A ciclodextrina glicosiltransferase (CGTase, EC 2.4.1.19) faz parte da família das α-amilases e se destaca por ser a única enzima capaz de produzir ciclodextrinas (CDs). Esses oligossacarídeos cíclicos possuem a capacidade de formar complexos de inclusão com uma variedade de moléculas, alterando suas características como, por exemplo, solubilidade, volatilidade e estabilidade. Desta forma, CDs tem encontrado aplicação nas mais diversas áreas. Na indústria de alimentos, se destacam por serem potenciais estabilizantes naturais. Buscando alternativas viáveis para produção destas ciclodextrinas, neste trabalho, a enzima CGTase foi imobilizada covalentemente em esferas de quitosana e posteriormente utilizada em um reator enzimático para uso contínuo. O rendimento da imobilização foi de aproximadamente 100 %, com uma carga de 20 mg de enzima por grama de suporte seco. O processo de imobilização foi capaz de manter o comportamento da enzima frente à variação de pH e temperatura de reação, apresentando pH ótimo em 5,0 e a faixa de temperatura ótima de 70 a 95 ºC, para ambos. A estabilidade conferida ao catalisador imobilizado possibilitou sua reutilização, 61 % da sua atividade inicial foi mantida após 100 ciclos de reação. Durante utilização contínua, realizada em um reator de leito fixo, analisou-se a influência da taxa de fluxo e da concentração do substrato na geração de β-CD. A máxima produção (1,32 g / L) foi alcançada utilizando-se 4 % de amido solúvel em uma taxa de fluxo de 3 mL / min. Além disso, o biocatalisador apresentou uma ótima estabilidade operacional a 60 °C, mantendo 100 % da atividade inicial após 100 h de uso contínuo. Estes resultados demonstram que o desempenho do reator é diretamente afetado pelos parâmetros analisados e que a produção pode ser otimizada por regulação simples na velocidade de fluxo, ou pela concentração do substrato; e sugerem a possibilidade de utilizar este biocatalisador imobilizado na produção contínua de CDs. / Cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase, EC 2.4.1.19) is member of the family α-amylase and is known for being the only enzyme able to produce cyclodextrins (CDs). These cyclic oligosaccharides have the ability to form inclusion complexes with a variety of molecules, changing its characteristics, for example, solubility, volatility and stability. Therefore, CDs have found application in several fields. In the food industry stand out for being potential natural stabilizers. Seeking to alternatives for producing these cyclodextrins, in this work, the CGTase enzyme was immobilized covalently on chitosan beads and subsequently used in enzymatic reactor for continuous use. The immobilization yield was high, reaching about 100 %, representing a load of 20 mg enzyme per gram of dry support. The immobilization process was capable of maintaining the behavior of the enzyme to the variation of pH and temperature of reaction, with pH optimum at 5.0 and the optimal temperature range of 70 - 95 ° C, for both. The stability afforded to the immobilized catalyst made possible its reuse, maintaining 61 % of its initial activity after 100 cycles of reaction. During its continuous use, in a packed bed reactor, we analyzed the influence of flow rate and concentration of the substrate in the generation of β-CD. The maximum yield (1.32 g / L) was achieved using 4 % soluble starch at a flow rate of 3 mL / min. In addition, the biocatalyst showed a great operational stability at 60 ° C, maintaining 100 % of initial activity after 100 h of continuous use. These results demonstrate that the performance is directly affected by the parameters analyzed and that the production can be optimized by simple adjustment in flow rate through the reactor, or the substrate concentration used and suggests the possibility of using this biocatalyst immobilized to the continuous production of CDs.

Les composés dits 'bionano' (bionanocomposites) apparaissent comme un nouveau groupe de matériaux hybrides nano-structurés. Ils sont issus de la combinaison de polymères naturels et de solides inorganiques et sont de l'ordre du nanomètre dans au moins une direction. Ces matériaux hybrides conservent les structures et les propriétés fonctionnelles des polymères et matériaux inorganiques dont ils sont composés. Parallèlement, la présence de biopolymères permet de diminuer les risques environnementaux et de santés publiques liés aux nano-matériaux. Les propriétés inhérentes aux biopolymères (biocompatibles' et biodégradables) ouvrent des perspectives intéressantes pour ces matériaux hybrides en particulier dans les domaines de la médecine regénérative et en génie de l'environnement. La production de bionanocomposites de taille plus importante, que les nanoparticules qu'ils renferment, permet d'éviter les effets nocifs potentiels des nanoparticules (NPs) pour les organismes vivants et plus particulièrement pour l'homme. L'association de biopolymères et de nano-solides inorganiques permet la conception de bionanocomposites multifonctionnels qui peuvent être synthétisés et utilisés pour des applications dans des domaines variés. Cette thèse se propose d'étudier principalement (i) ma présence d'arsenic et d'antibiotiques dans les sources d'eau potable en Chine; (ii) l'évaluation d'un nouveau bionanocomposites, à savoir le CGB (chitosan goethite bionanocomposite), dans la décontamination des eaux contenant des espèces inorganiques d'arsenic; (iii) l'évaluation d'argiles comme adsorbants de décontamination de la gentamicine (un antibiotique aminoglycoside ) présent dans l'eau de même que celle de bionanocomposés fait d'argiles riches en gentamicine de polymères de methycelluloses hydroxypropyles Gt-Mt-HPMC (gentamicin-montmorillonite- hydroxypropyl methycellulose) utilisés comme pansement contre les infections qui ont lieu suite à des brûlures. / Bionanocomposites represent an emerging group of nano-structured hybrid materials. They are formed by the combination of natural polymers and inorganic solids and show at least one dimension on the nanometer scale (Darder et al., 2007). These hybrid materials retain the structural and functional properties of nano-structured materials. Meanwhile, the presence of biopolymer can reduce the public health and environmental risk of nano-sized material. The properties inherent to the biopolymers, that is, biocompatibility and biodegradability, open new prospects for these hybrid materials with special incidence in regenerative medicine and in environmental engineering (Darder et al., 2007). Fabrication of large-sized bionanocomposites, rather than nano-sized particles, can prevent possible harmful nanoparticles (NPs) intake by humans and living things. Synergistic assembling of biopolymers with inorganic nano-sized solids leads to multifunctional bionanocomposites which can be synthesized and applied in several areas for designed purposes. This thesis focuses on (i) the presence of toxic arsenic and antibiotics in Chinese drinking water sources; (ii) evaluation of a novel tailored bionanocompsite, namely chitosan goethite bionanocomposite (CGB), as removal agent for inorganic arsenic species from water; (iii) using clay mineral as adsorbent for removing gentamicin, an aminoglycoside antibiotic, from water, and assembling gentamicin-loaded clay with biopolymer hydroxypropyl methycellulose leading to a bionanocomposites film, namely gentamicin-montmorillonite- hydroxypropyl methycellulose (Gt-Mt-HPMC), to be used as burn wound dressing.

Orientador: Paulo Roberto Bueno / Banca: Antonio Aparecido Pupim Ferreira / Banca: Gustavo Troiano Feliciano / Banca: Maria Palmira Daflon Gremião / Banca: Sergio Paulo Campana Filho / Resumo: Derivados da quitosana (Mw 80-120) foram preparados pela introdução de polietilenoglicol monometil éter (mPEG, Mw 5000 Da) em quitosana previamente cationizada com o objetivo de melhorar a solubilidade e a densidade de cargas da quitosana em meio aquoso, de pH neutro e alcalino, nos quais a quitosana é insolúvel e seus grupos amina encontram-se desprotonados. A quitosana cationizada foi preparada pela reação da quitosana com o cloreto de glicidil trimetilamônio (CGTMA) em meio aquoso, em uma taxa molar de CGTMA para unidades D-glicosamina de 2;1. N-oxil-2,2,6,6-tetrametilpiperidina (TEMPO). Com o objetivo de conjugar o à via ligação amida, os grupos hidroxila terminais do comercial foram oxidados utilizando N-oxil-2,2,6,6-tetrametilpiperidina (TEMPO) na presença de NaBr e NaClO. Copolímeros de enxerto de mPEG-COOH e QC, mPEG-g-QC, foram preparados através da formação de ligações amidas na presença de 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil)-carbodiimida (EDC) e N-hidroxisuccinimida (NHS), em diferentes taxas de massa de para (0,85:1, 1,65:1 e 2,5:1). A estrutura da quitosana, mPEG, QC e copolímeros mPEG-g-QC, assim como as modificações químicas realizadas na molécula de quitosana e QC de foram confirmadas por espectroscopia no infravermelho (FTIR) e de ressonância magnética nuclear (1H RMN). A partir dos espectros de 1H RMN também foi possível determinar o grau de desacetilação da quitosana (GD=87%), o grau de cationização da QC (GC=37%) e o grau de substituição (GS) de mPEG-COOH nos copolímeros mPEG-g-QC 0,85:1 (GS=2,8%), mPEG-g-QC 1,65:1 (GS=5,6%) e mPEG-g-QC (2,8%), 2,5:1 (GS=8,3%). O potencial zeta da QC e dos copolímeros mPEG-g-QC mantiveram-se altos e positivos, com valores entre +30 e +65 mV, em todo o intervalo de pH estudado (2,5-10), enquanto a quitosana apresentou um potencial zeta alto e positivo (+40 a +50 mV) até pH 6, a partir do qual teve uma acentuada queda alcançando 0 mV em pH 10... / Abstract: Derivatives of chitosan (Mw 80-120) were prepared by grafting polyethylene glycol monomethyl ether (mPEG, MW 5000 Da) in previously cationized chitosan to improve the solubility and charge density of chitosan in aqueous solution of neutral and alkaline pH, in which chitosan is insoluble and their amino groups are deprotonated. The cationized chitosan (CC) was prepared by reaction of chitosan with glycidyl trimethylammonium chloride (GTMAC) in aqueous medium using a molar ratio of GTMAC and D-glucosamine units of 1:2. To react mPEG with QC via amide bond, the hydroxyl groups of the commercial mPEG were oxidized using N-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidine (TEMPO), NaBr and NaClO. The graft copolymers of mPEG-COOH and CC (mPEG-g-CC) were prepared by forming amide bonds using of 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) and N -hydroxysuccinimide (NHS), in different rates of mass of QC to mPEG (0,85: 1, 1,65: 1 and 2,5: 1). The structure of chitosan, mPEG-COOH, CC and copolymers mPEG-g-QC, as well as theirs chemical modifications were confirmed by infrared spectroscopy (FTIR) and nuclear magnetic resonance (1H NMR). From the 1H NMR spectra was also determined the degree of deacetylation of chitosan (DD= 87%), the degree of cationization of CC (DC= 37%) and the degree of substitution (DS) of mPEG-COOH on copolymers mPEG-g-CC 0,85:1 (DS= 2,8%), mPEG-g-CC 1,65:1 (DS= 5,6%), and mPEG-g-CC 2,5:1 (DS= 8,3%). The zeta potential of CC and copolymers mPEG-g-CC remained high and positive with value between +30 and +65 mV, through the pH range studied (2,5-10), while chitosan showed a high and positive zeta potential (+40 to +50 mV) until pH 6, from which decreased sharply and reached 0 mV at pH 10... / Doutor

Orientador: Magali C. Monteiro da Silva / Banca: Natália Soares Janzantti / Banca: Renata de Marchi / Resumo: Os filmes e revestimentos biodegradáveis são usados para revestir os alimentos, agindo como barreira à umidade e a gases, reduzindo a respiração e as perdas de água por transpiração e desidratação, além do escurecimento enzimático, e mantendo as características do alimento, com aumento da vida de prateleira. Este trabalho teve como objetivos reunir informações sobre o uso da quitosana como revestimento de frutas e vegetais, visando dar suporte ao trabalho experimental; avaliar maçãs revestidas com quitosana comercial, durante o armazenamento à temperatura ambiente, simulando as condições de comercialização das frutas para o mercado interno; avaliar maçãs revestidas com quitosana comercial durante 6 meses de armazenamento sob atmosfera controlada e baixa temperatura, condições de estocagem das frutas para o mercado externo, seguido de armazenamento por 30 dias em atmosfera ambiente e baixa temperatura, visando simular o transporte das frutas para o mercado consumidor no exterior, e posteriormente estocadas à temperatura ambiente, simulando as condições de comercialização; e avaliar maçãs revestidas com quitosana modificada, quando submetidas à temperatura ambiente, visando prolongar a vida de prateleira durante a comercialização, após 6 meses de armazenamento sob atmosfera controlada e baixa temperatura, seguidos de armazenamento por 30 dias em atmosfera ambiente e baixa temperatura. Maçãs 'Royal Gala' foram produzidas na safra de 2009, e após a colheita foram separadas em 3 lotes, sendo as frutas do 1o lote revestidas com quitosana comercial; as do 2o lote imersas em solução de ácido acético, que foram usadas como branco e as maçãs do 3o lote não receberam tratamento e foram usadas como controle. Após 6 meses de armazenamento sob atmosfera controlada e baixa temperatura, seguido de mais 30 dias de armazenamento em atmosfera ambiente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The films and biodegradable coatings are used to coat the food, acting as a barrier to moisture and gases, reducing the respiration and water loss by transpiration and dehydration in addition to the enzymatic browning, maintaining the characteristics of food, with increased of shelf life. This study aimed to gather information about the use of chitosan as a coating for fruits and vegetables, aiming to support the experimental work; evaluate apples coated with commercial chitosan coating during storage at ambient temperature, simulating the real conditions of sale of the fruit for the domestic market; evaluate apples coated with commercial chitosan during 6 months of storage under controlled atmosphere and low temperature, storage conditions of fruit for the export market, followed by 30 days storage under at ambient and low temperature, in order to simulate the transport of fruit to the consumer market abroad, and subsequently stored at ambient temperature, simulating the conditions of marketing; and evaluate apples coated with modified chitosan, at ambient temperature, in order to prolong the shelf life during marketing after six months storaged under controlled atmosphere and low temperature, followed by another 30 days storage under at ambient atmosphere and low temperature. 'Royal Gala' apples were produced in 2009 crop and after the harvest they were separated into 3 lots, the first batch of fruit coated with commercial chitosan, those from second lot were immersed in an acetic acid solution and used as blank and the third lot of apples used as controls received no treatment. After 6 storage months under controlled atmosphere and low temperature, followed by another 30 days storage under at ambient atmosphere and low temperature apples without any treatment were separated in 2 lots, being the first batch of fruit coated with modified chitosan, and the second batch used as controls... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O objetivo do presente trabalho foi estudar, por meio da técnica de titulação colorimétrica e análise da microdureza dentinária, o shelf life da solução de quitosana 0,2% armazenada em frascos de vidro e plástico. Trinta caninos superiores humanos tiveram as coroas desprezadas e a porção cervical das raízes seccionada, obtendo-se 3 cortes. O segundo e terceiro cortes foram divididos ao meio e incluídos em resina acrílica resultando em 4 corpos de prova por dente. A solução de quitosana 0,2% (pH 3,2) foi preparada e distribuída em 3 frascos iguais de vidro (v1, v2 e v3) e em 3 de plástico (p1, p2 e p3) para realização dos testes em triplicata. Os testes de microdureza e colorimetria foram realizados durante seis meses nos períodos de 0, 7, 15, 30, 45, 60, 90, 120, 150 e 180 dias após o aviamento da solução. Para a mensuração da microdureza Knoop utilizou-se carga de 10 gramas por 15 segundos. O corpo de prova recebeu 50 &mu;L da solução teste por 5 minutos e, após lavagem e secagem foi levado para mensuração. A análise foi realizada com as soluções v1, p1, EDTA 17% e água destilada (controle); v2, p2, EDTA 17% e controle; v3, p3, EDTA 17% e controle, para cada tempo proposto. Foram realizadas 3 endentações com espaço de 200 &mu;m. As mensurações foram anotadas e arquivadas em um banco de dados. Para o teste da colorimetria utilizou-se uma solução padrão de carbonato de cálcio 0,3%, na qual gotejava-se por meio de micropipeta a solução de quitosana com volume pré determinado. A alteração da coloração da solução de carbonato, do violeta para azul, indicava quelação dos íons cálcio, detectada por meio de espectrofotometro Ultravioleta Visivel. O aparelho emitia um valor da absorbância para cada análise da coloração, expressa por meio de gráfico (comprimento de onda/absorbância). Empregou-se Análise de Variância (one-Way ANOVA) (&alpha; = 0,05) para comparar a microdureza entre as soluções, os diferentes tempos para cada solução, bem como a interação microdureza/tempo para cada solução. Houve semelhança entre as soluções testadas no que se refere ao tempo de estudo (p=0,113), bem como em relação à interação microdureza/tempo (p=0,329). As soluções testadas apresentaram, individualmente, o mesmo efeito sobre a microdureza da dentina, desde o tempo zero até os 180 dias. Quando comparadas entre si foram diferentes (p<0,0001). O teste de Tukey evidenciou que a quitosana (v1, v2, v3, p1, p2 e p3) e EDTA reduziram a microdureza de forma semelhante entre si (p>0,05) e diferente do controle (p<0,001). Os gráficos da análise colorimétrica mostraram que tanto a quitosana em vidro como a em plástico apresentaram valores médios de absorbância no mesmo comprimento de onda (234nm) para todos os tempos, enquanto que para a solução padrão de carbonato de cálcio o comprimento de onde foi de 206nm. Concluiu-se que independentemente da forma de armazenamento a quitosana apresenta propriedade quelante por um período mínimo de 6 meses. / The aim of this study was evaluate, through the colorimetric titration method and analysis of the dentine microhardness, the shelf life of the solution of chitosan 0,2% stored in flasks of glass and plastic. Thirty human superior canines had their crown discarded and the cervical portion of the root sectioned, obtaining 3 sections. The second and the third sections were divided in half and included in acrylic resin resulting in 4 specimens per tooth. The chitosan solution 0,2% (pH 3,2) was prepared and distributed in 3 flasks of glass (v1, v2, v3) and in 3 of plastic (p1, p2, p3) to perform the test in triplicate. The tests of microhardness and colorimetry were performed during 6 months in the period of 0, 7, 15, 30, 45, 60, 90, 120, 150 and 180 days after the preparation of the solution. For the measurement of microhardness Knoop, it was used a load of 10 grams for 15 seconds. The test object received 50 &mu;L of the test solution for 5 minutes and after washing and drying, it was taken out for measurement. The analysis was performed with the solutions v1, p1, EDTA 17% and distilled water (control); v2, p2, EDTA 17% and control; v3, p3, EDTA 17% and control, for each proposed time. Three indentations were performed with a 200&mu;m space. Measurements were noted and filed in a database. For the colorimetric test, a standard solution of calcium carbonate 0.3% was used and a predetermined volume of chitosan solution was inserted to it by using a micropipette. The color changes observed in the carbonate solution, from violet to blue, indicated the chelation of calcium Ions, detected through visible ultraviolet absorbance spectrophotometry. The instrument generated a specific value of absorbance for each coloring solution analyzed, expressed through the graphic (wavelength/absorbance). Variation of analysis was used (One-Way ANOVA) (&alpha;= 0,05) to compare the microhardness among the solutions, the different time for each solution, as well as the interaction microhardness/time for each solution. The time of study was similar among the tested solutions (p=0,113), as well as the interaction between microhardness/time (p=0,329). The tested solutions showed, individually, the same effect over the dentine microhardness, from time zero until 180 days. When compared among each other the results were different (p<0,0001). The Tukey test demonstrated that chitosan (v1, v2, v3, p1, p2 and p3) and EDTA reduced the microhardness in a similar pattern among them (p>0,05) and different from the control (p<0,001). The graphics of the colorimetric analysis showed that either chitosan in glass or plastic presented medium values of absorbance in the same wave length (234nm) for all the different times, meanwhile the standard solution of calcium carbonate wavelength was 206 nm. It was concluded that independently of storing methods, the chitosan presents chelating property for a minimum period of six months.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-03-17Bitstream added on 2014-06-13T20:17:44Z : No. of bitstreams: 1 spinneto_r_me_arafo.pdf: 3200212 bytes, checksum: 01502221a7f7a936fbd0977a5291115e (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo desta pesquisa foi desenvolver biomateriais à base de quitosana e de cloridrato de quitosana (géis), e avaliar radiográfica e histológicamente seu uso na correção de defeitos ósseos críticos na calvária de ratos. Para tal, defeitos de 8mm de diâmetro foram criados cirurgicamente na calvária de 50 ratos Holtzman (Rattus norvegicus) e preenchidos com coágulo sanguíneo (controle), quitosana com baixo peso molecular, quitosana com alto peso molecular, cloridrato de quitosana com baixo peso molecular e cloridrato de quitosana com alto peso molecular, totalizando 10 animais, divididos em dois períodos experimentais (15 e 60 dias), para cada biomaterial. Na avaliação radiográfica foram utilizadas duas radiografias digitais dos crânios dos animais, feitas logo após a criação do defeito ósseo e no momento do sacrifício, que forneceram a densidade óssea radiográfica na área do defeito. A avaliação histológica pautou-se na descrição da morfologia dos tecidos neoformados na região do defeito. Os resultados radiográficos e histológicos indicaram que, em todos os grupos, a neoformação óssea ocorreu apenas nas bordas do defeito, e que, exceto no grupo controle, graus variados de inflamação foram observados. Conclui-se que, dentro das condições experimentais deste estudo, os biomateriais de quitosana e de cloridrato de quitosana não foram capazes de promover neoformação óssea nos defeitos ósseos críticos criados em calvária de ratos. / The purpose of this study was to develop chitosan and chitosan chloride biomaterials (gels), and to make a histological and radiographic evaluation of their use in the correction of critical size bone defects made in rat’s calvaria. Bone defects of 8mm in diameter were surgically created in the calvaria of 50 Holtzman (Rattus norvegicus) rats and filled with blood clot (control), low molecular weight chitosan, high molecular weight chitosan, low molecular weight chitosan chloride and high molecular weight chitosan chloride, numbering 10 animals, divide into two experimental periods (15 and 60 days), for each biomaterial. For the radiographic evaluation, it were made two digital radiographs of animal’s skulls, right after the creation of the bone defect and at the moment of the sacrifice, providing the radiographic bone density in defect’s area. Histological evaluation was made based on the morphology of the new formed tissues in defect’s region. Radiographic and histological results indicated that, in all groups, new bone formation occurred only near to the defect’s border, and, except in control groups, assorted degrees of inflammation could be seen. We conclude that chitosan and chitosan chloride biomaterials were not able to promote new bone formation incritical size defects made in rat’s calvaria.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:54:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 12779.pdf: 5257634 bytes, checksum: da3e185bedc859b98ec9578a9d77a608 (MD5) / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2015-05-07T14:49:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1508674 bytes, checksum: 979c686b982bcfb60126519cbd89b272 (MD5) Previous issue date: 2011-02-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The modern pesticides have emerged in the mid-nineteenth century, with the aim of promoting the control of pests in the growing areas around the world. The modernization and growth of knowledge about chemistry with the development of more productive varieties of plants in the green revolution resulted in a considerable increase in crop yields, however, this combination will eventually cause a host of other problems in the social, economic and environmental not expected until then as the poisoning people and animals, loss of biodiversity, drastic changes in ecosystems and immeasurable contamination due to lack of knowledge about the consequence of using these products. Currently, the search for new technologies, try to remedy the problems caused by pesticides and formulation of new products that will provide greater efficiency and effectiveness in dealing with problems related to crops worldwide, but at the same time is less damaging to the environment and man. Given this new paradigm, this study aimed to test the potential of chitosan as a fungicide and bactericide to replace pesticides. / Os agrotóxicos modernos surgiram na metade do século XIX, com o intuito de promover o controle de pragas nas áreas de cultivo ao redor do mundo. A modernização e o crescer do conhecimento sobre a química junto ao desenvolvimento de variedades mais produtivas de plantas na revolução verde nos proporcionou um considerável incremento na produtividade das lavouras, entretanto, essa combinação acabou por causar uma série de outros problemas de ordem social, econômica e ambiental não esperados até então como o envenenamento de pessoas e animais, perda de biodiversidade, alterações drásticas nos ecossistemas e contaminações imensuráveis devido a falta de conhecimento sobre a conseqüência do uso destes produtos. Na atualidade, a busca de novas tecnologias, tenta remediar os problemas causados pelos agrotóxicos e a formulação de novos produtos que venham a apresentar maior eficácia e eficiência no combate aos problemas relacionados aos cultivos em todo mundo, mas que ao mesmo tempo seja menos danoso ao meio ambiente e ao homem. Tendo em vista este novo paradigma, o presente trabalho objetivou testar o potencial de quitosana como fungicida e bactericida em substituição aos agrotóxicos.

O poli(ácido lático)(PLA) tem sido utilizado no campo das embalagens, contudo, visando melhorar as características processuais e a tenacidade deste polímero, misturas poliméricas de PLA com poli(etileno-co-acetato de vinila)(EVA), polietilenoglicol (PEG) e quitosana(QUI) foram desenvolvidas por processo de extrusão, injeção e por moldagem por compressão foram produzidos filmes, utilizados no estudo. As propriedades de mistura com PLA foram investigadas pelas propriedades morfológicas, térmicas e mecânicas e os filmes desenvolvidos foram aplicados a produtos alimentícios como pão de forma, sendo avaliadas as propriedades antimicrobianas, umidade, atividade de água, textura e cor, e em maçã minimamente processada, sendo avaliadas as propriedades antimicrobianas, atividade antioxidante, polifenóis, textura, pH, sólidos solúveis e cor. As misturas de PLA/EVA/PEG e PLA/EVA/PEG/QUI, quando comparadas ao PLA, mostraram miscibilidade parcial, diminuição na temperatura de transição vítrea (Tg), redução da resistência à flexão e do módulo de elasticidade, evidenciando a diminuição de rigidez molecular e aumento na capacidade de deformação do polímero, propriedades estas de interesse para processar PLA e para a produção de embalagens. A exposição do produto alimentício pão de forma às misturas poliméricas com quitosana promoveu efeito inibitório do crescimento de bolores e leveduras, em torno de 50% (com a mistura polimérica contendo 5 pcr de quitosana, quando comparado a mistura sem quitosana), sem afetar os teores de umidade, atividade de água e textura, do produto, e contribui para a manutenção da cor durante o armazenamento. A exposição de maçãs minimamente processadas às misturas poliméricas com quitosana promoveu uma diminuição no crescimento de bolores e leveduras, em torno de 54% (com a mistura polimérica contendo 5 pcr de quitosana, quando comparado a mistura sem quitosana), sem afetar a os teores de sólidos solúveis, pH, textura e perda de peso. A adição de quitosana também evitou o escurecimento enzimático, aumentou os teores de polifenóis totais, em torno de 20% e triplicou a atividade antioxidante, após 10 dias de armazenamento, nas frutas que ficaram em contato com a mistura polimérica PLA/EVA/PEG/5,0QUI. Conclui-se, por fim, que a mistura de EVA, PEG e quitosana ao PLA possibilitou a modificação das propriedades de rigidez e processabilidade e que o emprego da quitosana comprovou ter eficiente ação antimicrobiana e antioxidante, permitindo atender, com os resultados apresentados, o objetivo proposto no estudo. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2016-06-21T16:17:24Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Leticia Riboldi Cavalli.pdf: 4432263 bytes, checksum: fe47f3b1dcc48301024685464eb37fc3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-21T16:17:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Leticia Riboldi Cavalli.pdf: 4432263 bytes, checksum: fe47f3b1dcc48301024685464eb37fc3 (MD5) Previous issue date: 2016-06-21 / Poly (lactic acid) (PLA) has been employed in the packaging area, however, in order to improve its processing features and tenacity. Polymer blends of PLA with poly(ethylene-co-vinyl-acetate) (EVA), polyethylene glycol (PEG) and chitosan (QUI) were developed by extrusion and injection process while films were obtained by compression on this work. Morphological, thermal and mechanical properties of PLA blends have been investigated and films have been developed and put in contact with a nutritional product, the loaf bread, analyzing then its antimicrobial properties, humidity, water activity, texture and color and on the minimally processed apple, analyzing then its antimicrobial properties, antioxidant activity, polyphenols, texture, pH, soluble solids as well as color. The PLA/EVA/PEG and PLA/EVA/PEG/QUI blends when compared to PLA, showed partial miscibility, reduction of glass transition temperature (Tg), lower flexural strength and of the modulus of elasticity, evidencing then a reduction in molecular hardness and an increase in the deformation ability of the polymer, properties of interest to process PLA and for packaging manufacture. The exposure to a nutritional product, the loaf bread, to the poly blends with chitosan promoted an inhibitory effect in the growing of molds and yeasts of around 50% (with poly blend containing 5 phr of chitosan when compared to chitosan-free blend), without affecting the humidity levels, water activity and texture of product, supporting the maintenance of the color during its storage. The contact of films with chitosan on minimally processed apples have promoted a decrease in the growing of molds and yeast of around 54% (with poly blends containing 5 phr of chitosan when it was compared to chitosan-free bled), without affecting the soluble solids levels, pH, texture and weight loss. It has contributed also to avoid the enzymatic browning and increased the total polyphenols levels by 20% and triplicated the antioxidant activity recorded after 10 days of storing the fruits that had been in contact with the poly blends PLA/EVA/PEG/QUI. Finally, it can be concluded that EVA/PEG and chitosan blends added to PLA have allowed modifications on the hardness and processability properties and that the application of chitosan proved to be an efficient action antimicrobial and antioxidant allowing the results obtained here and purpose of this study.

Orientador: Elcio Marcantonio Junior / Banca: Lizeti Toledo de Oliveira Ramalho / Banca: Luís Antônio Violin Dias Pereira / Resumo: O objetivo desta pesquisa foi desenvolver biomateriais à base de quitosana e de cloridrato de quitosana (géis), e avaliar radiográfica e histológicamente seu uso na correção de defeitos ósseos críticos na calvária de ratos. Para tal, defeitos de 8mm de diâmetro foram criados cirurgicamente na calvária de 50 ratos Holtzman (Rattus norvegicus) e preenchidos com coágulo sanguíneo (controle), quitosana com baixo peso molecular, quitosana com alto peso molecular, cloridrato de quitosana com baixo peso molecular e cloridrato de quitosana com alto peso molecular, totalizando 10 animais, divididos em dois períodos experimentais (15 e 60 dias), para cada biomaterial. Na avaliação radiográfica foram utilizadas duas radiografias digitais dos crânios dos animais, feitas logo após a criação do defeito ósseo e no momento do sacrifício, que forneceram a densidade óssea radiográfica na área do defeito. A avaliação histológica pautou-se na descrição da morfologia dos tecidos neoformados na região do defeito. Os resultados radiográficos e histológicos indicaram que, em todos os grupos, a neoformação óssea ocorreu apenas nas bordas do defeito, e que, exceto no grupo controle, graus variados de inflamação foram observados. Conclui-se que, dentro das condições experimentais deste estudo, os biomateriais de quitosana e de cloridrato de quitosana não foram capazes de promover neoformação óssea nos defeitos ósseos críticos criados em calvária de ratos. / Abstract: The purpose of this study was to develop chitosan and chitosan chloride biomaterials (gels), and to make a histological and radiographic evaluation of their use in the correction of critical size bone defects made in rat's calvaria. Bone defects of 8mm in diameter were surgically created in the calvaria of 50 Holtzman (Rattus norvegicus) rats and filled with blood clot (control), low molecular weight chitosan, high molecular weight chitosan, low molecular weight chitosan chloride and high molecular weight chitosan chloride, numbering 10 animals, divide into two experimental periods (15 and 60 days), for each biomaterial. For the radiographic evaluation, it were made two digital radiographs of animal's skulls, right after the creation of the bone defect and at the moment of the sacrifice, providing the radiographic bone density in defect's area. Histological evaluation was made based on the morphology of the new formed tissues in defect's region. Radiographic and histological results indicated that, in all groups, new bone formation occurred only near to the defect's border, and, except in control groups, assorted degrees of inflammation could be seen. We conclude that chitosan and chitosan chloride biomaterials were not able to promote new bone formation incritical size defects made in rat's calvaria. / Mestre