Os óleos essenciais têm sido utilizados ao longo da história para uma infinidade de aplicações. Na indústria alimentícia, se destacam como ingredientes de sabor em uma ampla variedade de alimentos e bebidas, bem como por suas propriedades antioxidantes e antimicrobianas utilizadas para extensão do shelf life dos produtos alimentícios.
Os verdadeiros óleos essenciais não são oleosos, apesar do nome. São líquidos, voláteis, límpidos e raramente coloridos, lipossolúveis e solúveis em solventes orgânicos com uma densidade geralmente menor do que a densidade da água. Diferem muito em seus odores, índices de refração, propriedades de rotação óptica e específica. São imiscíveis com água, mas solúveis em éter, álcool e na maioria dos solventes orgânicos. Contêm mais de 200 componentes essenciais ao seu odor e sabor, sendo que a ausência de um único componente pode alterar o seu aroma.
Características de odor, sabor e cor compreendem as propriedades organolépticas dos óleos essenciais, cuja composição e presença podem determinar claramente o aroma específico das plantas e o sabor dos condimentos. As propriedades organolépticas dos óleos essenciais podem ser avaliadas quantitativamente pela análise de seus componentes químicos específicos.
A adição de um pouco de óleo essencial aos alimentos durante o processamento pode impedir sua taxa de oxidação e reduzir os produtos de oxidação sem nenhuma alteração nas propriedades de cor e textura.
Obtidos de plantas que contêm compostos ativos aromatizantes, os óleos essenciais de diversas especiarias à base de frutas são componentes-chave dos concentrados dos quais os refrigerantes são feitos, com a adição de outros ingredientes, como água, açúcar, conservantes, corantes e espessantes. Os concentrados de cola são usados em refrigerantes de cola; os refrigerantes de limão e lima usam óleos essenciais de limão, lima, neroli e laranja; enquanto os refrigerantes de laranja são feitos de concentrados que contêm óleo de laranja como o principal componente.
Os óleos essenciais de plantas aromáticas possuem forte potencial antimicrobiano, razão pela qual seu uso como conservante natural satisfaz a demanda dos consumidores por alimentos seguros, saudáveis e nutritivos. Devido ao seu grande potencial, podem agir contra microorganismos patogênicos, estendendo o prazo de validade dos alimentos e mantendo a sua qualidade.
A atividade antibacteriana dos óleos essenciais está altamente associada à presença de seus constituintes principais, sendo o carvacrol, o eugenol e o timol os principais compostos ativos que
inibem efetivamente o crescimento de microorganismos, rompendo as membranas celulares e levando a alterações no fluxo de elétrons, força motriz dos prótons e transporte ativo e coagulação do conteúdo celular.
As bactérias Gram-positivas são as mais suscetíveis aos óleos essenciais, o que é atribuído ao fato de terem uma membrana externa rígida, rica em lipopolissacarídeos, e mais complexa, limitando a difusão de compostos hidrofóbicos. Os componentes bioativos presentes nos óleos essenciais podem se fixar na superfície da célula e, posteriormente, penetrar na bicamada fosfolipídica da membrana celular. A integridade estrutural da membrana celular é perturbada por seu acúmulo, prejudicando o metabolismo celular e causando morte celular.
Os óleos essenciais também possuem potencial antioxidante, depende principalmente de suas composições químicas. Os metabólitos fenólicos e outros metabólitos secundários se conectam a ligações duplas, responsáveis pela sua substancial atividade antioxidante.
O timol e o carvacrol são os principais componentes que desempenham papel fundamental nas propriedades antioxidantes. Alguns álcoois, éteres, cetonas, aldeídos e monoterpenos, também desempenham papel fundamental nas propriedades antioxidantes dos óleos essenciais.
Muitos óleos essenciais possuem propriedades antioxidantes e antimicrobianas, mas suas aplicações como conservantes de alimentos exigem um bom conhecimento de suas propriedades, incluindo a sensibilidade dos microrganismos alvo, o modo de ação específico, sua potência antimicrobiana e o efeito dos componentes da matriz alimentar em suas propriedades antimicrobianas.
Apesar do potencial demonstrado pelos óleos essenciais em muitos produtos alimentícios, os seus constituintes hidrofóbicos são prejudicados pelas interações com os componentes da matriz alimentar, como gordura, amido e proteínas. Altas concentrações de gorduras e/ou proteínas nos alimentos podem fornecer uma camada protetora às bactérias e absorver os óleos essenciais, diminuindo a sua concentração e eficácia na fase aquosa; por outro lado, altos níveis de água e/ou sal podem facilitar a ação dos óleos essenciais. Assim, antes de ser adicionado aos produtos alimentícios, é importante pesquisar como os óleos essenciais ou seus constituintes interagem com os componentes dos alimentos. As interações da matriz alimentar com os óleos essenciais ou seus constituintes podem ser pesquisadas medindo-se o crescimento de microorganismos no meio de cultura contendo uma faixa de concentrações de gordura, proteína ou amido, bem como o composto antimicrobiano de interesse. Tais experimentos podem ser usados para fornecer respostas rápidas a quais tipos de produtos alimentícios o composto em questão pode ser usado.
A potência antimicrobiana dos constituintes do óleo essencial também depende do pH, temperatura e do nível de contaminação microbiana. Diferentes estudos relataram níveis mais altos de bioatividade em pH ácido, uma vez que os óleos essenciais de baixo pH se comportam de maneira mais hidrofóbica e penetram mais facilmente nas células.
O aroma intenso dos óleos essenciais, mesmo em baixas concentrações, pode causar efeitos organolépticos negativos que excedem o limiar aceitável para os consumidores. Aumentar a concentração de óleos essenciais para compensar suas interações com os componentes da matriz alimentar limita sua aplicação a alimentos condimentados, onde o limiar sensorial aceitável é relativamente alto. Uma opção para contornar esse problema é usar óleos essenciais em embalagens ativas e não como ingrediente do próprio produto.
Os óleos essenciais podem ser encapsulados em polímeros de revestimentos ou saches comestíveis e biodegradáveis que fornecem uma liberação lenta para a superfície dos alimentos ou para o espaço livre de embalagens de frutas, carnes e peixes, por exemplo. A vantagem de incorporar componentes voláteis de óleos essenciais em filmes ou revestimentos comestíveis é que a taxa dos agentes de difusão do produto alimentício pode ser reduzida, mantendo, assim, os compostos ativos no espaço livre ou na superfície do produto por longos períodos de tempo. Uma maneira de minimizar os efeitos organolépticos dos óleos essenciais adicionados à matriz de um produto alimentício é encapsular os óleos essenciais em nano emulsões. Essa abordagem aumenta a estabilidade dos componentes voláteis, protegendo-os da interação com a matriz alimentar e aumenta a atividade antimicrobiana devido ao aumento da captação celular passiva.
A redução da concentração de óleos essenciais sem comprometer sua atividade antimicrobiana também pode ser obtida aplicando-os em combinação com outros compostos antimicrobianos que proporcionam efeito sinérgico. A sinergia obtida pela combinação de óleos essenciais é um campo com inúmeras oportunidades para encontrar misturas antimicrobianas potentes, que podem ser a chave para a implementação de óleos essenciais na preservação de alimentos sem efeitos organolépticos simultâneos.
A interação entre antimicrobianos em uma combinação pode ter três resultados diferentes: sinérgico, aditivo ou antagônico. A sinergia ocorre quando uma mistura de dois compostos antimicrobianos possui atividade antimicrobiana maior do que a soma dos componentes individuais. Um efeito aditivo é obtido quando a combinação de antimicrobianos tem efeito combinado igual à soma dos compostos individuais. O antagonismo ocorre quando uma mistura de compostos antimicrobianos tem efeito combinado menor do que quando aplicado separadamente.
A atividade antimicrobiana de um determinado óleo essencial pode estar relacionada a apenas um ou dois dos principais constituintes que compõem o óleo. No entanto, a atividade inerente dos óleos essenciais pode não depender exclusivamente da proporção na qual os principais constituintes ativos estão presentes, mas também de interações entre esses e constituintes menores nos óleos. Várias atividades antimicrobianas sinérgicas foram relatadas para constituintes ou frações de óleos essenciais quando testadas em combinações binárias ou ternárias, como por exemplo, a combinação binária sinérgica entre carvacrol e timol contra L. innocua, e a combinação ternária ativa entre carvacrol, timol e eugenol.
Quatro mecanismos teóricos de interações antimicrobianas produzem sinergia, sendo eles: inibição sequencial de várias etapas de uma determinada rota bioquímica;) inibição de enzimas que degradam antimicrobianos excretados; interação de vários antimicrobianos com a parede celular; ou interação com a parede ou membrana celular que leva ao aumento da captação de outros antimicrobianos.
Misturas sinérgicas de interesse comercial devem ser avaliadas sob as condições ambientais que refletem as matrizes alimentares às quais devem ser aplicadas, pois as interações com os ingredientes da matriz alimentar podem diminuir sua atividade.
