Pesquisa
Caracterização físico-química e atividade antibacteriana do óleo essencial e extrato bruto de Gallesia integrifolia incorporados em nanofibras eletrofiadas com etilcelulose
Doutorado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Douglas Eduardo Soares Pereira
Orientador: Maria Graciela Iecher Faria
Defendido em: 21/02/2026
Resumo
Gallesia integrifolia, conhecida popularmente como pau-d'alho, é uma planta nativa da América do Sul e presente na Mata Atlântica. Suas folhas, frutos e flores possuem óleo essencial (OE) e extrato bruto (EB) com alto potencial biológico antioxidante, antimicrobiano e anti-inflamatório. Este estudo, investigou o potencial da eletrofiação para o desenvolvimento de novos biomateriais baseados em nanofibras (NFs) de etilcelulose (EC), incorporadas com óleos essenciais (OEs) e Extratos Brutos (EBs) das flores, frutos e folhas de G. integrifolia. As NFs obtidas foram caracterizadas por técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura; Análise Termogravimétrica; Calorimetria Diferencial de Varredura; Ângulo de Contato; Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier; Análises Mecânicas, bem como as atividades antibacterianas em caldo das NFs. Morfologicamente, ambas as abordagens produziram NFs homogêneas, embora com variações dimensionais: as NFs com OEs apresentaram diâmetros menores (217 - 250 nm) comparadas às NFs com EBs (253 - 351 nm). Quimicamente, os estudos revelaram perfis distintos. As fibras com EBs mostraram-se ricas em compostos fenólicos e flavonoides, com predominância de rutina (> 100 µg.g-1 para a flor, fruto e folha), conferindo capacidade antioxidante, especialmente no EB da folha no ensaio 2,2-azinobis (3-etilbenzotiazolina-6-ácido sulfônico) (ABTS) – 20,91 µM trolox equivalente mg-1 EB e flor com o ensaio 2,2-difenil-1-picril-hidrazina (DPPH) (3,32 mg.mL-1) e ensaio de redução do ferro (ferric reducing antioxidant power) (FRAP) (0,45 µM sulfato ferroso mg-1 EB). Já as fibras com OEs destacaram-se pela presença de grupos tiol (S-H) e dissulfeto (S-S), característicos de compostos organossulfurados. Nas propriedades mecânicas, a incorporação dos OEs aumentou a rigidez e o caráter hidrofóbico das NFs. Em contraste, a adição dos EBs alterou a molhabilidade de forma variada: enquanto as NFs com EB de flor e folha mantiveram-se hidrofóbicas (> 90°), a incorporação do EB do fruto tornou a membrana hidrofílica (< 90°) e altamente intumescível. O destaque de ambos os estudos foi a atividade antibacteriana das NFs superior ao controle positivo (Estreptomicina). Contra Staphylococcus aureus, a NF com OE da folha inibiu 55,50% do crescimento e a com EB da folha inibiu 44,35%, enquanto a Estreptomicina inibiu apenas 2,83%. Contra Escherichia coli, os resultados foram ainda mais expressivos: a NF com EB do fruto atingiu 75,34% de inibição e a com OE da folha alcançou 66,00%, superando a Estreptomicina (58,29%). Conclui-se que as nanofibras de etilcelulose incorporadas atuam como carreadores eficientes para os bioativos de G. integrifolia. Seja através da ação antioxidante dos extratos brutos ou da potência bactericida dos óleos essenciais, estas NFs representam alternativas promissoras para o desenvolvimento de curativos e dispositivos médicos, agregando valor biotecnológico à biodiversidade vegetal.
Palavras-chave
Pau d’alho. Nanofibras eletrofiadas. Etilcelulose. Atividade antibacteriana. Biomateriais.
Title
Physicochemical characterization and antibacterial activity of the essential oil and crude extract of gallesia integrifolia incorporated into ethylcellulose electrospun nanofibers
Abstract
Gallesia integrifolia, popularly known as garlic tree, is a plant native to South America and found in the Atlantic Forest. Its leaves, fruits, and flowers contain essential oil (EO) and crude extract (CE) with high antioxidant, antimicrobial, and anti-inflammatory biological potential. This study investigated the potential of electrospinning for the development of new biomaterials based on ethylcellulose nanofibers (NFs) incorporated with essential oils (EOs) and crude extracts (CEs) from the flowers, fruits, and leaves of G. integrifolia. The obtained NFs were characterized by Scanning Electron Microscopy; Thermogravimetric Analysis; Differential Scanning Calorimetry; Contact Angle; Fourier Transform Infrared Spectroscopy; Mechanical Analyses, as well as the antibacterial activities of the NFs in broth. Morphologically, both approaches produced homogeneous NFs, although with dimensional variations: NFs with OEs presented smaller diameters (217 - 250 nm) compared to NFs with EBs (253 - 351 nm). Chemically, the studies revealed distinct profiles. Fibers with EBs showed richness in phenolic compounds and flavonoids, with a predominance of rutin (> 100 µg.g-1 for the flower, fruit, and leaf), conferring antioxidant capacity, especially in the EB of the leaf in the 2,2-azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) assay – 20.91 µM trolox equivalent mg-1 EB and flower with the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazine (DPPH) assay (3.32 mg.mL-1) and ferric reducing antioxidant power (FRAP) assay (0.45 µM ferrous sulfate mg-1 EB). Fibers with OEs stood out for the presence of thiol (S-H) and disulfide (S-S) groups, characteristic of organosulfur compounds. In terms of mechanical properties, the incorporation of essential oils (EOs) increased the rigidity and hydrophobic character of the non-ferrous membranes (NFs). In contrast, the addition of essential oils (EBs) altered wettability in various ways: while NFs with flower and leaf EB remained hydrophobic (> 90°), the incorporation of fruit EB made the membrane hydrophilic (< 90°) and highly swollen. The highlight of both studies was the superior antibacterial activity of the NFs compared to the positive control (Streptomycin). Against Staphylococcus aureus, the NF with leaf EO inhibited 55.50% of growth and the one with leaf EB inhibited 44.35%, while Streptomycin inhibited only 2.83%. Against Escherichia coli, the results were even more impressive: the nanofiber with EB from the fruit achieved 75.34% inhibition, and the one with OE from the leaf reached 66.00%, surpassing Streptomycin (58.29%). It is concluded that the incorporated ethylcellulose nanofibers act as efficient carriers for the bioactive compounds of G. integrifolia. Whether through the antioxidant action of the crude extracts or the bactericidal potency of the essential oils, these nanofibers represent promising alternatives for the development of dressings and medical devices, adding biotechnological value to plant biodiversity.
Keywords
Garlic tree. Electrospun nanofibers. Ethylcellulose. Antibacterial activity. Biomaterials.