Fotoluminescência aprimorada de extratos de Curcuma longa via transferência de energia mediada por quitosana para aplicações de autenticação têxtil

A contrafacção é considerada um flagelo em indústrias generalizadas em todo o mundo. O rápido aumento de produtos falsificados no mercado causa estragos econômicos, o que impede a subsistência do inventor primário 1,2,3,4,5,6. Isso foi trazido à tona em 2020⁷ sobre a preocupação contínua de produtos falsificados emergentes, como evidenciado pela tendência crescente de publicações que consistem na palavra-chave antifalsificação ou falsificação em seus títulos. Um aumento significativo pode ser observado nas publicações relacionadas à falsificação desde a última vez relatada em 2019, sugerindo que esforços consideráveis estão sendo feitos para combater a produção e distribuição de produtos fraudulentos. Por outro lado, também pode ser bastante alarmante, uma vez que significa a progressão da indústria da contrafacção, que se espera que persista se não for abordada de forma eficaz. A indústria têxtil não está isolada desse problema, pois a presença de produtos têxteis falsificados tem impactado severamente a subsistência de verdadeiros vendedores, fabricantes e tecelões, entre outros ^3,8. Por exemplo, a indústria têxtil na África Ocidental foi durante muito tempo considerada um dos principais mercados de exportação do mundo. No entanto, foi relatado⁹ que aproximadamente 85% da quota de mercado é detida por têxteis contrabandeados que infringem as marcas têxteis da África Ocidental. Os efeitos da falsificação também foram relatados em outros continentes, como Ásia, América e Europa, indicando que essa crise atingiu um nível incontrolável e representa uma ameaça significativa para a já combalida indústria têxtil 2,3,4,10,11,12.

Com os rápidos avanços da ciência, tecnologia e inovação, os pesquisadores assumiram o papel de desenvolver materiais funcionais para fins de aplicações antifalsificação. O uso de tecnologia secreta é uma das abordagens mais comuns e eficazes para combater a produção de bens fraudulentos. Trata-se da utilização de materiais fotoluminescentes como corantes de segurança que exibem emissão específica de luz quando irradiados por diferentes comprimentos de onda^13,14. Entretanto, alguns corantes fotoluminescentes disponíveis no mercado podem impor toxicidade em altas concentrações, representando ameaças à saúde humana e ao meio ambiente^15,16.

A cúrcuma (Curcuma longa) é uma planta essencial utilizada em inúmeras aplicações, como tintas, aromatizantes, medicamentos, cosméticos e corantes de tecidos¹⁷. Presentes nos rizomas são naturalmente ocorrendo compostos químicos fenólicos chamados curcuminoides. Estes curcuminóides incluem curcumina, demetoxicurcumina, e bisdemetoxicurcumina, entre os quais a curcumina é o principal constituinte responsável pela coloração amarelo vibrante a laranja e as propriedades da cúrcuma¹⁸. A curcumina, também conhecida como 1,7-bis(4-hidroxi-3-metoxifenil)-1,6-heptadieno-3,5-diona^19,20 com fórmula empírica de C₂₁H₂₀O₆, tem atraído significativa atenção nas áreas biomédica e farmacêutica devido às suas propriedades antissépticas, anti-inflamatórias, antibacterianas e antioxidantes 17,18,21,22,23. Curiosamente, a curcumina também possui características espectrais e fotoquímicas. Destacam-se suas intensas propriedades fotoluminescentes quando submetidas a excitações no ultravioleta (UV), as quais têm sido exploradas por poucos estudos 19,24,25. Dadas essas características, em conjunto com sua natureza hidrofóbica e propriedades não tóxicas, a curcumina surge como um corante ideal para marcas de autenticação.

A extração de curcumina de cúrcuma foi relatada pela primeira vez no início de 1800. Ao longo dos últimos séculos, inúmeras metodologias e técnicas de extração foram desenvolvidas e aprimoradas para alcançar maior rendimento 26,27,28,29,30,31,32,33. A extração convencional por solvente é uma abordagem amplamente utilizada, pois emprega solventes orgânicos como etanol, metanol, acetona e hexano, entre outros, para isolar a curcumina da cúrcuma^34,35. Esse método evoluiu através de modificações, juntamente com técnicas mais avançadas, como extração assistida por micro-ondas (MAE)18,36,37, extração de Soxhlet38,39, extração assistida por enzima (EAE)^39,40 e extração ultra-sônica³⁶, entre outros para aumentar o rendimento. Geralmente, o método de extração por solvente tem sido aplicado para extração de corantes naturais devido à sua versatilidade, baixa exigência de energia e custo-benefício, tornando-o ideal para indústrias escaláveis, como a têxtil.

A curcumina foi integrada como corantes naturais para têxteis devido à sua distinta tonalidade amarela. No entanto, a má adsorção de corantes naturais às fibras têxteis representa um desafio que dificulta sua viabilidade comercial⁴¹. Mordentes, como metais, polissacarídeos e outros compostos orgânicos, servem como ligantes comuns para fortalecer a afinidade dos corantes naturais com o tecido. A quitosana, um polissacarídeo derivado de crustáceos, tem sido amplamente utilizada como agente mordanting alternativo devido à sua abundância na natureza, biocompatibilidade e durabilidade da lavagem⁴². Este estudo relata uma abordagem fácil e direta na preparação de marcação de autenticação baseada em curcumina. Extratos brutos de curcumina foram obtidos através do método de extração com solvente assistido por sonicação. As propriedades fotoluminescentes da curcumina extraída foram amplamente investigadas em substratos têxteis e reforçadas com a introdução da quitosana como agente mordanting. Isso demonstra o potencial significativo como um corante fotoluminescente naturalmente derivado para aplicações de autenticação.