Made available in DSpace on 2014-10-09T12:45:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 07155.pdf: 5285109 bytes, checksum: f414fcad3e4bf9dd06580fa7fa97ce54 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Orientador: Adriana Zerlotti Mercadante / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-11T06:49:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_DanielaSouza_M.pdf: 861449 bytes, checksum: 0972445ef423fb371289eeef23009060 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Dentre as várias opções de espécies frutíferas com boas perspectivas de comercialização, surge a amora-preta (Rubus spp.) como umas das mais promissoras. A amora-preta é uma pequena fruta que tem apresentado sensível crescimento nos últimos anos no Rio Grande do Sul, Sul de Minas Gerais e tem elevado potencial para ser cultivada no estado de São Paulo. No Rio Grande do Sul, a amora-preta tem tido grande aceitação pelos produtores, devido ao seu baixo custo de produção, facilidade de manejo, rusticidade e pouca utilização de defensivos agrícolas. Muitos fitoquímicos presentes em amora-preta exibem propriedades benéficas à saúde, como compostos fenólicos, com destaque para os pigmentos antociânicos. Estes pigmentos, que conferem a coloração atraente à fruta, possuem baixa estabilidade frente a algumas condições do meio como pH neutro e alcalino, alta temperatura e presença de luz. Assim, através deste estudo foram determinados espectrofotometricamente o teor de alguns compostos bioativos presentes em amora-preta cultivar Tupy, como antocianinas totais, monoméricas, poliméricas e copigmentadas, além de compostos fenólicos totais, flavonóides totais e carotenóides. A atividade antioxidante foi avaliada frente aos radicais ABTS e DPPH. Por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), acoplada em série a detectores de arranjo de diodos (PDA) e de espectrômetro de massas (MS) foram identificadas as antocianinas e os carotenóides presentes no extrato de amora. Com o intuito de aumentar a estabilidade das antocianinas, o extrato antociânico da amora-preta foi encapsulado utilizando a técnica de gelificação térmica. O material de parede selecionado foi a curdlana por não perder a capacidade gelificante em pH abaixo de 2. Após o processo de encapsulação foram avaliadas algumas características das partículas como o tamanho médio, a eficiência de encapsulação e o perfil de liberação do recheio. As antocianinas identificadas em amora-preta foram cianidina 3-glucosídeo, cianidina 3-dioxalil-glucosídeo, cianidina 3-malonil-glucosídeo e cianidina 3- rutinosídeo. A antocianina majoritária foi a cianidina 3-glucosídeo perfazendo 92,9 % da área total. O teor de antocianinas totais foi de 90,5 ± 0,1 mg/100 g, sendo composto por 76,2 ± 0,3 % de monoméricas, 22,8 ± 0,4 % de poliméricas e 1,6 ± 0,1 % de copigmentadas. As antocianinas monoméricas foram encontradas como 104,1 ± 1,7 mg em cianidina 3-glucosídeo/100 g de fruta. Foi observado que a amora-preta possui baixo teor de carotenóides (86,5 ± 0,1 mg/100 g) e os carotenóides encontrados foram: all-trans-b-caroteno (39,6 %), all-trans-luteína (28,2 %), all-trans-b-criptoxantina (13,9 %), 9-cis-b-caroteno (3,8%), all-trans-a-caroteno (3,3 %), 13-cis-b-criptoxantina (3,1 %), all-transzeaxantina (2,7 %), 13-cis-b-caroteno (1,7 %), 5,6-epóxi-b-criptoxantina + fitoeno (0,8%), além de um carotenóide não identificado representando 2,9 %. Com a presença de elevados teores de compostos fenólicos totais (241,7 ± 0,8 mg/100 g) e de flavonóides totais (173,7 ± 0,7 mg/100 g), pode-se concluir que estes compostos presentes na amora-preta foram os principais responsáveis pela elevada capacidade antioxidante avaliada pela habilidade de capturar radicais livres ABTS (TEAC 2209,7 ± 68,4 mM/ g) e DPPH (EC50 33,8 ± 1,8 g amostra/g DPPH). As partículas formadas por gelificação térmica com 4,3, 5,1 e 5,6 % de curdlana apresentaram forma esférica e multinucleada. A distribuição de tamanho apresentou perfil semelhante para as diferentes concentrações de curdlana, embora as partículas obtidas com maior concentração de curdlana (5.6 %) apresentaram maior uniformidade no tamanho, maior umidade e maior eficiência de encapsulação. O perfil de liberação de todas as partículas contendo antocianinas apresentou cinética exponencial de primeira ordem, com total liberação nos primeiros 20 minutos em tampão pH 1,0 / Abstract: Among the fruit species with good perspectives for commercialization, blackberry fruit (Rubus spp.) is one of the best options. Blackberry is a small fruit, which has been increasingly cultivated in Rio Grande do Sul State, South of Minas Gerais State, also presenting high potential for cultivation in São Paulo State. In Rio Grande do Sul, blackberry has been widely accepted by the farmers, due to its low production cost, easy handling, rusticity and use of low amounts of agricultural defensives. Several phytochemicals found in blackberry, such as phenolic compounds and anthocyanins, show beneficial health properties to humans. The anthocyanins, responsible for the attractive color of blackberries, possess low stability in some medium conditions, such as neutral and alkaline pH, high temperature and presence of light. Thus, using spectrophotometric methods, the levels of some bioactive compounds were determined in blackberries cv. Tupy, such as total anthocyanins, monomeric, polymeric and copigmented anthocyanins, as well as phenolic compounds, total flavonoids and total carotenoids. The antioxidant activity was determined using the free radicals ABTS and DPPH. Both anthocyanins and carotenoids from blackberry extracts were separated and identified by high performance liquid chromatography (HPLC) connected in series to diode array (PDA) and mass spectrometer (MS) detectors In order to increase the anthocyanin stability, the anthocyanic blackberry extract was encapsulated by thermal gelification. Curdlan was the wall material selected, since the gel formed was stable in pH values lower than 2. After the encapsulation process, some particle characteristics, such as medium size, encapsulation efficiency and release profile, were evaluated. The anthocyanins identified in blackberry were cyanidin 3-glucoside, cyanidin 3-dioxalyl-glucoside, cyanidin 3-malonil-glucoside and cyanidin 3-rutinoside. The major anthocyanin was cyanidin 3-glucoside, representing 92.9 % of the total area. The levels of total anthocyanins were 90.5 ± 0.1 mg/100 g, composed by 76.2 ± 0.3 % of monomeric, 22.8 ± 0.4 % of polymeric and 1.6 ± 0.1 % of copigmented ones. The monomeric anthocyanins were quantified as 104.1 ± 1.7 mg of cyanidin 3-glucoside/100 g of fruit. The levels of carotenoids found in blackberry were low (86.5 ± 0.1 mg/100 g), represented by all-trans-b-carotene (39.6 %), all-trans-lutein (28.2 %), all-trans-b-cryptoxanthin (13.9 %), 9-cis-b-carotene (3.8%), all-trans-a-carotene (3.3 %), 13-cis-b-cryptoxanthin (3.1 %), all-trans-zeaxanthin (2.7 %), 13-cis-b-carotene (1.7 %), 5,6-epoxy-b-cryptoxanthin + phytoene (0.8%), and a not identified carotenoid representing 2.9 %. The elevated levels of phenolic compounds (241.7 ± 0.8 mg/100 g) and flavonoids (173.7 ± 0.7 mg/100 g) are most probably responsible for the high antioxidant activity against the free radicals ABTS (TEAC 2209.7 ± 68.4 mM/100g) and DPPH (EC50 33.8 ± 1.8 g sample/g DPPH). The particles formed by thermal gelification with 4.3, 5.1 and 5.6 % of curdlan presented spherical and multinucleated forms. The profiles of the size distribution were similar for all curdlan concentrations; although the particles with the highest curdlan concentration (5.6 %) showed highest size distribution uniformity, highest moisture and highest encapsulation efficiency. The release profile of anthocyanins from all particles followed first-order kinetics, with total release in 20 minutes in buffer pH 1.0 under agitation at room temperature / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Lactobacillus acidophilus e Bifidobacterium lactis são microrganismos probióticos frequentemente utilizados em alimentos funcionais. No entanto, estes microrganismos devem resistir ao processamento, à estocagem do alimento, e sobreviver à passagem pelo trato-gastrointestinal, para chegarem ativos ao intestino e exercerem seus efeitos benéficos. Uma vez que os probióticos são sensíveis a uma série de fatores, tais como meio ácido, sais biliares e presença de oxigênio, a microencapsulação tem sido estudada com objetivo de protegê-los aos efeitos adversos do ambiente, além de promover a liberação controlada no local de ação do microrganismo, melhorando sua eficiência. Este trabalho teve como objetivo a produção e avaliação de micropartículas lipídicas contendo B. lactis ou L. acidophilus, produzidas por spray chilling, utilizando gorduras de baixo ponto de fusão, tais como gordura de palma e manteiga de cacau, como agente encapsulante. O diâmetro médio e a morfologia das partículas foram avaliados. Ensaios de sobrevivência foram conduzidos com objetivo de avaliar a resistência dos microrganismos ao processo encapsulação, resistência in vitro aos fluidos gástrico e intestinal simulados e estabilidade das células durante 90 dias de armazenamento a -18, 7 e 20 ou 37°C, dependendo da gordura utilizada. As micropartículasapresentaram-se em formato esféricoe com diâmetro médio que pode permitir o fácil escoamento no alimento, sem proporcionar impacto tecnológico negativo.A tecnologia de encapsulação por spray chilling, utilizando gordura de palma e manteiga de cacau, como agentes encapsulantes, proporcionou a obtenção de micropartículas eficientes na proteção dos probióticos frente ao processo de encapsulação e na manutenção da estabilidade das células quando estocados sob congelamento. Entretanto, aeficiência das micropartículas frente aos fluidos gastrointestinais e a estabilidade das células quando estocadas a 7 e 20 ou 37°C variaram de acordo com a gordura utilizada e com o microrganismo encapsulado. As micropartículas lipídicas obtidas são, portanto, uma matriz inovadora para a aplicação de probióticos, de baixo custo e com grande possibilidade de obtenção em escala industrial. O desafio futuro para o presente estudo é a seleção de um agente encapsulante que aumente a estabilidade das células, nas temperaturas ambiente e de refrigeração, a fim de aumentar as possibilidades de aplicação destas microcápsulas em produtos alimentícios. / L. acidophilus and Bifidobacterium lactis are probiotic microorganisms frequently used in food product. However they must remain viable during processing, entire shelf life of product and passing-through the gastrointestinal tract to provide beneficial effects on human health. Since theses microorganisms are sensitive to a series of factors, especially presence of oxygen and acid medium, microencapsulation has been studied as an alternative to increase probiotic cells viability and to provide the controlled release in the site of action, improving their efficiency. The aim of this study was to produce and evaluate lipid microparticles of L. acidophilus or B. lactis produced by spray chilling technology using low melting point fats, such as palm fat and cocoa butter, as the encapsulant agent. The mean diameter and morphology of the microparticles were evaluated. Survival assays were conducted to evaluate the resistance of the microorganisms to the spray chilling process, viability to the in vitro simulated gastric and intestinal fluids and viability during 90 days of storage at -18, 7 and 20/37°C, depending on the fat used. Microparticles presented a spherical shape and mean diameter that allows the flow of material in the food product without conferring technology influence. Spray chilling technology using fat palm or cocoa butter as the encapsulant agent was efficient in protecting the microorganism to the encapsulation process and 90 days of storage at -18°C. However the efficiency of the microparticles on the gastric and intestinal fluids and the cells stability during storage at 7 e 20 or 37°C varied according to the fat and microorganism used. The lipid microparticles seem to be a relatively innovative matrix for the application of probiotics with low costs and possibility of scale up. The future challenge in this study is to choose an encapsulant agent that improves cells resistance and viability at refrigerator and room temperatures to increase the possibility of application of these microcapsules in food products.

Orientador: Gabriela Alves Macedo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-20T10:15:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Schons_PatriciaFernanda_D.pdf: 7426090 bytes, checksum: 313de43e28f0e8dfd168987a56f6a2c1 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Tanino acil hidrolase (TAH) conhecida como tanase (EC 3.1.1.20) é uma enzima que hidrolisa ésteres e taninos hidrolisáveis produzindo glicose e ácido gálico quando o meio reacional for polar. No entanto, a literatura indica sua capacidade de esterificar também ésteres de ácidos gálico em meio orgânico. Nosso grupo de pesquisa isolou um fungo, Paecilomyces variotii, produtor de tanase no ano de 2005 e desde então vem desenvolvendo estudos de produção, purificação, caracterização e aplicações desta enzima. Dando continuidade à linha de pesquisa, o objetivo deste trabalho foi estudar um processo de imobilização da tanase de Paecilomyces variotii empregando diferentes suportes e técnicas. Foram avaliados os parâmetros do processo de imobilização, a tanase livre e imobilizada foi caracterizada bioquimicamente ainda foi investigada a quimioseletividade da tanase imobilizada e livre para reações de síntese. A tanase foi imobilizada pelo método de adsorção em alumina, Amberlite, Accurel e celite; por ligação covalente em amberlite e Dowex ativados com polietilenoimina e glutaraldeído e em sílica, accurel e celite ativados com 3-aminopropiltrietoxisilano e glutaraldeído e por gelificação iônica em alginato de sódio, alginato de alga marrom, carragena, quitosana, pectina e goma gelana. A tanase imobilizada foi avaliada quanto a porcentagem de atividade enzimática e porcentagem de eficiência de imobilização. O processo de imobilização de tanase em alginato de sódio foi otimizado empregando a ferramenta de planejamento de experimentos. A tanase imobilizada em alginato na condição otimizada, foi avaliada quanto ao reuso e caracterizada bioquimicamente quanto ao pH e temperatura ótimos de atividade e de estabilidade e quanto a atividade frente a inibidores. Em adição ao processo de imobilização, foi avaliado o efeito do emprego de reticulantes: genipina, glutaraldeído, transglutaminase Activa® e transglutaminase de Streptomyces sp. CBMAI 837. As cápsulas obtidas foram avaliadas quanto à atividade enzimática, eficiência de imobilização e sua morfologia foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura. Dentre os suportes empregados para imobilização de tanase por adsorção, ligação covalente e gelificação iônica obteve-se maior porcentagem de atividade enzimática utilizando os suportes celite, sílica ativada com 3-aminopropiltrietoxisilano e glutaraldeído e alginato de sódio, respectivamente. A condição otimizada para a imobilização de tanase em alginato de sódio foi com 3,6% de alginato de sódio, cloreto de cálcio 0,1M, 3,6mg de tanase/mL de alginato e 6h de cura. Após o processo de otimização a tanase aumentou 35 vezes sua atividade enzimática. A tanase imobilizada em alginato de sódio nas condições otimizadas pode ser reutilizadas por até 5X mantendo 60% de sua atividade catalítica, as cápsulas apresentaram maior estabilidade quanto ao pH, temperatura e inibidores comparando com a tanase livre. Por fim, avaliouse a capacidade da tanase livre e imobilizada em sintetizar ésteres de ácido gálico. A tanase livre mostrou-se efetiva na síntese de galatos, especialmente, propilgalato com porcentagem de esterificação de 65%, já com a tanase imobilizada em alginato de sódio somente 8% de esterificação do propilgalato foi observado / Abstract: Tannin acyl hydrolase (TAH) known as tannase (EC 3.1.1.20) is an enzyme that hydrolyzes esters of hydrolysable tannins producing gallic acid and glucose as the reaction medium is polar. However, the literature indicates their ability to produce also gallic acid esters in organic media. Our research group has isolated a fungus, Paecilomyces variotii, tannase producer in 2005 and since then has been conducting studies of production, purification, characterization and applications of this enzyme. Continuing the research, the objective of this work was study a process to immobilize tannase from Paecilomyces variotii using different supports and techniques. Were evaluated the parameters of the immobilization process, free and immobilized tannase were characterized biochemically and yet been investigated quimioseletivity of tannase immobilized and free for synthesis reactions. Tannase was immobilized by adsorption onto alumina, Amberlite, Accurel and celite, by covalent binding in Amberlite and Dowex activated with polyethyleneimine and glutaraldehyde on silica, celite and Accurel activated with glutaraldehyde and 3-aminopropyltriethoxysilane and ionic gelation by sodium alginate, alginate from brown seaweed, carrageenan, chitosan, pectin and gellan gum. The immobilized tannase was evaluated as the percentage of enzyme activity and percentage of immobilization efficiency. The immobilization process of tannase in sodium alginate was optimized using the experimental design method. After the optimization process the tannase immobilized in alginate was evaluated for reuse and characterized biochemically for pH and temperature optima for activity and stability and the activity against inhibitors. In addition to the immobilization process, we evaluated the effect of the use of cross-linking: genipin, glutaraldehyde, Transglutaminase Activa ® and the transglutaminase from Streptomyces sp. CBMAI 837. The capsules obtained were evaluated for percentage of enzymatic activity, percentage of immobilization efficiency and their morphology was studied by scanning electron microscopy. Among the carriers used for immobilization of tannase by adsorption, covalent and ionic gelation has been a higher percentage of enzyme activity using the supports celite, silica activated with glutaraldehyde and 3-aminopropyltriethoxysilane and sodium alginate, respectively. The optimal conditions for immobilization of tannase in sodium alginate were 3.6% sodium alginate, calcium chloride 0.1 M, 3.6 mg of tannase / mL alginate and 6h of cure. After the optimization process, the tannase activity increased by 35 times. The tannase immobilized on sodium alginate in the optimized conditions can be reused up to 5X keeping 60% of its catalytic activity, the capsules showed greater stability for pH, temperature and inhibitors compared with free tannase. Finally, we evaluated the ability of free and immobilized tannase in synthesizing esters of gallic acid. The free tannase proved to be effective in the synthesis of gallates, especially propyl gallate with a percentage of esterification of 65%, with the immobilized tannase in sodium alginate was observed only 8% of propyl gallate esterification / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador: Maria Helena Andrade Santana / Texto em português e inglês / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T20:45:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Severino_Patricia_D.pdf: 2351684 bytes, checksum: 84f84ae297ef794fc3bc9908264acbac (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Nanopartículas Lipídicas Sólidas (NLS) vêm sendo investigadas desde o início dos anos 90. As dispersões de NLS apresentam como característica principal a interação com moléculas dos fármacos ou proteínas resultando em uma liberação sustentada e o transporte do princípio ativo até o alvo terapêutico, aumentando assim a sua eficácia de ação. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de NLS empregando vários tipos de lipídios (Dynasan® 114, Dynasan® 118, Ácido esteárico, Cetilpalmitato, Softisan® 100), misturas de tensoativos (Tween® 80, Span® 85, Span® 80, Lipoid® S75) e de metodologias de homogeneização a alta pressão a quente e dupla emulsificação (A/O/A). A caracterização da pré-formulação por realizada por análises térmicas, morfologia e equilíbrio hidrofílico lipofílico (EHL). Os processos de produção empregados foram otimizados com planejamento de experimentos e as NLS produzidas foram caracterizadas quanto ao tamanho, polidspersidade, potencial zeta, eficiência de encapsulação, citotoxicidade, capacidade de transfecção, morfologia e estabilidade. Proteína modelos foi encapsulada em NLS desenvolvidas pela metodologia de dupla emulsificação. As NLS apresentaram baixa toxicidade em estudos celulares, estabilidade em estudos in vitro, e morfologia esférica. Adicionalmente, foi acrescentado carga superficial catiônica e ensaios de capacidade de transfecção mostraram satisfatórios. As NLS desenvolvidas neste trabalho apresentaram promissoras para encapsulação de proteínas e possivelmente ácidos nucleicos para administração parenteral / Abstract: Solid Lipid Nanoparticles (SLN) have been investigated since the early 90s. The SLN dispersions have as main feature the strong interaction with drugs molecule or proteins resulting in a sustained release and target specific delivery increasing the action. This work aimed at the development of NLS employing various types of lipids (dynasan® 114, dynasan® 118, stearic acid, cetyl palmitate, softisan® 100), mixtures of surfactants (tween® 80, span® 85, span® 80, lipoid® S75) and methods for hot high pressure omogenization and double emulsification (w/o/a). The pre formulation characterization was performed by thermal analysis, morphology and Hydrophilic Lipophilic Balance (HLB). The production processes were optimized with factorial design and NLS were characterized by size, polidspersidade, zeta potential, encapsulation efficiency, cytotoxicity, transfection capacity, morphology and stability. Model Protein was encapsulated in NLS developed by double emulsification methodology. The NLS showed low toxicity in cellular studies, stability in vitro and spherical morphology. Additionally, was added cationic charge in surface and evaluate capacity of transfection in Hela cells. The NLS developed in this work showed promise for encapsulation of proteins and, possibly, nucleic acids for parenteral administration / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutora em Engenharia Quimica

Submitted by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-05-24T13:36:35Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Marjana_Radunz.pdf: 1796541 bytes, checksum: 764e8b5d13eecd4f6a63864d317c5fd3 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-05-24T13:57:40Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Marjana_Radunz.pdf: 1796541 bytes, checksum: 764e8b5d13eecd4f6a63864d317c5fd3 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-05-24T13:57:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Marjana_Radunz.pdf: 1796541 bytes, checksum: 764e8b5d13eecd4f6a63864d317c5fd3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-24T13:57:47Z (GMT). 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Neste contexto surge a encapsulação, que além de controlar o odor, promove uma maior proteção dos compostos presentes no óleo essencial. Desta forma, o objetivo do presente estudo foi extrair, encapsular e avaliar o potencial antioxidante e antimicrobiano do óleo essencial de cravo-da-índia. Foi possível comprovar que o eugenol é o componente majoritário do óleo essencial de cravo-da-índia, sendo possivelmente o principal responsável, juntamente com os demais terpenos pelo alto percentual de atividade antioxidante encontrado pelo método de captura de radicais livres (DPPH) e pela forte atividade bactericida in vitro frente a S. aureus, E. coli, L. monocytogenes e S. Typhimurium e, in situ, frente a S. aureus em produtos cárneos análogos a hambúrgueres, sendo mais efetivo do que o conservante químico. A encapsulação do óleo essencial com alginato de sódio como material de parede isolado ou associado com emulsificantes monoestearato de glicerol e monolaurato de polioxietileno sorbitana possibilitou a obtenção de alta eficiência de encapsulação, a qual foi confirmada por Calorimetria Diferencial de Varredura. As partículas apresentaram baixo percentual de atividade antioxidante pelo método DPPH. Entretanto, apresentaram efeito inibitório superior de crescimento de S. aureus, E. coli, L. monocytogenes e S. Typhimurium, em relação ao óleo puro. Foi possível observar efeito bactericida das partículas de alginato de sódio e óleo essencial para S. aureus e das partículas de alginato de sódio, monoestearato de glicerol e óleo essencial para S. aureus e S. Typhimurium. Quando avaliada a aplicação in situ das partículas em produtos análogos a hambúrgueres observou-se que estas permitiram o crescimento bacteriano, assim como o conservante químico nitrito. O óleo essencial de cravo-da-índia puro e encapsulado apresentou forte atividade antimicrobiana com potencial para controle microbiológico em alimentos em substituição a conservantes químicos. / The potential carcinogenic effects of the use of synthetic chemical preservatives in food makes it necessary to search for substitute alternatives made of natural products, such as the essential oils obtained in the secondary pathway of aromatic plants and which have antioxidant and antimicrobial potential against different microorganisms. Among these, clove essential oil (Syzygium aromaticum, L.) is highlighted due to the presence of eugenol in its composition. However, essential oils have a strong odor, which makes them inadequate to be used in foods, and they are also sensitive to environmental conditions. In this context, encapsulation occurs, which, besides controlling the odor, promotes a greater protection for the compounds present in the essential oil. Thus, the objective of the present study was to extract, encapsulate and evaluate the antioxidant and antimicrobial potential of clove essential oil. It was possible to prove that eugenol is the major component of clove essential oil, and it is possibly, along with the other terpenes, the main responsible for the high percentage of antioxidant activity found by the free radical capture method (DPPH) and for the strong bactericidal activity in vitro against S. aureus, E. coli, L. monocytogenes and S. typhimurium and, in situ, against S. aureus in meat products analogous to hamburgers, being more effective than the chemical preservative. The encapsulation of the essential oil with sodium alginate as wall material alone or associated with emulsifiers glycerol monostearate and polyoxyethylene sorbitan monolaurate made it possible to obtain high encapsulation efficiency, which was confirmed by Differential Scanning Calorimetry. The particles presented low percentage of antioxidant activity by the DPPH method. However, they showed superior inhibitory effect of S. aureus, E. coli, L. monocytogenes and S. typhimurium, in relation to the pure oil. It was possible to observe bactericidal effect of the sodium alginate and essential oil particles for S. aureus and of the sodium alginate particles, glycerol monostearate and essential oil for S. aureus and S. Typhimurium. When evaluated in situ application of the particles in products similar to hamburgers it was observed that they allowed bacterial growth, as well as the chemical preservative nitrite. Pure and encapsulated clove essential oil had strong antimicrobial activity with potential for microbiological control in food as a substitute for chemical preservatives.

L'objectif a été de formuler des émulsions multiples Hydrophile/Lipophile/Hydrophile de taille nanométrique par autoémulsification, d'évaluer leurs cytotoxicités et le taux d'encapsulation. Trois formules ont été développées. La phase lipophile est composée de : triglycéride à chaine moyenne et de deux agents de surface : formules (a) Polysorbate 85 (PS85) / Labrasol®, (b) PS 85 / Cremophor® EL, (c) Glycérol / PS85. Les tailles des globules multiples des formules sont (a) 150 nm, (b) 40 nm et (c) 200 nm. La stabilité est de (a) 24 h, (b) 6 mois et (c) 2 mois. Le système multiple a été caractérisé par microscopie électronique à transmission et calorimétrie différentielle à balayage (DSC). L'évaluation de la viabilité cellulaire a montré une cytotoxicité aigüe (a) et retardé (b) et absence de cytotoxicité (c). La stabilité de la formulation (c) a été améliorée par ajout d'un glycéride hémisynthétique (Suppocire®DM). Différentes méthodes d'évaluation du taux d'encapsulation ont été testées, des méthodes usuelles (ultracentrifugation, dialyse) et d'autres méthodes (dégradation enzymatique, intercalant de l'ADN) avec des résultats montrant une interaction. La mise en évidence de la formation de micelles de PS85 dans la phase aqueuse externe a permis d'expliquer cette interaction. L'ultrafiltration a montré que le PS85 encapsulait du principe actif dans la phase aqueuse externe. L'évaluation de l'encapsulation de DTPA-Europium par DSC a permis détecter un taux d'encapsulation de 68 %. Du DTPA-Gadolinium incorporé dans la phase aqueuse interne a montré une supériorité comme agent de contraste positif par imagerie par résonnance magnétique par rapport à la solution de référence. / The aim was to formulate nanoscale Water/Oil/Water (W/O/W) multiple emulsion (ME) byself-emulsification, to evaluate their cytotoxicity and the encapsulation rate of DTPAEuropiumsolution. Three W/O/W ME have been developed. The lipophilic phase is composed of medium chain triglyceride (MCT) and two surfactants (ratio 7/3), which are : formulations:(a) Polysorbate 85 (PS85) / Labrasol ®, (b) PS85 / Cremophor EL®, (c) Glycerol / PS85. The sizes of multiple droplets are (a) 150 nm, (b) 40 nm and (c) 200 nm. Stabilities are (a) 24 h, (b)6 months and (c) 2 months. Multiple system has been characterized by transmission electronmicroscopy and differential scanning calorimetry (DSC). Evaluation of cell viability showacute cytotoxicity (formulation a), delayed cytotoxicity (formulation b) and no cytotoxicity(formulation c). The stability of formulation (c) has been improved by adding to the oily phase a hemisynthetic glycerid (Suppocire® DM). Different methods of evaluation of encapsulation rate have been tested: conventional methods (ultracentrifugation, dialysis, conductivity) and methods used for other nanosystems (enzymatic degradation, DNA intercalating). Results have shown an interaction. The demonstration of the formation of micelles or an emulsion ofPS85 in the external aqueous phase allowed explaining this interaction. Ultrafiltration was used to characterize it and to show that the PS85 encapsulates the active subtance in the external aqueous phase. Evaluation of the encapsulation of a solution of DTPA - Europium byDSC has overcome this interaction, and detecting an encapsulation rate of about 68 %. The incorporation of a solution of DTPA - Gadolinium in the internal aqueous phase has shown superiority as a positive contrast agent in magnetic resonance imaging as compared to a reference solution.

Incorporation of probiotic cultures in products in order to replenish or supplement the normal gastrointestinal microflora is a well known and accepted practice. However survival of these cultures is a problem due to a number of reasons including effects of storage conditions. Various researchers from different countries around the world have reported probiotic product instability. Microencapsulation has been used in an attempt to solve this problem. However, most methods involve the use of organic solvents which is not ideal because their toxicity may cause destruction of the microbial cells. A novel encapsulation method for probiotics, which excludes the use of organic solvents, was developed by the Council for Scientific and Industrial Research (CSIR) (US Patent Application no. 20050112205). This thesis investigated the efficiency/potential of this new method for increasing stability of sensitive probiotic cultures, specifically bifidobacteria. Early studies using both culture dependent and culture independent techniques showed reduced numbers of viable cultures in probiotic products, mainly yoghurts, from all around the world. These results were confirmed in this study for similar products sold in South Africa. Most of the product labels did not specify viable numbers of probiotics nor the identity (genus and species names) of the microorganisms incorporated. Successful encapsulation of bifidobacteria was achieved using the CSIR patented method. Complete encapsulation was indicated by absence of cells on surfaces of the encapsulated particles and production of a product with an acceptable particle size distribution was obtained. It was also demonstrated that the encapsulation process produced no visible morphological changes to the bacterial cells nor did it have a negative effect on cell viability over time. The potential of interpolymer complex formation in scCO2 for the encapsulation of sensitive probiotic cultures was demonstrated for the first time. Once ingested, probiotic cultures are exposed to unfavourable acidic conditions in the upper gastrointestinal tract. It is desired that these cultures be protected from this in order to increase the viability of the probiotics for efficient colonization. Interpolymer complex encapsulated B. longum Bb-46 cells were therefore exposed to simulated gastric fluid (SGF) and subsequently to simulated intestinal fluid (SIF). It was found that the interpolymer complex protected bifidobacteria from gastric acidity, displaying pH-responsive release properties, with little to no release in SGF and substantial release in SIF. Thus the interpolymer complex demonstrated desirable characteristics retaining the encapsulated bacteria inside when conditions were unfavourable and only releasing them under favourable conditions. Survival was improved by the incorporation of glyceryl monostearate (GMS) in the matrix and by use of gelatine capsules. Protection efficiency of the interpolymer matrix was better when higher loading of GMS was used. Use of polycaprolactone (PCL) as an alternative to poly (vinylpyrrolidone) (PVP) and incorporation of ethylene oxide-propylene oxide triblock copolymer (PEO-PPO-PEO) affected the interpolymer complex negatively, rendering it swellable in the low pH environment exposing the bifidobacteria to gastric acidity. The use of beeswax seemed to have a more protective effect though results were inconclusive. Probiotic cultures must also remain viable in products during storage. Encapsulated bacteria were either harvested from the reactor after 2 h of equilibration followed by depressurization, and then ground to a fine powder or after 2 h of equilibration the liquefied product was sprayed through a capillary tube with a heated nozzle at the end, into the product chamber. Encapsulated bacteria were stored in either sterile plastic bags or glass bottles under different conditions and then viable counts were determined over time. Survival of bacteria was generally better when the products were stored in glass bottles than in plastic bags. Bacteria encapsulated in an interpolymer complex formed between PVP and vinyl acetate-crotonic acid copolymer (VA-CA), (PVP:VA-CA) survived better than non-encapsulated bacteria under all storage conditions when the product was recovered from the reaction chamber. When the product was recovered from the product chamber, numbers of viable non-encapsulated bacteria were higher than the encapsulated bacteria for all interpolymer complex formulations. This was probably due to some exposure to high shear during spraying into the product chamber. The interpolymer complex between PCL and VA-CA i.e. PCL:VA-CA seemed weaker than the PVP:VA-CA nterpolymer complex as viable counts of bacteria released from it were lower than those from the latter complex. Addition of PEO-PPO-PEO to both the PVP:VA-CA and PCL:VA-CA complexes decreased the protection efficiency. However, results indicated that sufficient release of encapsulated bacteria from the interpolymer complexes was obtained when the encapsulated material was incubated in SIF rather than in Ringer’s solution. When SIF was used for release of encapsulated bacteria, the shelf life of B. longum Bb-46 was doubled. Encapsulation in an interpolymer complex therefore provided protection for encapsulated cells and thus has potential for improving shelf life of probiotic cultures in products. Further studies will investigate the effects of encapsulating probiotics together with prebiotics in the interpolymer complex as well as effects of encapsulating combinations of different probiotic strains together, both on survival in simulated gastrointestinal tract and during storage. The unique particles produced using the patented encapsulation technique increased the stability of probiotic cultures. This technique may find significant application in industries manufacturing probiotic products, especially food and pharmaceuticals, thereby improving the well being of consumers. / Thesis (PhD(Microbiology))--University of Pretoria, 2008. / Microbiology and Plant Pathology / PhD / unrestricted

Orientador: Francisco Benedito Teixeira Pessine / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T06:49:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_MileneHeloisa_D.pdf: 5657297 bytes, checksum: 0591f1d89a55f401bdc492136908b11b (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho teve como objetivos preparar, caracterizar, verificar a estabilidade e avaliar a permeação na pele e a irritação cutânea de formulações lipossomais contendo isotretinoína (ISOTN), destinadas ao tratamento dermatológico de casos severos de acne, com a finalidade de reduzir os efeitos adversos e a degradação do fármaco. As formulações lipossomais foram obtidas através da técnica de hidratação do filme lipídico seco. Foi observado que nos lipossomas constituídos apenas de fosfatidilcolinas saturadas (HPC) houve vazamento do fármaco inicialmente encapsulado. O máximo de encapsulação (> 98%), com aumento da fluidez das bicamadas lipídicas, foi obtido com as seguintes suspensões lipossomais: (a) mistura de HPC com 40% mol de surfatante insaturado Lipopeg 4DO (DO) - Lipo_HPC/DO; (b) mistura de HPC com 40% mol de fosfatidilcolinas insaturadas (PC) - Lipo_HPC/PC; (c) lipossomas contendo apenas PC - Lipo_PC; (d) mistura de PC com 20% mol de colesterol (Col) - Lipo_PC/Col e (e) mistura de PC com 10% mol de fosfatidilserina (PS) - Lipo_PC/PS. Devido ao elevado teor de encapsulação da ISOTN nestes lipossomas, foi desnecessário separar o fármaco não encapsulado. A razão molar ISOTN/lipídios foi ~0,026:1. Análises usando microscopia eletrônica de transmissão e de varredura das suspensões lipossomais confirmaram a estrutura lamelar e a geometria esférica dos lipossomas, respectivamente. A encapsulação da ISOTN nas bicamadas lipossomais foi monitorada por microscopia óptica, avaliando a presença de cristais do fármaco na suspensão. A comprovação da encapsulação da ISOTN nas bicamadas lipídicas foi verificada através da fluorescência de pireno (aumento do grau de anisotropia e diminuição da intensidade de fluorescência da sonda). As suspensões lipossomais mantiveram-se estáveis durante 3 meses de armazenamento a 8 oC, em relação ao diâmetro médio (~300 nm) e à porcentagem de ISOTN encapsulada. A encapsulação lipossomal de ISOTN diminuiu sua fotodegradação em comparação com este fármaco dissolvido em etanol. Géis aquosos contendo ISOTN lipossomal apresentaram maior estabilidade fotoquímica que o gel alcoólico convencional contendo ISOTN. Os géis lipossomais apresentaram menor fluxo através da pele de orelha de porco, indicando menor absorção sistêmica in vivo. Géis contendo Lipo_PC/PS e Lipo_HPC/DO retiveram mais fármaco na pele em comparação ao fármaco permeado. Com exceção do gel contendo Lipo_HPC/DO, todos os demais géis lipossomais foram menos irritantes à pele de coelho em relação aos géis alcoólicos convencionais. Portanto, a encapsulação da ISOTN em lipossomas aumentou sua estabilidade e diminuiu efeitos adversos em relação aos produtos comerciais / Abstract: The mail goals of this work were the preparation, characterization, verification of the stability, skin permeation and cutaneous irritation of isotretinoína (ISOTN) liposomal formulations used in dermatological treatment and designed to reduce adverse effects and drug degradation. The liposomal formulations were obtained by the technique of dry film hydration. Liposomes made of only saturated phosphatidylcholine (HPC) caused leakage of the encapsulated drug. The maximum encapsulation was obtained (> 98%) by increasing the fluidity of the lipidic bilayers, with the following liposomal suspensions: (a) a mixture of HPC with 40% mol of the unsaturated surfactant Lipopeg4DO (DO) - Lipo_HPC/DO; (b) a mixture of HPC with 40% mol of unsaturated phosphatidylcholine (PC) - Lipo_HPC/PC; (c) liposomes with only PC - Lipo_PC; (d) a mixture of PC with 20% mol of cholesterol (Col) - Lipo_PC/Col, and (e) a mixture of PC with 10% mol of phosphatidylserine (PS) - Lipo_PC/PS. Due to the high yield of encapsulation of ISOTN in these liposomes, the suspensions didn't require separation of non encapsulated drug. The molar ratio ISOTN/lipids was approximately 0,026: 1. Transmission and scanning electron microscopy of the liposomal suspensions showed the lamellar structure and spherical geometry of the vesicles. ISOTN encapsulation in the lipid bilayers was monitored by optical microscopy, since this drug crystallizes outside the vesicles. This encapsulation was also confirmed by increase of the degree of anisotropy of the fluorescent probe pyrene and the decrease of its fluorescence intensity due to quenching processes. The liposomal suspensions were stable for 3 months at 8 oC, maintaining the diameter and the percentage of encapsulated drug. The encapsulation in liposomes decreased ISOTN photodegradation in comparison to the drug dissolved in ethanol. Aqueous gels containing liposomal ISOTN were more protect after photolysis than ISOTN in the conventional alcoholic gel. The liposomal gels presented a slower rate of permeation through the skin of a piglet ear, indicating a tendency of present a lower systemic absorption in vivo. Gels containing Lipo_PC/PS and Lipo_HPC/DO were able to retain more drug at the skin than the free drug. With the exception of the gel containing Lipo_HPC/DO, the other liposomal gels were less irritating to the rabbit skin in relation to the conventional alcoholic gels. Therefore, the encapsulation of ISOTN in liposomes increased its stability and diminished its adverse effects in comparison to the commercial products / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências

Orientador: Rosiane Lopes da Cunha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-27T01:07:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_AnaLeticiaRodrigues_M.pdf: 3081485 bytes, checksum: 44ad03cd2e14d1ef00c3251b254983eb (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A técnica de emulsificação em dispositivos de microfluídica é utilizada para a produção de gotas de diâmetro reduzido e distribuição de tamanho monodispersa. A gelificação da fase dispersa de emulsões água em óleo pode levar à formação de microgéis com elevado potencial para encapsulação de compostos ativos. Do ponto de vista tecnológico, a utilização de partículas de tamanho reduzido permite entrega mais fácil e liberação do bioativo de forma mais eficiente no local alvo. Este trabalho teve como objetivo estudar o processo de formação de microgéis de goma gelana em dispositivos de microfluídica utilizando a técnica de focalização hidrodinâmica. Foram avaliadas as concentrações da goma gelana de 0,5 a 0,7% (m/m) e do agente gelificante acetato de cálcio nas concentrações de 0,5 e 2,0% (m/m) para formação dos microgéis. Na primeira etapa, emulsões simples água em óleo, sendo a fase dispersa constituída de água ou dispersões aquosas de goma gelana e fase contínua constituída por uma mistura composta por óleo de soja e o emulsificante polirricinoleato de poliglicerol (PGPR), foram avaliadas quanto ao regime de formação de gotas em diferentes vazões das fases e razões entre as vazões das fases dispersa e contínua. Também foram determinadas as velocidades reais das fases dentro dos dispositivos de microfluídica e os números adimensionais de Reynolds, Capilar e Weber que descrevem o escoamento dos fluidos no microcanais. Com o controle da condição de processo, vazão de entrada das fases dispersa e contínua, foi possível observar as variações no regime de formação de gotas, que variou desde o gotejamento até o jateamento. Em geral, todas as vazões calculadas (reais) das fases foram menores do que aquelas aplicadas na bomba, sendo este resultado relacionado às limitações das dimensões dos canais e alta viscosidade das fases. Desta forma, os números de Reynolds, Capilar e de Weber calculados a partir das velocidades reais das fases foram menores quando comparados com os valores obtidos usando as velocidades impostas na bomba. Na etapa seguinte, microgéis de goma gelana foram produzidos nos microcanais e caracterizados pela distribuição de tamanho de gotas e microscopia ótica. Os microgéis possuíam formato regular e esférico e distribuição de tamanho altamente monodispersa. O potencial da utilização de microgéis de goma gelana na encapsulação de compostos ativos foi avaliado adicionando o corante hidrofílico Rhodamina B na fase aquosa. As partículas obtidas na saída do dispositivo possuíam coloração vermelha, referente à boa retenção do corante hidrofílico. Desta forma, conclui-se que os microgéis obtidos pela técnica da microfluídica poderão ser utilizados na encapsulação de compostos hidrofílicos, inclusive aqueles sensíveis à temperatura, como as vitaminas e probióticos, na imobilização de proteínas e enzimas, bem como, na entrega de drogas, pois além de apresentarem baixa polidispersidade na distribuição de tamanho das partículas mostraram elevada capacidade de retenção do corante utilizado para simular o composto ativo de interesse / Abstract: Emulsification in microfluidic devices is used for the production of droplets with reduced diameter and monodisperse particle size distribution. Gelation of the disperse phase of water in oil emulsions leads to formation of microgels with high potential for the encapsulation of active compounds. Small particle size allows more efficient release of the bioactive at the target site. This work aimed to study the production of gellan microgel using microfluidic devices through flow- focusing technique. Gellan gum concentration of 0.6% (w/w) and calcium acetate (gelling agent) in concentrations of 0.5 and 2.0% (w/w) were used for the formation of microgels. In the first step, it was evaluated of the droplets formation regime at different flow rates of the phases and flow rate ratio of the dispersed and continuous phases of water-in-oil emulsions, composed by dispersed phase of water or gellan aqueous solutions and continuous phase constituted of a mixture composed of soybean oil and the emulsifier polyglycerol polyricinoleate (PGPR). The real velocity of the phases within the microfluidic devices and dimensionless numbers of Reynols, Capilar and Weber that describe the flow of fluids in microchannels were also evaluated. By controlling the process conditions and the input flow rate of dispersed and continuous phases, variations in the drop formation regime were observed which varied from dripping to the jetting regime, such variation exerted strong influence on droplet size. In general, the real flow rate (calculated values) was lower than those applied by pump, which was related with limitations of the size of channels and high viscosity of the phases. Reynolds, Capilar and Weber numbers calculated from the real velocity were smaller compared with the values obtained using the speed imposed by pump. In the next step, gellan microgels were produced the microchannel and characterized by droplet size distribution and optical microscopy. The microgels exhibit uniform and spherical shape and highly monodisperse distribution size. Potential use as gellan microgels as encapsulating matriz of active compounds was evaluated by adding the hidrophilic dye, Rhodamine B, in the aqueous phase. Results showed a low polydispersity and high hidrophilic compound retention capacity, indicating that microgels obtained by microfluidic technique may be used for the encapsulation of hydrophilic compounds that are sensitive to temperature, such as vitamins, probiotics and immobilization of proteins and enzymes, as well as in drug delivery / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestra em Engenharia de Alimentos