become quite apparent from the present disclosure. Such embodiments, variations and modifications are therefore within the scope of the presently claimed scope.

[0036] De acordo com a presente invenção, conforme verificado em estudos anteriores pelo grupo de pesquisa do Laboratório de Biotecnologia da UFF, a influência do pH na estabilidade da cor do extrato de Nostoc PCC 9205 considerando variações de pH na faixa de 1,0 a 7,0, através de análise instrumental. O índice a*, que corresponde ao componente vermelho da cor do extrato (influenciado pela ficoeritrina), apresenta grande estabilidade de cor nesta faixa de pH, entretanto, o índice b*, que representa o componente azul (influenciado pela ficocianina e pela alofícocianina), possui maior estabilidade na faixa de pH que varia de 7,0 a 4,0, indicando diminuição na intensidade da coloração azul em valores de pH muito baixos. Observando-se assim que variando as características de acidez do alimento, não ocorreu modificação da cor da ficoeritrina do Nostoc. Esta característica deve ser considerada como uma vantagem para a utilização da ficoeritrina do Nostoc isolada em relação aos outros pigmentos protéicos (ARAÚJO et al., 2004).According to the present invention, as verified in previous studies by the UFF Biotechnology Laboratory research group, the influence of pH on the color stability of Nostoc PCC 9205 extract considering pH variations in the range of 1.0 to 7.0, through instrumental analysis. The index a *, which corresponds to the red component of the extract color (influenced by phycoerythrin), presents great color stability in this pH range, however, the index b *, which represents the blue component (influenced by phycocyanin and allophyllocyanine). , has greater stability in the pH range ranging from 7.0 to 4.0, indicating a decrease in the intensity of blue coloration at very low pH values. Thus, by varying the acidity characteristics of the food, there was no change in the color of Nostoc phycoerythrin. This feature should be considered as an advantage for the use of isolated Nostoc phycoerythrin over other protein pigments (ARAÚJO et al., 2004).

[0037] A presente invenção permite viabilizar a aplicação de todos esses extratos de origem natural, hidrofóbicos ou hidrossolúveis, preservando a coloração vibrante que apresentam no momento da extração de suas fontes naturais. Desta forma, pretende-se promover a substituição dos corantes artificiais e corantes orgânicos idênticos aos naturais, amplamente utilizados em alimentos, por corantes naturais encapsulados por macromoléculas/polímeros biodegradáveis. Com isso, serão resolvidos os problemas relacionados à toxicologia dos corantes artificiais e, à baixa estabilidade dos corantes e extratos de pigmentos naturais, aumentando assim o potencial de aplicação em alimentos e outros produtos.The present invention makes it possible to apply all these extracts of natural origin, hydrophobic or water soluble, preserving the vibrant color that they present at the time of extraction from their natural sources. In this way, it is intended to promote the replacement of artificial colors and natural identical organic colors, widely used in foods, with natural colors encapsulated by biodegradable macromolecules / polymers. This will solve the problems related to the toxicology of artificial dyes and the poor stability of dyes and natural pigment extracts, thus increasing the potential for application in food and other products.

[0038] De acordo com as figuras 1A-C e 2A-C, as nanopartículas produzidas compreendem tamanhos de partícula que variam entre 60nm e 1 lOnm, nas Figuras 1A-C para o emprego de gelatina A e de 21nm a 53nm para o emprego da gelatina B com as ficobiliproteínas.According to Figures 1A-C and 2A-C, the nanoparticles produced comprise particle sizes ranging from 60nm to 11nm, in Figures 1A-C for the use of gelatin A and from 21nm to 53nm for use. of gelatin B with phycobiliproteins.

[0039] A utilização de sistemas nanoparticulados apresenta como vantagem sobre os micropartículados, a diminuição nas suas dimensões, o que melhora sua solubilidade em água, aumenta sua absorção e biodisponibilidade, e aumenta seus canais de aplicação (via oral, nasal, pele, ocular). Além disto, favorece a um maior controle sobre a distribuição de tamanho de partículas, o que permite um sistema liberação mais eficiente ou controlado para fármacos e nutrientes (FATHI et al„ 2012; SINGH & L1LLARD, 2009; LIU et al., 2008).The use of nanoparticulate systems has the advantage over microparticles, the decrease in their size, which improves their solubility in water, increases their absorption and bioavailability, and increases their application channels (oral, nasal, skin, ocular). ). In addition, it favors greater control over particle size distribution, which allows for a more efficient or controlled release system for drugs and nutrients (FATHI et al „2012; SINGH & L1LLARD, 2009; LIU et al., 2008) .

[0040] O número de produtos utilizando a nanotecnologia é relativamente pequeno. Sendo ainda uma promessa para novos produtos daqui a alguns anos. Possui potencial para gerar inovações na textura dos alimentos, processamento e estabilidade ao longo da vida útil dos produtos. A nanoencapsulação tem como objetivo empacotar substâncias através da aplicação de técnicas como nanocompósitos, nanoemulsificação e nanoestruturação, gerando um produto final funcionalizado capaz de fazer a liberação controlada do núcleo (SEKHON, 2010).The number of products using nanotechnology is relatively small. Still being a promise for new products in a few years. It has the potential to generate innovations in food texture, processing and stability over the life of products. Nanoencapsulation aims to package substances by applying techniques such as nanocomposites, nanoemulsification and nanostructures, generating a functionalized end product capable of controlled core release (SEKHON, 2010).

[0041] O grande diferencial em se usar nanopartículas reside no fato de que a energia superficial é muito alta, o que facilita a solubilização do novo produto em água fria, e ainda intensifica a capacidade de formar gel.The major difference in using nanoparticles lies in the fact that the surface energy is very high, which facilitates solubilization of the new product in cold water, and further enhances the ability to form gel.

[0042] Desta forma, em escala nano, as partículas a base de gelatina e emulsificante, contendo o pigmento aprisionado em seu interior não precisam de água quente para gelificar, pois apresentam uma nova funcionalidade, que é a solubilização e gelificação rápida a frio, possibilitando assim o uso de corantes e pigmentos naturais em produtos como pós para preparo de sobremesa, benéficos a saúde por conter pigmentos naturais, e que apresentam coloração estável ao longo de sua vida útil. Além disso, os nanopigmentos produzidos apresentam rápida dispersão em água.Thus, on a nanoscale, emulsion-based gelatin particles containing the pigment trapped inside do not need hot water to gel, as they have a new functionality, which is solubilization and rapid cold gelation, thus enabling the use of natural dyes and pigments in products such as dessert powders, beneficial to health by containing natural pigments, and which have stable coloration over their useful life. In addition, the nanopigments produced exhibit rapid dispersion in water.

[0043] A nanoencapsulação com gelatina, também se mostra bastante interessante por promover a proteção física e química dos extratos de pigmentos naturais, como os de ficobiliproteínas. Com uma embalagem plástica, a gelatina desidratada inibe a passagem da luz, reduz a difusão ar e impede ação de agentes químicos diretamente sobre o corante.Gelatin nanoencapsulation is also quite interesting as it promotes the physical and chemical protection of natural pigment extracts, such as those of phycobiliproteins. With a plastic packaging, dehydrated gelatin inhibits light passage, reduces air diffusion and prevents chemical agents from acting directly on the dye.

[0044] Os nanopartículas com corantes simulam pigmentos, sendo assim podem ser aplicados em todos os produtos que possuam esta coloração característica, em diversas áreas como: produtos alimentícios, farmacêuticos, biomédicos, tintas, produtos agropecuários, fragrâncias, fúngicidas, herbicidas, enzimas, genes, células, compostos salinos e compostos metálicos.Dye nanoparticles simulate pigments, so they can be applied to all products that have this characteristic color in various areas such as food, pharmaceutical, biomedical, paints, agricultural products, fragrances, fungicides, herbicides, enzymes, genes, cells, saline compounds and metal compounds.

EXEMPLO DA INVENÇÃOEXAMPLE OF THE INVENTION

[0045] A presente invenção será descrita em termos de sua modalidade exemplificativa preferida, entretanto, conforme dito anteriormente, certas variações e modificações se tomarão aparentes pela invenção ora descrita e, assim sendo, tais variações e modificações estão compreendidas no escopo conforme presentemente reivindicado.The present invention will be described in terms of its preferred exemplary embodiment, however, as stated above, certain variations and modifications will become apparent from the invention described herein and, therefore, such variations and modifications are within the scope as claimed herein.

[0046] Exemplo 1: Preparação de produto nanoencapsulado a partir da encapsulação de ficobiliproteínas [0047] 1. Etapa: Cultivo de Nostoc PCC 9205 - cultivo do microrganismo em meio BG11 modificado e autoclavado com agitação através de insuflamento de ar, irradiância fornecida por luz branca de 100 pMoles de fótons/ιτΓ e temperatura entre 27 - 31° C por 15-30 dias. O cultivo do microorganismo é feito em meio BG-11 modificado, o qual é composto pelos seguintes constituintes nesta ordem: água, para promover a solubilização dos constituintes, EDTA (dissódico), ácido cítrico; CaCl2.2H20; NaN03; MgS04.7H20; Na2C03; H3B03; MnS04.H20; ZnS04.7H20;l Na2Mo04.2H20; C11SO4.5H2O e C0CI2.6H2O. A concentração deverá ser ajustada de acordo com a capacidade do local onde o cultivo será realizado, ou seja, reator, tanque, frasco de vidro, entre outros, adicionando sempre água destilada para completar o volume (Tabela 1).Example 1: Preparation of Nanoencapsulated Product from Phycobiliprotein Encapsulation 1. Step: Cultivation of Nostoc PCC 9205 - Cultivation of the microorganism in modified and autoclaved BG11 medium with agitation through air insufflation, light-supplied irradiance 100 pMoles white photon / ιτΓ and temperature between 27 - 31 ° C for 15-30 days. The microorganism is cultured in modified BG-11 medium, which is composed of the following constituents in this order: water, to promote solubilization of the constituents, EDTA (disodium), citric acid; CaCl2.2H20; NaNO3; MgSO4.7H20; Na2 CO3; H3B03; MnSO4.H2 O; ZnSO4.7H2 O.1 Na2Mo4.2H2 O; C11SO4.5H2O and C0Cl2.6H2O. The concentration should be adjusted according to the capacity of the place where the cultivation will be performed, ie reactor, tank, glass bottle, among others, always adding distilled water to complete the volume (Table 1).

[0048] Tabela 1- Composição do meio BG-11 utilizado para o cultivo de Nostoc PCC 9205 [0049] Independente do local é essencial que o cultivo receba luz (100 pMoles de fótons/m2) e seja constantemente agitado. Depois de adicionados os constituintes mencionados é necessário que o meio seja autoclavado por pelo menos 30 min contados a partir do início da saída de vapor do aparelho. Após este processo, quando o meio atingir a temperatura ambiente (27 - 31°C), é feita a adição dos seguintes constituintes previamente autoclavados: 0,40 g/1 NaHCCb 0,006 g/1 citrato férrico e 0,04 g/1 K2HP04.3H20, em uma área estéril. O próximo passo é adicionar o inóculo previamente crescido por 15-30 dias. Por exemplo, para um meio com concentrações dos constituintes reguladas para 13 litros de meio BG-11 modificado, um inóculo de 2 L de Nostoc PCC 9205 deverá ser adicionado. Por fim, o cultivo crescer sob agitação através de insuflamento de ar, irradiância de 100 pMoles de fótons/m .seg e 27 - 31° C de temperatura por 15-30 dias.[0048] Table 1- Composition of BG-11 medium used for Nostoc PCC 9205 cultivation [0049] Regardless of the location it is essential that the cultivation receives light (100 pMoles of photons / m2) and is constantly agitated. After adding the mentioned constituents it is necessary that the medium is autoclaved for at least 30 min from the beginning of the steam outlet of the apparatus. After this process, when the medium reaches room temperature (27 - 31 ° C), the following previously autoclaved constituents are added: 0.40 g / 1 NaHCCb 0.006 g / 1 ferric citrate and 0.04 g / 1 K2HP04 .3H20 in a sterile area. The next step is to add the previously grown inoculum for 15-30 days. For example, for medium with constituent concentrations set to 13 liters of modified BG-11 medium, a 2 L inoculum of Nostoc PCC 9205 should be added. Finally, the cultivation grow under agitation through air insufflation, 100 pMoles photon / m.sec irradiance and 27 - 31 ° C temperature for 15-30 days.

[0050j 2. Etapa: Obtenção da biomassa - após 15-30 dias de cultivo deverá ser realizada a recuperação da biomassa, fazendo com que o meio BG-11 modificado seja separado da biomassa, a qual fica retida. Essa recuperação é feita de acordo com a quantidade de biomassa produzida. Por exemplo, em pequena escala (13 litros), a recuperação pode ser realizada por filtração em bomba a vácuo, fazendo com que a biomassa fique retida no papel de filtro qualitativo, ou pode ser feita através da centrifugação (4.000 - 8.000 rpm / 20 minutos) do meio, fazendo com que a biomassa precipite. Em grande escala, por exemplo, a produção em tanques, a biomassa pode ser recuperada com o auxílio de peneiras, separando a biomassa do meio. Após a recuperação de toda biomassa produzida, esta deverá ser armazenada em frasco de plástico com tampa, congelada (temperatura abaixo de 0°C) por um dia e posteriormente descongelada, para promover o extravasamento das ficobiliproteínas contidas no interior das células.2. Step: Obtaining biomass - After 15-30 days of cultivation the biomass should be recovered, causing the modified BG-11 medium to be separated from the biomass, which is retained. This recovery is made according to the amount of biomass produced. For example, on a small scale (13 liters), recovery can be accomplished by vacuum pump filtration, causing biomass to be retained on qualitative filter paper, or by centrifugation (4,000 - 8,000 rpm / 20 minutes), causing the biomass to precipitate. On a large scale, for example, production in tanks, biomass can be recovered with the help of sieves, separating the biomass from the medium. After recovery of all biomass produced, it should be stored in a plastic bottle with a lid, frozen (temperature below 0 ° C) for one day and then thawed to promote extravasation of phycobiliproteins contained within cells.

[0051] 3. Obtenção do extrato contendo as ficobiliproteínas - Os frascos de plástico são descongelados, promovendo assim a liberação das ficobiliproteínas contidas no ficobilissomo da cianobactéria Nostoc PCC 9205. No caso da produção em pequena escala, a extração é efetuada com água destilada, fazendo com que a biomassa se desprenda do papel. Posteriormente é feita centrifugação, utilizando 4.000 - 8.000 rpm durante 20 minutos. O sobrenadante uva constituiu o extrato contendo os pigmentos e o precipitado as células do microorganismo. No caso do cultivo em larga escala, basta pegar a biomassa descongelada e centrifugar 4.000 - 8.000 rpm durante 20 minutos. O sobrenadante é filtrado em papel de filtro, para impedir que as células do precipitado passem para o extrato. O extrato contendo as ficobiliproteínas é congelado em frasco de plástico fosco para evitar a degradação dos pigmentos.3. Obtaining the extract containing the phycobiliproteins - The plastic vials are thawed, thus promoting the release of the phycobiliproteins contained in the Nostoc PCC 9205 cyanobacterium phycobilisome. In the case of small-scale production, extraction is performed with distilled water, causing the biomass to come off the paper. Subsequently, centrifugation is performed using 4,000 - 8,000 rpm for 20 minutes. The grape supernatant constituted the extract containing the pigments and the precipitate the cells of the microorganism. For large-scale cultivation, simply take the thawed biomass and centrifuge 4,000 - 8,000 rpm for 20 minutes. The supernatant is filtered on filter paper to prevent the precipitate cells from passing into the extract. The extract containing the phycobiliproteins is frozen in a frosted plastic bottle to prevent pigment degradation.

[0052] 4. Etapa: Processo de liofilização - é feita uma secagem a frio para promover a liberação da água utilizada na extração, com o intuito de concentrar o extrato. Esse processo é o mais indicado porque com base em estudos prévios foi observado que os pigmentos não sofrem alterações • * β o significativas em temperaturas baixas. E realizado utilizando em tomo de 10' mbar de pressão e -38°C de temperatura. O pigmento a ser misturado ao material de parede poderá estar na forma liofilizada ou líquida. Se optar por trabalhar com o pigmento na forma líquida, esta etapa de liofilização deverá ser descartada.[0052] 4. Step: Freeze drying process - Cold drying is performed to promote the release of the water used in the extraction in order to concentrate the extract. This process is the most suitable because based on previous studies it was observed that pigments do not change significantly at low temperatures. It is performed using about 10 'mbar pressure and -38 ° C temperature. The pigment to be mixed with the wall material may be in lyophilized or liquid form. If you choose to work with the pigment in liquid form, this lyophilization step should be discarded.

[0053] 5. Etapa: Preparação da solução de PVP (tensoativo) - O PVP ou outro emulsificante pode ser utilizado na concentração de 10% sendo solubilizado em água deionizada por 1 hora sob agitação magnética (600 a 800 rpm). Após este tempo, a gelatina (oriunda de qualquer fonte natural) na concentração de 5% é solubilizadas na solução de PVP sob agitação a 480 rpm e temperatura de 40°C por 1 hora. Ao final deste tempo, as soluções são resfriadas a 30°C.5. Step: Preparation of PVP Solution (Surfactant) - PVP or other emulsifier may be used at a concentration of 10% and solubilized in deionized water for 1 hour under magnetic stirring (600 to 800 rpm). After this time, gelatin (from any natural source) at 5% concentration is solubilized in the PVP solution under stirring at 480 rpm and 40 ° C for 1 hour. At the end of this time, the solutions are cooled to 30 ° C.

[0054] 6. Etapa: Solubilização do extrato liofilizado - O extrato liofilizado ou líquido contendo os pigmentos naturais é solubilizado sob ação do ultra dispersor (10.000 rpm/1 min) nas soluções de PVP e gelatina previamente preparadas e resfriadas a 30°C e o volume é ajustado para 100 mL. Esta solução é injetada em não solvente orgânico classe 3, sob ação do ultra dispersor (14.000 a 18.000 rpm). Após a injeção é dado um tempo de pausa de 5 minutos.6. Step: Solubilization of Lyophilized Extract - The lyophilized extract or liquid containing the natural pigments is solubilized under the action of the ultra disperser (10,000 rpm / 1 min) in previously prepared PVP and gelatin solutions and cooled to 30 ° C and The volume is adjusted to 100 mL. This solution is injected in class 3 organic non-solvent under the action of the ultra disperser (14,000 to 18,000 rpm). After the injection a break time of 5 minutes is given.

[0055] 7. Etapa: Centrifugação da solução final - A solução final resultante da etapa de injeção é centrifugada a 10°C a 450 rpm/5 minutos para concentrar as partículas contendo gelatina Tipo A e, a 12.000 rpm/20 minutos para concentrar as partículas contendo gelatina Tipo B.7. Step: Final Solution Centrifugation - The final solution resulting from the injection step is centrifuged at 10 ° C at 450 rpm / 5 minutes to concentrate the Type A gelatin-containing particles and at 12,000 rpm / 20 minutes to concentrate Type B gelatin-containing particles

[0056] 8. Etapa: Dispersão do precipitado em um não solvente classe 3 - O precipitado obtido da centrifugação é disperso em não solvente orgânico classe 3 por agitação mecânica (50 rpm/15 minutos). A solução fica em repouso por aproximadamente 12 horas; Após este período a solução é filtrada e o material recuperado em papel de filtro é seco por liofilização a - 45°C com pressão < 100 patm, ou por outros métodos de secagem.8. Step: Dispersion of precipitate in a non-solvent class 3 - The precipitate obtained from centrifugation is dispersed in non-solvent organic class 3 by mechanical agitation (50 rpm / 15 minutes). The solution is left for approximately 12 hours; After this time the solution is filtered and the recovered material on filter paper is dried by freeze drying at -45 ° C with pressure <100 patm or by other drying methods.

[0057] De acordo com a presente invenção poderão compreender um produto nanoencapsulado pelo processo acima descrito, corantes naturais tais como: protéicos (ficobiliproteínas), heterocíclicos com estrutura pirrólica, flavonóides, betalaínas, pigmentos quinoidais e ribloflavina. Dentre os corantes artificiais são preferidos pela presente invenção para preparação de um produto nanoencapsulado os seguintes corantes artificiais: corantes sintéticos idênticos aos naturais, corante inorgânico e caramelo. Analogamente, os corantes preferidos da presente invenção deverão ser nanoencapsulado de acordo com as etapas anteriormente descritas para as ficobiliproteínas e sob os mesmos parâmetros, entretanto, por um lado para a etapa de extração dos pigmentos o procedimento seria diferente, mas por outro lado nesta etapa poderíam ser utilizadas quaisquer técnicas disponíveis na arte.According to the present invention may comprise a nanoencapsulated product by the process described above, natural dyes such as: protein (phycobiliproteins), heterocyclic with pyrrolic structure, flavonoids, betalains, quinoidal pigments and ribloflavin. Among the artificial dyes preferred by the present invention for preparation of a nanoencapsulated product are the following artificial dyes: synthetic identical dyes, inorganic dye and caramel. Similarly, the preferred dyes of the present invention should be nanocapsulated according to the steps previously described for phycobiliproteins and under the same parameters, however, on the one hand for the pigment extraction step the procedure would be different, but on the other hand in this step. Any techniques available in the art could be used.

REIVINDICAÇÕES

Claims

Process for the preparation of gelatin-encapsulated pigment nanoparticles comprising the steps of: (a) Centrifugation of phycobiliproteins released from thawing disruption of bacterial phycobilisome contained in a biomass under rotation ranging from 4,000 to 8000rpm for a period of time. 20-40 minutes; b) Freeze drying by cold drying under a reduced pressure condition of about 10 ”mbar and under a temperature condition of -38 ° C to -45 ° C temperature; c) Preparation of an emulsifier comprising a solution of polyvinylpyrrolidone (PVP) in a concentration of 5-10% solubilized in deionized water for 1-24h; d) Solubilization of gelatin from any animal source at a concentration of 1-30% in PVP solution at 40 ° C for 1h; e) Solubilization of the lyophilized extract or liquid containing the natural ultra-dispersant pigments 5,000 - 10,000 rpm / 1 min in previously prepared PVP and gelatin solutions cooled to 30 ° C where the volume is adjusted to 100 mL; f) Manual or mechanical injection of the solution containing PVP (100 mL) with molecular weight between 10,000 to 100,000, gelatin and dye in class 3 organic solvent at 5-10 ° C (300-1000 mL) under the action of the 10,000-20,000 ultradisperser. rpm; g) Centrifuging a fine solution from the previous step at 380-20,000 rpm / 5-20 minutes to concentrate Type A gelatin-based particles and 5,000-30,000 rpm / 5-20 minutes to Type B gelatin-containing particles; h) Dispersing the precipitate obtained from centrifugation in class 3 organic non-solvent by mechanical agitation at 50-100 rpm / 15-30 minutes.

Process according to Claim 1, characterized in that it comprises natural dyes selected from a group comprising phycobiliproteins, pyrrolic heterocyclic structure, flavonoids, betalains, quinoidal pigments and ribloflavin.

Process according to Claim 1, characterized in that it comprises artificial dyes selected from a group comprising: natural identical synthetic dyes, inorganic dye and caramel.

Process according to Claim 1, characterized in that the natural gelatin in a concentration of 0.1 to 20% is to be solubilized in the PVP solution under stirring at 480 rpm and a temperature of 40 ° C for 1 hour and further cooling to a temperature of 30 ° C.

Process according to Claim 1, characterized in that the solution is injected in a class 3 organic non-solvent under the action of the ultra-disperser at 5,000-20,000 rpm and subjected to a 5 minute break time after injection.

Process according to Claim 1, characterized in that the solution is subjected to rest for 12-24 hours after the class 3 solvent dispersion step.

Process according to Claim 1, characterized in that after a period of 12h-24 hours the solution is filtered and the recovered material is dried by lyophilization.

Nanoparticles of gelatin encapsulated natural and synthetic pigments or dyes, characterized in that they comprise a particle size ranging from 10 nm to 1,000 nm, preferably from 10 to 100 nm.

Nanoparticles according to claim 8, characterized in that they comprise natural dyes selected from a group comprising phycobiliproteins, pyrrolic heterocyclic structure, flavonoids, betalains, tannins, quinoidal pigments and ribloflavin.

Nanoparticles according to claim 8, characterized in that they comprise synthetic dyes selected from a group comprising tartrazine, yellow, twilight, azorubine, amaranth, ponceau 4r, erythrosine, red 40, patent blue v, indigotine blue, bright blue and green fast.

Nanoparticles according to Claim 8, characterized in that they comprise an encapsulation made of natural gelatin.

Nanoparticles according to Claim 8, characterized in that it comprises a stabilized food coloring encapsulated in natural gelatin.

Nanoparticles according to Claim 8, characterized in that it comprises a stabilized pharmaceutical dye encapsulated in natural gelatin.

Nanoparticles according to Claim 8, characterized in that it comprises a stabilized cosmetic dye encapsulated in natural gelatin.