Conciliar desenvolvimento local com a conservação da maior floresta tropical do mundo é um desafio emergente. Uma das estratégias que tem sido estimuladas em prol desse objetivo é a promoção de cadeias comerciais de produtos florestais não madeireiros. A castanha-do-brasil (Bertholletia excelsa Bonpl.) é uma das espécies mais importantes do contexto amazônico, considerada uma espécie chave para a contribuição com a conservação da floresta e dos meios de vida associados à ela. O presente estudo teve por objetivo investigar se o extrativismo de base comunitária e tradicional da castanha em Almeirim - município situado na região da calha norte paraense - representa de fato uma atividade chave para garantir a conservação da floresta aliada ao desenvolvimento local. Para isso, foram definidas questões norteadoras a serem focadas no desenvolvimento da pesquisa: (I) A organização social das comunidades extrativistas, bem como o desenvolvimento e amadurecimento de instituições coletivas atuantes no gerenciamento da produção e comercialização da castanha promovem melhorias nas diferentes dimensões dos meios de vida comunitários?; (II) Existe sustentabilidade ecológica na produção de castanha oriunda dos castanhais de Almeirim? O que a dinâmica populacional dos castanhais explorados de Almeirim pode nos dizer sobre o futuro das populações de castanheiras na Amazônia? Foi verificado que de fato diferentes níveis de organização social dos sistemas socio-ecológicos aonde se constituem as atividades extrativas da castanha em Almeirim contribuem de modo distinto e significativo para a manutenção e melhoria dos capitais humano, social, físico, financeiro e natural dos meios de vida das comunidades da região de estudo. Também verificou-se que a coleta de sementes de castanha-do-brasil, realizada há pelo menos um século na região, não representa uma ameaça à manutenção das populações de Bertholletia excelsa, uma vez que essa parece atingir alto nível de estabilidade e resistência à remoção de suas sementes. Pode-se considerar, portanto, que o extrativismo de castanha-do-brasil no município de Almerim é uma estratégia de alta relevância para a manutenção sociocultural das comunidades estudadas, bem como melhoria de seus meios de vida e que não provoca prejuízos a dinâmica das populações de castanheiras. / Harmonizing local development with the world largest rain forest conservation is an emerging challenge. One of the strategies that has been stimulated for this goal is the promotion of non-timber forest products commercial chains. Brazil Nut is one of the most important product in this Amazon context, considered a cornerstone specie for the contribution of the forest and the local living ways associated. This study aimed to investigate if Brazil Nut\'s extractivist communities and traditional way of extractivism in Almeirim - municipality located north channel of Amazon river in Pará state - represent in fact a key activity to guarantee forest conservation allied to the local development. In this regard, directional questions have been defined to be focus in the development of research: (I) Does social organization of the extractive communities, as well as the development and maturing of collective institutions that act in the production and commercialization management of Brazil Nut, promote better conditions of the different community livelihoods? (II) Is there ecological sustainability of the Brazil Nut\'s extraction in the Almeirim\'s Brazil Nut\'s stands? What does population dynamics of the explored Brazil Nut\'s stands in Almeirim can tell us about the future of Brazil Nut\'s stands in Amazonia? It has been verificated that the different levels of social organization in the social ecological systems where the Brazil Nut\'s extraction activities in Almeirim contributes distinctly and significantly to the maintenance and upgrade of human, social, physical, financial and natural community assets of livelihoods in the study area. It was also verified that Brazil nut seed collection, which has been carried out for at least a century in the region, does not represent a threat to the maintenance of the populations of Bertholletia excelsa, since the specie seems to reach a high level of stability and resistance to seed removal. It can be considered, therefore, that Brazil nut extractivism in the municipality of Almeirim is a highly relevant strategy for the socio-cultural maintenance of the communities studied, as well as the improvement of their livelihoods and that does not cause damages to the dynamics of Brazil nut populations.

Indivíduos obesos apresentam níveis elevados de estresse oxidativo quando comparados com controles de peso eutrófico. Isto pode ser atribuído a uma série de fatores, com destaque para a ingestão reduzida de substâncias antioxidantes. Outro aspecto a ser considerado é a presença de polimorfismos em genes que codificam para enzimas antioxidantes, como é o caso do Pro198Leu no gene da enzima glutationa peroxidase 1 (GPx 1). Portanto, este trabalho teve como objetivos estudar as relações entre obesidade, marcadores de estresse oxidativo e o polimorfismo Pro198Leu no gene da GPx1, além de verificar as respostas destes parâmetros à ingestão de castanhas-do-brasil como fonte de selênio (Se). Participaram do estudo 37 mulheres em idade reprodutiva, que não apresentavam diabetes mellitus, doenças da tireóide; não ingeriam suplementos de minerais e vitaminas, medicamentos para redução de peso ou hipolipemiantes, e não eram tabagistas. Foram utilizados os seguintes marcadores bioquímicos: concentrações de Se plasmático, eritrocitário e nas unhas; atividade eritrocitária total da GPx; concentrações urinárias de 8-isoprostanos; concentrações plasmática de TBARS; avaliação de danos em DNA; perfil lipídico sérico; além da determinação dos genótipos relativos àquele polimorfismo. Cada unidade de castanha forneceu, em média, 290 &#181;g do mineral. Na fase pré-suplementação, 100% das pacientes estavam deficientes em Se. As concentrações eritrocitárias (60,5±22,6 x 205,9±42,0 &#181;g/L; p=0.000) e plasmáticas (55,7±13,3 x 132,5±34,9 &#181;g/L; p=0.000) deste mineral aumentaram significativamente na fase pós-suplementação. O mesmo perfil foi observado para a atividade eritrocitária total de GPx (36,6±17,1 x 53,6±20,4 U/gHb; p=0.000) e para as concentrações plasmáticas de TBARS (5,0±3,7 x 7,6±3,3 &#181;mol/L; p=0.000). As concentrações urinárias de 8-isoprostanos não apresentaram alterações significativas após a ingestão das castanhas (25,1±14,2 x 21,8±15,6 ng/mmol creat.). E o mesmo ocorreu com os níveis de danos em DNA (77,3±21,6 x 72,2±28,1 &#181;m). Com relação ao perfil lipídico sérico, não foram observadas mudanças significativas nas concentrações de colesterol total (171,0±28,8 x 175,5±26,6 mg/dL), LDL-c (114,0±29,6 x 109,3±22,8 mg/dL), VLDL-c (19,6±9,4 x 21,7±8,3 mg/dL) e triacilgliceróis (110,3±87,9 x 108,6±41,5 mg/dL). Entretanto, as concentrações de HDL-c apresentaram elevação significativa após o consumo das castanhas (37,6±13,6 x 44,5±13,4 mg/dL; p<0.00001). Este aumento também promoveu uma redução significativa nos valores dos índices de Castelli I (5,0±1,8 x 4,2±1,1; p<0.0002) e II (3,4±1,7 x 2,7±1,0; p<0.0004), preditores do risco cardiovascular. A frequência dos genótipos foi de 48,7% para Pro/Pro, 37,8% para Pro/Leu e 13,5% para Leu/Leu. Não foram verificadas diferenças estatisticamente significativas nos níveis de Se e na atividade da GPx entre os genótipos, nas duas fases. Entretanto, houve correlação positiva entre as concentrações eritrocitárias de Se e a atividade da GPx em ambas as fases apenas para o grupo Pro/Pro. Os resultados obtidos no ensaio do cometa foram significativamente diferentes entre os genótipos e revelaram que participantes Pro/Pro apresentaram redução na quantidade de danos em DNA após a ingestão das castanhas, o que não ocorreu naquelas Pro/Leu e Leu/Leu agrupadas. Além disso, aquelas Leu/Leu apresentaram valores de danos significativamente maiores em relação às Pro/Pro. As alterações observadas nos níveis de TBARS e lipídeos séricos não foram relacionadas aos genótipos. Também não foram verificadas alterações nas concentrações urinárias de 8-isoprostanos entre os diferentes genótipos. Estes dados sugerem um efeito benéfico do consumo de castanha-do-brasil como fonte de Se e também de ácidos graxos mono e poliinsaturados. Demonstrou-se também a influência do polimorfismo Pro198Leu no gene que codifica para a GPx1 sobre as concentrações sanguíneas de Se e a atividade eritrocitária total da GPx. Pode-se concluir que há uma interação entre este polimorfismo e o status de Se, bem como dos níveis antioxidantes. / Obese subjects present high oxidative stress levels when compared to those with normal weight. This characteristic can be attributed to several factors, mainly the low intake of antioxidant compounds. Another aspect to be taken into account is the presence of polimorphisms in genes of antioxidant enzymes, such as the Pro198Leu in the glutathione peroxidase 1 (GPx1) gene. The objectives of this work were to study the relations among obesity, oxidative stress markers, and the GPx1 Pro198Leu polymorphism, and to verify the responses of these parameters to the intake of Brazil nuts as a selenium (Se) source. Thirty seven women in reproductive age have participated in the study. They did not present diabetes mellitus, thyroid diseases, intake of vitamins and minerals supplements, medicines for weight loss or for cholesterol levels management, and smoking habit. The following biochemical markers were determined: plasma, erythrocyte and nails Se concentrations; total erythrocyte GPx activity, urine 8-isoprostanes concentration; plasma TBARS concentration; DNA damage; serum lipid profile; and genotyping of the polymorphism. Each unit of Brazil nut was estimated to provide &#8776; 290 &#181;g of Se. In the pre-supplementation phase, 100% of the subjects presented Se deficiency. The erythrocyte (60.5±22.6 x 205.9±42.0 &#181;g/L; p=0.000) and plasma (55.7±13.3 x 132.5±34.9 &#181g/L; p=0.000) concentrations of this mineral had presented a significant raise in the post-supplementation phase. The same profile was observed for the GPx activity (36.6±17.1 x 53.6±20.4 U/gHb; p=0.000) and for the plasma TBARS (5.0±3.7 x 7.6±3.3 &#181;mol/L; p=0.000) concentrations. There were no significant changes in the urinary 8-isoprostanes (25.1±14.2 x 21.8±15.6 ng/mmol creat.) concentration. The same pattern was observed in relation to the DNA damage levels (77.3±21.6 x 72.2±28.1 &#181;m). Regarding the serum lipid profile, it was not found significant changes in the total cholesterol (171.0±28.8 x 175.5±26.6 mg/dL) concentrations, LDL-c (114.0±29.6 x 109.3±22.8 mg/dL), VLDL-c (19.6±9.4 x 21.7±8.3 mg/dL) and triglycerides (110.3±87.9 x 108.6±41.5 mg/dL). However, there was a significant increase in the HDL-c (37.6±13.6 x 44.5±13.4 mg/dL; p<0.00001) concentrations after the Brazil nuts intake. This increase also had promoted a significant reduction in the Castelli I (5.0±1.8 x 4.2±1.1; p<0.0002) and II (3.4±1.7 x 2.7±1.0; p<0.0004) indexes, which are predictors of cardiovascular risk. The genotype frequency was 48.7% for Pro/Pro, 37.8% for Pro/Leu, and 13.5% for Leu/Leu. Se levels and GPx activity were not significantly different between the genotypes, in both pre and post-supplementation phases. However, there was a positive correlation between Se erythrocyte concentrations and GPx activity in both phases only in the Pro/Pro group. The results from the comet assay were significantly different between the genotypes and showed that subjects who were Pro/Pro presented a reduction in the levels of DNA damage after the Brazil nuts intake, which did not happen in those Pro/Leu and Leu/Leu grouped. Moreover, the Leu/Leu group showed higher damage levels when compared to that Pro/Pro. The changes in the plasma TBARS levels and in the serum lipid profile were unrelated to the genotypes. The urinary 8-isoprostanes concentrations also did not present any change regarding the genotypes. The data suggest a beneficial effect of the Brazil nut intake as a source of Se and possibly of mono and polyunsaturated fatty acid. The influence of the GPx1 Pro198Leu polymorphism on the blood Se concentration and GPx activity could be demonstrated. It could be concluded that there is an interaction between that polymorphism and the Se status, as well as the antioxidant levels.

The Amazon rainforest harbors the planet's highest biodiversity among terrestrial ecosystems; however, the biology and ecology of most of its species are unknown. Niche partitioning is considered a key factor allowing species co-existence, especially for morphological similar species such as spiny rats of the genus Proechimys. I examined the extent to which habitat differentiation, species body mass, and diet could explain the community composition of small mammals at a site in the southeastern Amazon. Moreover, I radio-tagged sympatric species of Proechimys spp. and Mesomys stimulax (an arboreal spiny rat) to obtain detailed autoecology information, including habitat use and use of space. I found support for niche partitioning among species and associated small mammal species with distinct successional phases of gap dynamics. I also observed among Proechimys spp. a typical polygynous organization: females appeared to be territorial against females of any species of their genus; but male territories overlapped with those of several females. Mesomys stimulax showed evidence of monogamy and possible sociality, although sample sizes were small. To identify the importance of small mammals as seed disperser of Brazil nut seeds, I conduct experiments using a combination of fluorescent powder, seed exclosures, and track plates in forests with and without Brazil nut groves, and in forests with and without Brazil nut harvesting. Among small mammals, only Proechimys spp. removed, dispersed, and preyed upon Brazil nut seeds. Proechimys spp. sometimes scatterhoarded these seeds, and hence have the potential to play a significant role in recruiting new Brazil nut trees. I also trapped small mammals and measured forest structures on the same sites used for the seed dispersal experiment, to determine the ecological effects of Brazil nut harvest on small mammal communities; however, my results showed little evidence of changes associated with the seed exploitation. My results highlight the importance of habitat heterogeneity in structuring small mammal communities, and indicate that forest management practices that alter habitats, such as partial logging, also can be expected to alter small mammal composition and diversity. Proechimys spp. have the potential to play an important role in the ecological restoration of intensive exploited Brazil nut groves.

Nanopartículas lipídicas têm sido desenvolvidas para aplicação tópica de fármacos e ativos cosméticos. Neste trabalho, foi proposta a primeira aplicação de um lipídeo natural não-refinado biodegradável e biocompatível - manteiga de cupuaçu (Theobroma grandiflorum) - para a preparação de nanopartículas lipídicas, as quais foram denominadas teosferas. As teosferas foram preparadas por emulsificação-evaporação do solvente (EES) e por homogeneização à alta pressão (HAP), apresentando tamanho nanométrico e distribuição granulométrica estreita quando preparadas por ambos os métodos. O trabalho teve continuidade com a preparação de teosferas pelo método de EES utilizando manteiga de cupuaçu ou sua mistura com óleo de castanha do Brasil (Bertholletia excelsa) - também derivado da biodiversidade Amazônica - visando a incorporação de antioxidantes. Idebenona (IDB) foi selecionada por sua conhecida ação antioxidante e pela sua utilização em formulações cosméticas antienvelhecimento. IDB foi incorporada nas teosferas com eficiência de encapsulação superior a 99%, sendo que os estudos de liberação in vitro mostraram que a liberação de IDB a partir das teosferas foi mais lenta em comparação à IDB livre. Estes experimentos foram capazes ainda de demonstrar as características elásticas das teosferas. Além disso, foi evidenciada in vitro a atividade antioxidante superior das teosferas contendo IDB em relação ao ativo livre. Visando possibilitar a aplicação tópica de teosferas contendo IDB, em um trabalho subseqüente, suspensões de teosferas preparadas por HAP foram incorporadas em géis hidrofílicos. As formulações apresentaram características pseudoplásticas e demonstraram efeito oclusivo in vitro, o qual foi dependente da composição dos colóides. Finalmente, os estudos de permeação in vitro utilizando pele humana demonstraram que teosferas e nanocápsulas de núcleo lipídico, utilizadas neste estudo de modo comparativo, modificaram a permeção da IDB, permitindo a acumulação do ativo nas camadas superficiais da pele. / Lipid nanoparticles have been developed for administration of active substances to the skin, both for pharmaceutical and cosmetic uses. In the present work, we proposed the first use of a none-refined natural biodegradable and biocompatible lipid – Cupuaçu seed butter (Theobroma grandiflorum) – for the preparation of lipid nanoparticles, which were called theospheres. Theospheres were prepared by emulsification-solvent evaporation (ESE) and by high pressure homogenization technique (HPH), presenting size in nanometrical range and narrow particle size distribution for both methods. Taking these results into account, the next step of this work was the preparation of theospheres by ESE method using Cupuaçu seed butter with or without Brazil nut (Bertholletia excelsa) seed oil - another ingredient derived from an Amazonian fruit - intending the encapsulation of an antioxidant. Idebenone (IDB) has been selected due to its known antioxidant action and because it has been used in antiaging cosmetic formulations. IDB was incorporated in the theospheres presenting encapsulation efficiency higher than 99%. The in vitro release evaluation demonstrated that the release of IDB from theospheres was lower than that of free drug. Besides, the in vitro release study highlighted the elastic characteristics of theospheres. Additionally, IDB-loaded theospheres showed higher antioxidant activity compared to free IDB. Viewing the cutaneous administration, theosphere suspensions prepared by HPH technique were incorporated into hydrogels. The rheograms of the semi-solid formulations exhibited a non-Newtonian behavior presenting pseudoplastic characteristics. In vitro occlusion study highlighted the dependence of the occlusive effect on the lipidic composition of the theospheres. Finally, in vitro human skin permeation studies showed that theospheres and lipid-core nanocapsules, used in this study in a comparative way, changed the permeation of IDB, increasing the accumulative amount of IDB in the upper skin layer.

The Amazon rainforest harbors the planet's highest biodiversity among terrestrial ecosystems; however, the biology and ecology of most of its species are unknown. Niche partitioning is considered a key factor allowing species co-existence, especially for morphological similar species such as spiny rats of the genus Proechimys. I examined the extent to which habitat differentiation, species body mass, and diet could explain the community composition of small mammals at a site in the southeastern Amazon. Moreover, I radio-tagged sympatric species of Proechimys spp. and Mesomys stimulax (an arboreal spiny rat) to obtain detailed autoecology information, including habitat use and use of space. I found support for niche partitioning among species and associated small mammal species with distinct successional phases of gap dynamics. I also observed among Proechimys spp. a typical polygynous organization: females appeared to be territorial against females of any species of their genus; but male territories overlapped with those of several females. Mesomys stimulax showed evidence of monogamy and possible sociality, although sample sizes were small. To identify the importance of small mammals as seed disperser of Brazil nut seeds, I conduct experiments using a combination of fluorescent powder, seed exclosures, and track plates in forests with and without Brazil nut groves, and in forests with and without Brazil nut harvesting. Among small mammals, only Proechimys spp. removed, dispersed, and preyed upon Brazil nut seeds. Proechimys spp. sometimes scatterhoarded these seeds, and hence have the potential to play a significant role in recruiting new Brazil nut trees. I also trapped small mammals and measured forest structures on the same sites used for the seed dispersal experiment, to determine the ecological effects of Brazil nut harvest on small mammal communities; however, my results showed little evidence of changes associated with the seed exploitation. My results highlight the importance of habitat heterogeneity in structuring small mammal communities, and indicate that forest management practices that alter habitats, such as partial logging, also can be expected to alter small mammal composition and diversity. Proechimys spp. have the potential to play an important role in the ecological restoration of intensive exploited Brazil nut groves.

Nanopartículas lipídicas têm sido desenvolvidas para aplicação tópica de fármacos e ativos cosméticos. Neste trabalho, foi proposta a primeira aplicação de um lipídeo natural não-refinado biodegradável e biocompatível - manteiga de cupuaçu (Theobroma grandiflorum) - para a preparação de nanopartículas lipídicas, as quais foram denominadas teosferas. As teosferas foram preparadas por emulsificação-evaporação do solvente (EES) e por homogeneização à alta pressão (HAP), apresentando tamanho nanométrico e distribuição granulométrica estreita quando preparadas por ambos os métodos. O trabalho teve continuidade com a preparação de teosferas pelo método de EES utilizando manteiga de cupuaçu ou sua mistura com óleo de castanha do Brasil (Bertholletia excelsa) - também derivado da biodiversidade Amazônica - visando a incorporação de antioxidantes. Idebenona (IDB) foi selecionada por sua conhecida ação antioxidante e pela sua utilização em formulações cosméticas antienvelhecimento. IDB foi incorporada nas teosferas com eficiência de encapsulação superior a 99%, sendo que os estudos de liberação in vitro mostraram que a liberação de IDB a partir das teosferas foi mais lenta em comparação à IDB livre. Estes experimentos foram capazes ainda de demonstrar as características elásticas das teosferas. Além disso, foi evidenciada in vitro a atividade antioxidante superior das teosferas contendo IDB em relação ao ativo livre. Visando possibilitar a aplicação tópica de teosferas contendo IDB, em um trabalho subseqüente, suspensões de teosferas preparadas por HAP foram incorporadas em géis hidrofílicos. As formulações apresentaram características pseudoplásticas e demonstraram efeito oclusivo in vitro, o qual foi dependente da composição dos colóides. Finalmente, os estudos de permeação in vitro utilizando pele humana demonstraram que teosferas e nanocápsulas de núcleo lipídico, utilizadas neste estudo de modo comparativo, modificaram a permeção da IDB, permitindo a acumulação do ativo nas camadas superficiais da pele. / Lipid nanoparticles have been developed for administration of active substances to the skin, both for pharmaceutical and cosmetic uses. In the present work, we proposed the first use of a none-refined natural biodegradable and biocompatible lipid – Cupuaçu seed butter (Theobroma grandiflorum) – for the preparation of lipid nanoparticles, which were called theospheres. Theospheres were prepared by emulsification-solvent evaporation (ESE) and by high pressure homogenization technique (HPH), presenting size in nanometrical range and narrow particle size distribution for both methods. Taking these results into account, the next step of this work was the preparation of theospheres by ESE method using Cupuaçu seed butter with or without Brazil nut (Bertholletia excelsa) seed oil - another ingredient derived from an Amazonian fruit - intending the encapsulation of an antioxidant. Idebenone (IDB) has been selected due to its known antioxidant action and because it has been used in antiaging cosmetic formulations. IDB was incorporated in the theospheres presenting encapsulation efficiency higher than 99%. The in vitro release evaluation demonstrated that the release of IDB from theospheres was lower than that of free drug. Besides, the in vitro release study highlighted the elastic characteristics of theospheres. Additionally, IDB-loaded theospheres showed higher antioxidant activity compared to free IDB. Viewing the cutaneous administration, theosphere suspensions prepared by HPH technique were incorporated into hydrogels. The rheograms of the semi-solid formulations exhibited a non-Newtonian behavior presenting pseudoplastic characteristics. In vitro occlusion study highlighted the dependence of the occlusive effect on the lipidic composition of the theospheres. Finally, in vitro human skin permeation studies showed that theospheres and lipid-core nanocapsules, used in this study in a comparative way, changed the permeation of IDB, increasing the accumulative amount of IDB in the upper skin layer.

Nanopartículas lipídicas têm sido desenvolvidas para aplicação tópica de fármacos e ativos cosméticos. Neste trabalho, foi proposta a primeira aplicação de um lipídeo natural não-refinado biodegradável e biocompatível - manteiga de cupuaçu (Theobroma grandiflorum) - para a preparação de nanopartículas lipídicas, as quais foram denominadas teosferas. As teosferas foram preparadas por emulsificação-evaporação do solvente (EES) e por homogeneização à alta pressão (HAP), apresentando tamanho nanométrico e distribuição granulométrica estreita quando preparadas por ambos os métodos. O trabalho teve continuidade com a preparação de teosferas pelo método de EES utilizando manteiga de cupuaçu ou sua mistura com óleo de castanha do Brasil (Bertholletia excelsa) - também derivado da biodiversidade Amazônica - visando a incorporação de antioxidantes. Idebenona (IDB) foi selecionada por sua conhecida ação antioxidante e pela sua utilização em formulações cosméticas antienvelhecimento. IDB foi incorporada nas teosferas com eficiência de encapsulação superior a 99%, sendo que os estudos de liberação in vitro mostraram que a liberação de IDB a partir das teosferas foi mais lenta em comparação à IDB livre. Estes experimentos foram capazes ainda de demonstrar as características elásticas das teosferas. Além disso, foi evidenciada in vitro a atividade antioxidante superior das teosferas contendo IDB em relação ao ativo livre. Visando possibilitar a aplicação tópica de teosferas contendo IDB, em um trabalho subseqüente, suspensões de teosferas preparadas por HAP foram incorporadas em géis hidrofílicos. As formulações apresentaram características pseudoplásticas e demonstraram efeito oclusivo in vitro, o qual foi dependente da composição dos colóides. Finalmente, os estudos de permeação in vitro utilizando pele humana demonstraram que teosferas e nanocápsulas de núcleo lipídico, utilizadas neste estudo de modo comparativo, modificaram a permeção da IDB, permitindo a acumulação do ativo nas camadas superficiais da pele. / Lipid nanoparticles have been developed for administration of active substances to the skin, both for pharmaceutical and cosmetic uses. In the present work, we proposed the first use of a none-refined natural biodegradable and biocompatible lipid – Cupuaçu seed butter (Theobroma grandiflorum) – for the preparation of lipid nanoparticles, which were called theospheres. Theospheres were prepared by emulsification-solvent evaporation (ESE) and by high pressure homogenization technique (HPH), presenting size in nanometrical range and narrow particle size distribution for both methods. Taking these results into account, the next step of this work was the preparation of theospheres by ESE method using Cupuaçu seed butter with or without Brazil nut (Bertholletia excelsa) seed oil - another ingredient derived from an Amazonian fruit - intending the encapsulation of an antioxidant. Idebenone (IDB) has been selected due to its known antioxidant action and because it has been used in antiaging cosmetic formulations. IDB was incorporated in the theospheres presenting encapsulation efficiency higher than 99%. The in vitro release evaluation demonstrated that the release of IDB from theospheres was lower than that of free drug. Besides, the in vitro release study highlighted the elastic characteristics of theospheres. Additionally, IDB-loaded theospheres showed higher antioxidant activity compared to free IDB. Viewing the cutaneous administration, theosphere suspensions prepared by HPH technique were incorporated into hydrogels. The rheograms of the semi-solid formulations exhibited a non-Newtonian behavior presenting pseudoplastic characteristics. In vitro occlusion study highlighted the dependence of the occlusive effect on the lipidic composition of the theospheres. Finally, in vitro human skin permeation studies showed that theospheres and lipid-core nanocapsules, used in this study in a comparative way, changed the permeation of IDB, increasing the accumulative amount of IDB in the upper skin layer.

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Thus, this research aimed to determine the best formulation, to accompany physical and microbiological stability, proximal composition, to estimate the shelf life and to determine the rheological behavior of a water-soluble extract made of Brazil nut and Macadamia. For the construction of mathematical models, with the purpose of knowing the effect of the variation of water, Brazil nut and Macadamia concentrations, basic components in the elaboration of the product on the proximal composition and physical aspects such as pH, titratable acidity and colorimetry, a simplex centroid design for mixtures was used and provided quadratic and cubic models showing excellent adjustment of experimental data. The Global Acceptance and Purchase Intention tests were performed for each experiment proposed by simplex centroid design and the Tukey test was used in order to determine the best proportion among the components of the ternary mixture. The formulation of water-soluble extract composed of 70% (w/w) water, 15% (w / w) Brazilian nut and 15% (w/w) Macadamia was considered to be the most preferred by tasters submitted to the sensory evaluations. In order to improve the product’s flavor, 10% (w/v) of sugar, expressed as sucrose, was added and the concentration of preservatives citric acid, potassium sorbate and sodium benzoate was reduced. The product was processed technologically under hygienic conditions and filled in 220 ml transparent glass bottles, hermetically sealed with metal crown cork, pasteurized at 80 °C/25 min, stored under refrigeration at 4 ° C and had its stability evaluated during 28 days. Growth of Thermotolerant Coliforms, Positive Coagulase Staphylococci, Salmonella sp, Molds and Yeasts during the evaluation period was not detected. There was a significant variation (p < 0.05) in pH in the first two weeks of storage, and remained without significant variation (p > 0.05) for the other weeks analyzed. The acidity remained constant throughout the lifetime. The product showed a yellowish-white color throughout the study, determined by the coordinates of the colorimetry. Sensory analysis scores for odor, color, taste and global impression averaged around 6, thus, concluding that the product has a 28 days of shelf life. The rheological profile of the beverage was evaluated at three different temperatures, at 25 °C (room temperature), at 45 °C (temperature of the disintegration stage of Brazil nut and Macadamia with water in blender), and at 80 °C, (pasteurization temperature). The Ostwald-de-Waele model was considered the best to describe the beverage flow and since the calculated flow rate of the model, was less than 1 at the temperatures studied, it had concluded that the beverage behaved as a fluid Non-Newtonian pseudoplastic. The apparent viscosity curves of the mixed drink were plotted and showed that the apparent viscosity decreased significantly (p < 0.05) with the increasing of temperature. / A Castanha-do-Brasil (Bertholletia excelsa) e a Macadâmia (Macadamia integrifolia) são alimentos ricos em nutrientes de excelente qualidade. A principal forma de consumo de nozes e amêndoas é in natura, porém existem produtos que podem ser elaborados a partir destas matérias-primas com alto valor nutricional e também de sabor agradável. Uma alternativa ao consumo desses alimentos são os extratos hidrossolúveis, que consistem em alimentos fluidos de origem vegetal que podem ser produzidos a partir de castanhas, oleaginosas e até mesmo algumas gramíneas e possuem grande apelo comercial, uma vez que são isentos de gorduras animais, não possuem lactose e apresentam alto teor de minerais. Sendo assim, esta pesquisa objetivou determinar a melhor formulação, acompanhar a estabilidade física e microbiológica, composição proximal, estimar a vida útil e determinar o comportamento reológico de um extrato hidrossolúvel a base de Castanha-do-Brasil e Macadâmia. Para a construção de modelos matemáticos, com a finalidade de se conhecer o efeito da variação das concentrações de água, Castanha-do-Brasil e Macadâmia, dos componentes básicos na elaboração do produto sobre a composição proximal e aspectos físicos como pH, acidez titulável e colorimetria, utilizou-se o planejamento experimental para misturas tipo simplex centroide que forneceu modelos quadráticos e cúbicos com excelente ajuste frente aos dados experimentais. Os Testes de Aceitação Global e Intenção de Compra foram realizados para cada experimento proposto pelo planejamento simplex centroide e o teste de Tukey foi utilizado a fim de determinar a melhor proporção entre os componentes da mistura ternária. A formulação de extrato hidrossolúvel composta por 70% (p/p) de água, 15% (p/p) de Castanha-do-Brasil e 15% (p/p) de Macadâmia, foi considerada como a mais preferida pelos provadores submetidos as avaliações sensoriais. Com a finalidade de melhorar o sabor do produto, adicionou-se 10% (p/v) de açúcar, expressos em sacarose, e reduziu-se a concentração dos conservantes ácido cítrico, sorbato de potássio e benzoato de sódio. O produto foi processado tecnologicamente sob condições higiênicas, sendo envasado em garrafas de vidro transparente de 220 mL, fechado hermeticamente com tampas metálicas do tipo coroa, pasteurizado a 80 °C/25 min, armazenado sob refrigeração a 4 °C e teve sua estabilidade avaliada por 28 dias. Não foi detectado o crescimento de Coliformes Termotolerantes, Estafilococos Coagulase Positiva, Salmonella sp, Bolores e Leveduras durante o período de avaliação. Houve variação significativa (p < 0,05) do pH nas duas primeiras semanas de estocagem, estabilizando-se para as demais semanas analisadas. A acidez se manteve constante durante todo o período de vida útil. O produto apresentou coloração branco-amarelada durante todo o estudo, determinada pelas coordenadas da colorimetria. As notas das análises sensoriais para Odor, Cor, Sabor e Impressão Global tiveram média em torno de 6, concluindo assim que o produto tem vida útil de, pelo menos, 28 dias. Foi avaliado o perfil reológico da bebida em três temperaturas distintas, a 25 ºC (temperatura ambiente), a 45 ºC, (temperatura da etapa de desintegração da Castanha-do-Brasil e Macadâmia com a água em liquidificador), e a 80 ºC, (temperatura de pasteurização). O modelo de Ostwald-de-Waele foi considerado o melhor para descrever o escoamento da bebida e uma vez que o índice de escoamento calculado do modelo foi menor que 1, nas temperaturas estudadas, conclui-se que a bebida comportou-se como um fluido não newtoniano pseudoplástico. As curvas de viscosidade aparente da bebida mista foram plotadas e mostram que a viscosidade aparente diminuiu significativamente (p < 0,05) com o aumento da temperatura.

[ES] La creciente concienciación sobre el impacto medioambiental de los polímeros ha impulsado la implementación de nuevas legislaciones que promueven la adopción de alternativas sostenibles en el campo de los bioplásticos. En este contexto, la búsqueda y desarrollo de materiales que reduzcan la dependencia de recursos renovables y promuevan la sostenibilidad se ha convertido en una prioridad fundamental. Este enfoque contribuye a la mitigación de los efectos negativos de los plásticos convencionales en el entorno, fomentando la adopción de soluciones más respetuosas con el medio ambiente, lo que constituye un tema central en esta tesis doctoral. En este contexto de búsqueda y desarrollo de alternativas sostenibles en la producción de polímeros, la nuez de Brasil (Bertholletia excelsa) emerge como un recurso de particular relevancia nunca antes explorado para este campo de investigación. Su potencial como fuente de materias primas para la elaboración de bioplásticos adquiere una significativa notoriedad debido a su composición química. La nuez de Brasil se caracteriza por su abundancia en aceites, proteínas y carbohidratos, destacándose especialmente por su contenido de aceites, que oscila entre el 60,8% y el 72,5%. Este alto porcentaje de aceites y ácidos grasos se constituye como el punto focal de interés en esta tesis, destinado a su aplicación en diversas esferas industriales. El aceite extraído de la nuez de Brasil presenta una combinación de ésteres de ácidos grasos saturados e insaturados unidos a moléculas de glicerol. La presencia de grupos funcionales, tales como hidroxilos, dobles enlaces y grupos carboxílicos en los ácidos oleico y linoleico (componentes principales del aceite), ofrecen múltiples posibilidades de transformación química para adaptarlo a una nueva gama de materiales biobasados. En esta tesis, se lleva a cabo por primera vez la utilización del aceite de la nuez de Brasil en el ámbito del desarrollo de bioplásticos y materiales sostenibles. En primer lugar, el empleo de este aceite como plastificante en el ácido poliláctico (PLA) es de particular interés. El PLA es un bioplástico ampliamente utilizado, pero que a menudo presenta desafíos en términos de flexibilidad y tenacidad. La adición del aceite de nuez de Brasil modificado químicamente como plastificante puede mejorar de manera significativa las propiedades mecánicas del PLA, otorgándole mayor flexibilidad y resistencia a la fractura. Esto es especialmente relevante en aplicaciones donde se requieren propiedades dúctiles, como envases flexibles y productos de un solo uso, contribuyendo a aumentar la demanda de plásticos biobasados y/o biodegradables. Por otro lado, también se explora la inclusión del aceite de nuez de Brasil en la producción de termoestables de alto rendimiento medioambiental. Al incorporar el aceite de nuez de Brasil como matriz de estos termoestables, se logra obtener productos con un alto contenido de origen renovable, reduciendo la dependencia de recursos no renovables, como los polímeros petroquímicos. En resumen, esta tesis doctoral ha explorado el potencial innovador de la nuez de Brasil en el campo de los biopolímeros. Al emplear su aceite como plastificante y en la producción de termoestables, se abren nuevas vías de investigación y desarrollo en la búsqueda de soluciones sostenibles y respetuosas con el medio ambiente en la industria de los materiales poliméricos. Estos avances demuestran el potencial de la nuez de Brasil como recurso valioso en la creación de materiales avanzados. / [CA] La creixent conscienciació sobre l'impacte mediambiental dels polímers ha impulsat la implementació de noves legislacions que promouen l'adopció d'alternatives sostenibles en el camp dels bioplàstics. En aquest context, la cerca i desenvolupament de materials que redueixin la dependència de recursos renovables i promoguin la sostenibilitat s'ha convertit en una prioritat fonamental. Aquest enfocament contribueix a la mitigació dels efectes negatius dels plàstics convencionals en l'entorn, fomentant l'adopció de solucions més respectuoses amb el medi ambient, la qual cosa constitueix un tema central en aquesta tesi doctoral. En aquest context de cerca i desenvolupament d'alternatives sostenibles en la producció de polímers, la nou del Brasil (Bertholletia excelsa) emergeix com un recurs de particular rellevància mai abans explorat per a aquest camp de recerca. El seu potencial com a font de matèries primeres per a l'elaboració de bioplàstics adquireix una significativa notorietat a causa de la seva composició química. La nou del Brasil es caracteritza per la seva abundància en olis, proteïnes i carbohidrats, destacant-se especialment pel seu contingut d'olis, que oscil·la entre el 60,8% i el 72,5%. Aquest alt percentatge d'olis i àcids grassos es constitueix com el punt focal d'interès en aquesta tesi, destinat a la seva aplicació en diverses esferes industrials. L'oli extret de la nou del Brasil presenta una combinació d'èsters d'àcids grassos saturats i insaturats units a molècules de glicerol. La presència de grups funcionals, com ara hidroxils, dobles enllaços i grups carboxílics en els àcids oleic i linoleic (components principals de l'oli), ofereixen múltiples possibilitats de transformació química per a adaptar-lo a una nova gamma de materials biobasats. En aquesta tesi, es duu a terme per primera vegada la utilització de l'oli de la nou del Brasil en l'àmbit del desenvolupament de bioplàstics i materials sostenibles. En primer lloc, l'ús d'aquest oli com a plastificant en l'àcid polilàctic (PLA) és de particular interès. El PLA és un bioplàstic àmpliament utilitzat, però que sovint presenta desafiaments en termes de flexibilitat i tenacitat. L'addició de l'oli de nou del Brasil modificat químicament com a plastificant pot millorar de manera significativa les propietats mecàniques del PLA, atorgant-li major flexibilitat i resistència a la fractura. Això és especialment rellevant en aplicacions on es requereixen propietats dúctils, com a envasos flexibles i productes d'un sol ús, contribuint a augmentar la demanda de plàstics biobasats i/o biodegradables. D'altra banda, també s'explora la inclusió de l'oli de nou del Brasil en la producció de termoestables d'alt rendiment mediambiental. En incorporar l'oli de nou del Brasil com a matriu d'aquests termoestables, s'aconsegueix obtenir productes amb un alt contingut d'origen renovable, reduint la dependència de recursos no renovables, com els polímers petroquímics. En resum, aquesta tesi doctoral ha explorat el potencial innovador de la nou del Brasil en el camp dels biopolímers. En emprar el seu oli com a plastificant i en la producció de termoestables, s'obren noves vies de recerca i desenvolupament en la cerca de solucions sostenibles i respectuoses amb el medi ambient en la indústria dels materials polimèrics. Aquests avanços demostren el potencial de la nou del Brasil com a recurs valuós en la creació de materials avançats. / [EN] Growing awareness of the environmental impact of polymers has prompted the implementation of new legislation promoting the adoption of sustainable alternatives in the field of bioplastics. In this context, the search for and development of materials that reduce dependence on renewable resources and promote sustainability has become a key priority. This approach contributes to the mitigation of the negative effects of conventional plastics on the environment, encouraging the adoption of more environmentally friendly solutions, which is a central theme in this PhD thesis. In this context of the search for and development of sustainable alternatives in polymer production, Brazil nut (Bertholletia excelsa) emerges as a particularly relevant resource never before explored for this field of research. Its potential as a source of raw materials for the production of bioplastics has gained significant notoriety due to its chemical composition. The Brazil nut is characterized by its abundance of oils, proteins and carbohydrates, and is particularly notable for its oil content, which ranges from 60.8% to 72.5%. This high percentage of oils and fatty acids is the focal point of interest in this thesis, aimed at its application in various industrial spheres. The oil extracted from Brazil nut presents a combination of saturated and unsaturated fatty acid esters bound to glycerol molecules. The presence of functional groups, such as hydroxyl, double bonds and carboxylic groups on oleic and linoleic acids (main components of the oil), offer multiple possibilities of chemical transformation to adapt it to a new range of bio-based materials. In this thesis, the use of Brazil nut oil in the field of bioplastics and sustainable materials development is carried out for the first time. Firstly, the use of this oil as a plasticizer in polylactic acid (PLA) is of particular interest. PLA is a widely used bioplastic, but often presents challenges in terms of flexibility and toughness. The addition of chemically modified Brazil nut oil as a plasticizer can significantly improve the mechanical properties of PLA, giving it increased flexibility and fracture toughness. This is especially relevant in applications where ductile properties are required, such as flexible packaging and single-use products, contributing to increase the demand for bio-based and/or biodegradable plastics. On the other hand, the inclusion of Brazil nut oil in the production of thermosets with high environmental performance is also being explored. By incorporating Brazil nut oil as a matrix of these thermosets, it is possible to obtain products with a high content of renewable origin, reducing dependence on non-renewable resources such as petrochemical polymers. In summary, this PhD thesis has explored the innovative potential of Brazil nut in the field of biopolymers. By using its oil as a plasticizer and in the production of thermosets, new avenues of research and development are opened in the search for sustainable and environmentally friendly solutions in the polymeric materials industry. These advances demonstrate the potential of Brazil nut as a valuable resource in the creation of advanced materials. / Pérez Nakai, A. (2024). Desarrollo de nuevos materiales poliméricos y compuestos ecoeficientes basados en principios activos provenientes de la nuez de Brasil [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207356