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Encapsulation of yarrow essential oil in hydroxypropyl-beta-cyclodextrin: physiochemical characterization and evaluation of bio-efficacies

Encapsulación de aceite esencial de milenrama en hidroxipropil-beta-ciclodextrina. Caracterización fisicoquímica y evaluación de bioeficiencia.

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Pages 409-417 | Received 25 Oct 2016, Accepted 19 Jan 2017, Published online: 21 Feb 2017

Figures & data

Table 1. Encapsulation efficiency value determined of yarrow oil and carvacrol encapsulated in HPβCD.

Tabla 1. Determinación del valor de la eficiencia de encapsulación del acetie de milenrama y carvacrol en in HPβCD.

Figure 1. SEM micrographs of free HPβCD (a) and encapsulated yarrow oil (b) at 500 times magnification. The samples used were in powder form derived from inclusion complex formation via freeze-drying technique.

Figura 1. Microfotografías SEM de HPβCD libre (a) y aceite de milenrama encapsulado (b) con 500 aumentos. Las muestras empleadas en forma de polvo derivadas de la formación de complejos de inclusión mediante la técnica de liofilización.

Figure 1. SEM micrographs of free HPβCD (a) and encapsulated yarrow oil (b) at 500 times magnification. The samples used were in powder form derived from inclusion complex formation via freeze-drying technique.Figura 1. Microfotografías SEM de HPβCD libre (a) y aceite de milenrama encapsulado (b) con 500 aumentos. Las muestras empleadas en forma de polvo derivadas de la formación de complejos de inclusión mediante la técnica de liofilización.

Figure 2. FT-IR spectra of yarrow oil (a); hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HPβCD) (b); encapsulated yarrow oil (c).

Figura 2. Espectro FT-IR para el aceite de milenrama libre (a); HPβCD (b); aceite encapsulado (c).

Figure 2. FT-IR spectra of yarrow oil (a); hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HPβCD) (b); encapsulated yarrow oil (c).Figura 2. Espectro FT-IR para el aceite de milenrama libre (a); HPβCD (b); aceite encapsulado (c).

Figure 3. UV absorption spectra of free HPβCD (1), free yarrow oil (2), free carvacrol (3), physical mixture of yarrow oil and HPβCD (4), physical mixture of carvacrol and HPβCD (5), encapsulated yarrow oil (6), encapsulated carvacrol (7), compounds extracted from encapsulated yarrow oil (8).

Figura 3. Espectro de absorción UV para HPβCD libre (1), aceite ensencial libre (2), carvacrol libre (3), mecla fisica de aceite sencial y HPβCD (4), mezcla física de carvacrol y HPβCD (5), aceite encapsulado (6), carvacrol encapsulado (7), compuestos extraidos del aceite esencial encapsulado (8).

Figure 3. UV absorption spectra of free HPβCD (1), free yarrow oil (2), free carvacrol (3), physical mixture of yarrow oil and HPβCD (4), physical mixture of carvacrol and HPβCD (5), encapsulated yarrow oil (6), encapsulated carvacrol (7), compounds extracted from encapsulated yarrow oil (8).Figura 3. Espectro de absorción UV para HPβCD libre (1), aceite ensencial libre (2), carvacrol libre (3), mecla fisica de aceite sencial y HPβCD (4), mezcla física de carvacrol y HPβCD (5), aceite encapsulado (6), carvacrol encapsulado (7), compuestos extraidos del aceite esencial encapsulado (8).

Figure 4. Phase solubility diagram of encapsulated yarrow oil and carvacrol at specified temperatures.

Figura 4. Diagrama de fase para el aceite de milenrama y carvacrol encapsulados a diferentes temperaturas.

Figure 4. Phase solubility diagram of encapsulated yarrow oil and carvacrol at specified temperatures.Figura 4. Diagrama de fase para el aceite de milenrama y carvacrol encapsulados a diferentes temperaturas.

Table 2. Phase solubility parameters and stability constants (Ks) of encapsulated yarrow oil and carvacrol at specified temperatures.

Tabla 2. Parámetros de solubilidad y constantes de estabilidad (Ks) para el aceite de milenrama y carvacrol encapsultado a diferentes temperaturas.

Figure 5. DPPH radical scavenging (%) of free and encapsulated yarrow oil before and after exposure to sunlight for 12 h at various concentrations (5–50 μg/mL). Reaction temperature: room temperature (28 ± 2°C). Reaction time: 60 min. Concentration of encapsulated yarrow oil based on the encapsulation efficiency. Values given are in triplicate (= 3).

Figura 5. Depuración de radicales DPPH (%) de aceite de milenrama libre y encapsulado antes y después de la exposición a la luz solar durante 12 h a diversas concentraciones (5–50 μg/mL). Temperatura de reacción: temperatura ambiente (28 + 2°C). Tiempo de reacción: 60 min. Concentración de aceite encapsulado basado en la eficiencia de encapsulación. Los valores dados están en triplicado (n = 3).

Figure 5. DPPH radical scavenging (%) of free and encapsulated yarrow oil before and after exposure to sunlight for 12 h at various concentrations (5–50 μg/mL). Reaction temperature: room temperature (28 ± 2°C). Reaction time: 60 min. Concentration of encapsulated yarrow oil based on the encapsulation efficiency. Values given are in triplicate (n = 3).Figura 5. Depuración de radicales DPPH (%) de aceite de milenrama libre y encapsulado antes y después de la exposición a la luz solar durante 12 h a diversas concentraciones (5–50 μg/mL). Temperatura de reacción: temperatura ambiente (28 + 2°C). Tiempo de reacción: 60 min. Concentración de aceite encapsulado basado en la eficiencia de encapsulación. Los valores dados están en triplicado (n = 3).

Figure 6. DPPH radical scavenging (%) of free yarrow oil and encapsulated yarrow oil before and after exposure to sunlight for 12 h at 50 μg/mL. Reaction temperature: room temperature (28 ± 2°C). Reaction time: 60 min. Concentration of encapsulated yarrow oil based on the encapsulation efficiency. Values given are in triplicate (= 3).

Figura 6. Depuración de radicales DPPH (%) de aceite de milenrama libre y encapsulado, antes y después de la exposición a la luz solar durante 12 h a 50μg/mL. Temperatura de reacción: temperatura ambiente (28 + 2°C). Tiempo de reacción: 60 min. Concentración de aceite encapsulado basado en la eficiencia de encapsulación. Los valores dados están en triplicado (n = 3).

Figure 6. DPPH radical scavenging (%) of free yarrow oil and encapsulated yarrow oil before and after exposure to sunlight for 12 h at 50 μg/mL. Reaction temperature: room temperature (28 ± 2°C). Reaction time: 60 min. Concentration of encapsulated yarrow oil based on the encapsulation efficiency. Values given are in triplicate (n = 3).Figura 6. Depuración de radicales DPPH (%) de aceite de milenrama libre y encapsulado, antes y después de la exposición a la luz solar durante 12 h a 50μg/mL. Temperatura de reacción: temperatura ambiente (28 + 2°C). Tiempo de reacción: 60 min. Concentración de aceite encapsulado basado en la eficiencia de encapsulación. Los valores dados están en triplicado (n = 3).

Table 3. Minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) against Staphylococcus aureus and Escherichia coli for both free yarrow oil and encapsulated yarrow oil.

Tabla 3. Concentración inhibitoria mínima (MIC) y concentración bactericida minima (MBC) frente Staphylococcus aureus y Escherichia coli del aceite de milenrama tanto libre como encapsulado.