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

Orientador: Eneida de Paula / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T06:03:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Couto_VeronicaMuniz_M.pdf: 2320216 bytes, checksum: fdeaa0b57898e701ff2245fa5c39eded (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Os anestésicos locais (AL) são utilizados para se bloquear a sensação de dor em procedimentos clínicos e odontológicos. Porém, os AL são moléculas pequenas que facilmente se redistribuem no sitio de ação, limitando a duração da anestesia. A dibucaína (DBC) é um anestésico local da família das amino-amidas e tem uso predominante como anestésico tópico. Este trabalho teve por finalidade desenvolver um novo sistema de liberação sustentada para o anestésico local dibucaína baseado em lipossomas de fosfatidilcolina de soja hidrogenada e colesterol com gradiente iônico transmembranar, para uso parenteral. Primeiramente, avaliamos uma metodologia analítica para quantificação de DBC por cromatografia líquida de alta eficiência. Entao, foram então desenvolvidas formulações de lipossomas unilamelares (LUV) e multivesiculares (LMVV) com gradiente iônico (citrato e sulfato), para encapsulação da DBC a 0,012%. As formulações foram caracterizadas quanto à eficiência de encapsulação (%EE) potencial zeta, diâmetro e polidispersão. O potencial zeta de todas as formulações foi sempre negativo (ca. -30 mV). Formulações de LUV contendo sulfato (LUVDBC5.5+sulfin/7.4ex) apresentaram %EE (62,6% ± 4,3) significativamente maior que as demais formulações. As LUV apresentaram tamanho médio de 500 nm, sendo mais estáveis e menos polidispersas que as LMVV. As formulações LUV foram selecionadas para a continuidade do estudo, sendo caracterizadas morfologicamente por microscopia eletrônica de transmissão e testadas quanto a sua estabilidade química, liberação in vitro, viabilidade celular e atividade antinociceptiva em camundongos. As micrografias das LUV confirmaram a formação de vesículas esféricas e unilamelares. Nenhuma formulação apresentou níveis de peroxidação lipídica significativa (> 0,5% de lipídios totais) durante 150 dias de armazenamento a 4oC. A formulação LUVDBC5.5+sulfin/7.4ex apresentou o melhor perfil de liberação sustentada in vitro e aumento significativo no tempo de bloqueio sensorial (27 h) in vivo, em comparação com solução de DBC (11 h) de igual concentração. Nos testes de viabilidade celular não houve mudança significativa no perfil da citotoxicidade induzida por DBC, encapsulada ou não. Portanto, nesse trabalho reportamos o preparo e caracterização de uma formulação lipossomal de liberação sustentada para DBC, com alta eficiência de encapsulação e capaz de promover um significativo aumento (ca. 2,5 vezes) no tempo de analgesia in vivo / Abstract: Local anesthetics (LA) are used in medical and dental procedures to decrease pain sensation. However, LA are small molecules that easily diffuse in the site of action, restricting the duration of anesthesia. Dibucaine (DBC) is an amino-amide local anesthetic, which major use as a topical agent. This study aimed the development of a new drug delivery system for dibucaine based on liposomes with transmembrane ion-gradient, for parenteral drug administration. First, an analytical methodology for DBC quantification through high performance liquid chromatography was determined. Then, large unilamellar (LUV) and multivesicular (MLVV) liposome formulations were prepared with internal ionic-gradients for the encapsulation of DBC (0.012 %). The formulations were characterized regarding their encapsulation efficiency (%EE), zeta potential, average size and polydispersity. The zeta potential of all formulations was always negative (ca. -30 mV). Sulfate-containing LUV formulations (LUVDBC5.5 sulfin/7.4out) showed 62.6% ± 4.3 EE, which was significantly higher than all other formulations. LUV presented an average size of 500 nm and proved to be less polidisperse and more stable than LMVV, being selected for further morphological (by transmission electron microscopy), storage chemical stability, in vitro release, cell viability and in vivo analgesic tests. Micrographs proved that LUVs were spherical and unilamellar shape. No formulation showed lipid peroxidation level higher than 0.5 % of total lipids during 150 days of storage at 4oC. LUVDBC5.5 sulfin/7.4out presented increased in vitro sustained release profile and significant increase in sensory block duration (27 h) in vivo, than a equivalent DBC solution (11 h). No changes in the cytotoxicity effect of the anesthetic were observed for DBC free or encapsulated. Therefore, this study reports the successful preparation and characterization of a liposomal formulation for the sustained release of DBC with high encapsulation efficiency and that is able to significantly prolong (ca. 2.5 times) the duration of analgesia in vivo / Mestrado / Fármacos, Medicamentos e Insumos para Saúde / Mestra em Ciências

Reações de oxidação lipídica são responsáveis pelo desenvolvimento de sabores e odores desagradáveis tornando os alimentos impróprios para consumo, sendo necessário o uso de antioxidantes. O ácido ascórbico (AA) é um antioxidante muito eficaz, que exibe função vitamínica, no entanto é relativamente instável. Com o objetivo de aumentar a estabilidade do AA e, consequentemente, facilitar sua aplicação em produtos alimentícios, os métodos de encapsulação por coacervação complexa e por dispositivos microfluídicos foram testados. Primeiramente foi apresentada a Revisão Bibliográfica no Capítulo 1, e em seguida, a encapsulação por coacervação complexa, como será visto no Capítulo 2. Neste caso, nove tratamentos foram obtidos utilizando-se gelatina e goma arábica como materiais de parede e analisados com relação à morfologia, por microscopia ótica e eletrônica de varredura, umidade, atividade de água, higroscopicidade, solubilidade, potencial zeta, espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (Ftir), tamanho e distribuição de tamanho de partículas, cor instrumental, eficiência de encapsulação e estabilidade do material encapsulado. No capítulo 3 serão apresentados resultados obtidos na encapsulação do AA pelo método de dispositivos microfluídicos. Cinco tratamentos foram obtidos, sendo analisados com relação à morfologia, por microscopia ótica, eletrônica de varredura e confocal, eficiência de encapsulação, tamanho e distribuição de tamanho de partícula e estabilidade do material encapsulado. A obtenção das microcápsulas de AA pelos dois métodos citados foi viável uma vez que apresentaram altos valores de eficiência de encapsulação e ótima atuação em relação à proteção do AA durante estocagem. Comparando-se os dois métodos, as cápsulas obtidas por dispositivos microfluídicos conferiram melhor estabilidade ao ácido ascórbico, no entanto amostras obtidas por coacervação complexa foram aplicadas em salsicha devido a maior quantidade de AA presente em sua constituição. O efeito da aplicação das microcápsulas nas salsichas foi avaliado durante 40 dias de armazenamento refrigerado como será visto no Capítulo 4. Cinco tratamentos foram elaborados e analisados de acordo com a estabilidade da emulsão cárnea durante o processamento, umidade, atividade de água, alteração do pH, determinação da cor instrumental, perfil de textura instrumental, estabilidade oxidativa pelo método de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e aceitação sensorial. A aplicação das microcápsulas de AA em salsicha foi possível sem comprometer a qualidade do produto final. Todos os dados obtidos foram analisados estatisticamente por análise de variância ANOVA e teste de Tukey, ao nível de 5% de significância com auxílio do programa SAS. Os experimentos relacionados à encapsulação por coacervação complexa e aplicação das microcápsulas em salsicha foram realizados no Laboratório de Produtos Funcionais, nas dependências do Departamento de Engenharia de Alimentos da FZEA/USP. Os experimentos relacionados à utilização de dispositivos microfluídicos foram realizados nos laboratórios do professor David A. Weitz, da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard, da Universidade de Harvard, Cambridge, Estados Unidos. / Lipid oxidation reactions are responsible for the development of unpleasant tastes and odors making food unfit for consumption. For this reason, the use of antioxidant is necessary. Ascorbic acid (AA) is a very effective antioxidant with vitamin function, however it is relatively unstable. With the aim of increasing the stability of AA and thus improve its application in food products, the methods of encapsulation by complex coacervation and microfluidic devices were tested. First of all the Literature Review is presented in Chapter 1. The encapsulation by complex coacervation can be seen in Chapter 2. For this methodology, nine treatments were obtained using gelatin and gum Arabic as encapsulant agent and analyzed regarding to morphology by optical and scanning electron microscopy, moisture, water activity, hygroscopicity, solubility, Zeta Potential, Fourier transform infrared Spectroscopy (FTIR), particle size and particle size distribution, instrumental color, encapsulation efficiency and stability of the encapsulated material. The results obtained for AA encapsulation by microfluidic device will be presented in Chapter 3. Five treatments were obtained and analyzed regarding to morphology by optical, scanning electron and confocal microscopy, encapsulation efficiency, particle size and particle size distribution and stability of the encapsulated material. The production of AA microcapsules by the two methods mentioned was feasible once that showed high levels of encapsulation efficiency and optimal performance regarding to the protection of AA during storage. Comparing the two methods, the microcapsules obtained by microfluidic device conferred better stability to AA, however samples obtained by complex coacervation were applied in sausage due to the greater amount of AA in its constitution. The effect of the application of microcapsules in sausages was evaluated during 40 days at refrigerated storage as it will be seen in Chapter 4. Five treatments were prepared and analyzed according to the stability of the meat emulsion during processing, moisture, water activity, pH changes, determination of instrumental color, instrumental texture profile, oxidative stability by the method of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) and sensory acceptance. The application of AA microcapsules in sausage was possible without compromising the quality of the final product. All data were statistically analyzed by ANOVA and Tukey test, at 5% of significance with the use of SAS software. The experiments related to encapsulation by complex coacervation and application of microcapsules in sausage were carried out at Laboratory of Functional Products, at Department of Food Engineering, FZEA / USP. The experiments related to the use of microfluidic devices were performed in the laboratories of Professor David A. Weitz, at School of Engineering and Applied Sciences of Harvard, at Harvard University, Cambridge, USA.

Este trabalho descreve a síntese de látices poliméricos híbridos contendo a argila natural Montmorilonita (MMT) por meio da polimerização radicalar controlada via mecanismo de transferência reversível de cadeia por adição-fragmentação (RAFT) em emulsão sem adição de surfatante. Primeiramente, copolímeros anfifílicos com diferentes estruturas e composições, foram preparados por meio da polimerização via RAFT em solução e caracterizados por ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN 1H) e cromatografia por exclusão de tamanho (SEC). A interação entre os copolímeros sintetizados, chamados de macroagentes RAFT, e a superfície da MMT foi estudada por meio de isotermas de adsorção experimentais, as quais foram ajustadas por modelos teóricos. Os macroagentes RAFT à base de ácido acrílico (AA), acrilato de metil éter poli(etileno glicol) (PEGA) e acrilato de n-butila (BA) apresentaram afinidade pela argila como mostraram as isotermas do \"tipo L\" (Langmuir) obtidas. Os látices híbridos preparados utilizando esses macroagentes RAFT foram analisados por microscopia eletrônica de transmissão em temperatura criogênica (cryo-TEM), que revelou lamelas de MMT decoradas com nanopartículas poliméricas. As isotermas de adsorção dos macroagentes RAFT catiônicos à base de metacrilato de 2-(dimetilamino)etila (DMAEMA), PEGA e BA foram do \"tipo H\" (alta afinidade). Esses macroagentes RAFT possibilitaram a preparação de dispersões estáveis de complexos de MMT/macroagente RAFT, o que foi verificado por espalhamento dinâmico de luz (DLS), e sua utilização na síntese de látices híbridos levou à formação de uma camada polimérica em torno das lamelas de MMT. Os filmes poliméricos nanocompósitos obtidos a partir de látices catiônicos estáveis de poli(metacrilato de metila-co-acrilato de n-butila)/MMT apresentaram melhor estabilidade térmica e melhores propriedades mecânicas do que os filmes poliméricos preparados sem adição de argila como mostraram, respectivamente, os resultados de análise termogravimétrica (TG) e de análise termodinâmico-mecânica (DMA) dos materiais. / This work describes the synthesis of hybrid polymer latexes containing natural Montmorillonite clay (MMT) by reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT)-mediated surfactant-free emulsion polymerization. Firstly, amphiphilic copolymers with different structures and compositions were prepared by RAFT polymerization in solution and characterized by hydrogen nuclear magnetic resonance (1H NMR) and size exclusion chromatography (SEC). The interaction between these copolymers (referred to as macroRAFT agents) and the MMT surface was studied by experimental adsorption isotherms, which were adjusted by theoretical adsorption models. MacroRAFT agents based on acrylic acid (AA), poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate (PEGA) and n-butyl acrylate (BA) displayed affinity for MMT as shown by the \"L-type\" (Langmuir) isotherms obtained. The hybrid latexes prepared using these macroRAFT agents were analyzed by transmission electron microscopy at cryogenic temperatures (cryo-TEM), which revealed polymer-decorated MMT platelets. The adsorption isotherms of cationic macroRAFT agents based on 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate (DMAEMA), PEGA and BA were of the \"H-type\" (high affinity). These RAFT macroRAFT agents allowed the preparation of stable dispersions of MMT/macroRAFT agents complexes, which was verified by dynamic light scattering analysis (DLS), and their use in the synthesis of hybrid latexes led to the formation of a polymer layer surrounding the MMT platelets. Nanocomposite films obtained from stable cationic latexes of poly(methyl methacrylate-co-n-butyl acrylate)/MMT showed better thermal stability and better mechanical properties than polymer films prepared without addition of clay as shown, respectively, by the results of thermogravimetric analysis (TG) and dynamic mechanical analysis (DMA) of the final materials.

A Lippia sidoides é planta largamente difundida nas práticas da medicina popular no Brasil, sendo utilizada como anti-séptico de uso tópico, fato justificável pela presença de timol. Como estratégia para a obtenção de novos produtos com atividade antimicrobiana, a partir de fonte vegetal, o presente estudo visou o desenvolvimento tecnológico de extratos secos padronizados e a encapsulação do óleo essencial dessa planta, através da técnica de secagem por atomização (spray drying). Para obtenção dos extratos secos padronizados, utilizou-se metodologia capaz de avaliar a qualidade da matéria-prima vegetal, das ações de transformação, dos produtos intermediários e do produto final. A solução extrativa foi obtida a partir das folhas secas e moídas dessa planta, empregando-se o método de extração por maceração dinâmica, avaliando-se alguns fatores que influenciavam sua eficiência. A solução extrativa selecionada foi submetida à secagem por atomização, investigando-se a combinação de adjuvantes tecnológicos sobre o desempenho do equipamento e sobre características físico-químicas do produto obtido. Além disso, avaliou-se a atividade antifúngica in vitro dos extratos secos, confirmando-se o efeito antimicrobiano dos mesmos. Para a encapsulação do óleo essencial de Lippia sidoides, utilizou-se a técnica de spray drying (método físico) e a inclusão molecular com -ciclodextrina (método químico) com subseqüente secagem por spray drying. Na microencapsulação por spray drying foi utilizado um conteúdo de óleo de 20 e 25% em relação ao material de parede. Como material de parede foram empregadas diferentes proporções de maltodextrina DE 10 e goma-arábica, sendo as emulsões de alimentação atomizadas até à concentração de 60% de sólidos totais. A eficiência da encapsulação foi avaliada através da quantidade específica de óleo essencial encapsulado nas micropartículas, sendo obtido valor máximo de 65%, dependente das condições experimentais empregadas. Observou-se existir teor de sólidos ótimo (50%) e relação entre o aumento da retenção de óleo total e as maiores concentrações de goma-arábica nas emulsões de alimentação, sendo que todas as micropartículas demonstraram atividade antifúngica. A inclusão molecular do óleo essencial, através de sua complexação com moléculas de -ciclodextrina exibiu eficiência de encapsulação de até 70%. As diferentes proporções de óleo essencial e -ciclodextrina testadas influenciaram esses resultados, sendo que menores retenções foram observadas quando maiores quantidades de óleo foram adicionadas às suspensões de alimentação. Pelas análises térmicas foi possível demonstrar a mais alta estabilidade térmica dos produtos encapsulados (micropartícula/complexo de inclusão) comparados ao óleo essencial original. Os dados adquiridos durante os estudos de desenvolvimento de produtos secos, a partir de Lippia sidoides, indicaram o potencial desses como agentes antimicrobianos naturais para fins medicinais, representando assim, alternativa para o aproveitamento da espécie vegetal pelo setor farmacêutico. / Lippia sidoides is an aromatic shrub widely used in a folk medicine in Brazil as local antiseptic, justified by thymol presence as the major constituent of its essential oil. As strategy for production of new antifungal herbal products, the present study aimed the technological development of Lippia sidoides standardized spray dried extracts as well as the encapsulation of its essential oil by spray drying/ molecular inclusion. In order to obtain the standardized dried extract, process control parameters of manufacturing operations were established and they were continuously tracked to provide reproducibility from batch-to-batch and to assure productsquality. Extraction (maceration) from Lippia sidoides leaves was used to produce thymol-containing liquid extracts. Optimal extraction conditions were determined and the selected extractive solution was spray dried. Effect of different carrier ratios on physicochemical and antifungal properties of dried extracts was evaluated. Lippia sidoides dried extract showed an important antifungal effect against the tested strains. Lippia sidoides essential encapsulation was carried out by spray drying technique (physical method) and molecular inclusion within -cyclodextrin (chemical method) followed by spray drying of the slurries in order to produce inclusion complex in a powder form. For microencapsulation by spray drying, maltodextrin DE 10 and gum arabic in different were used as carrier. Content of essential oil related to carrier was 20 and 25% in weight and the emulsions were atomized from 30% up to 60% of total solid concentration. Encapsulation efficiency was estimated through determination of the content of essential oil in the microcapsules and a maximum value obtained was 65%, depending on experimental parameters adopted. An optimal solid content of the encapsulating composition (50%) was observed. The increase of gum arabic amount in the infeed emulsion was related to the increase in the total oil retention in the microparticles. Antifungal activities of microparticles were evaluated, evidencing their potential as important antifungal agent. For inclusion complex formation between essential oil and -cyclodextrin, the encapsulation efficiency was up to 70%. The entrapment ability was influenced by the different essential oil: -cyclodextrin ratios tested. A decreasing tendency in the total oil content was observed, when the initial amount of added oil was increased. The greater thermal stability of the encapsulated products (microparticles/ inclusion complexes) in comparison to the original oil was confirmed by thermal analysis. The finding acquired during the development of Lippia sidoides dried products indicated their potential as natural antimicrobial agent for medicinal propose and provided evidences which support the use of such plant specimen by pharmaceutical industry.

O chá verde (Camellia sinensis) é reconhecido mundialmente por seu alto teor de polifenóis, em especial as catequinas. As catequinas estão relacionadas à prevenção de várias doenças degenerativas, como o câncer e diabetes, devido ao grande potencial antioxidante. Contudo, vários incovenientes precisam ser superados para aprimorar o uso destes produtos, principalmente em relação à sua biodisponibilidade. O desenvolvimento de carreadores lipídicos na encapsulação de compostos bioativos é uma tecnologia recente capaz de resolver vários problemas de biodisponibilidade apresentadas pelos produtos naturais, produzindo uma estrutura capaz de proteger os compostos ativos. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de uma formulação utilizando carreador lipídico, empregando métodos de secagem para aumentar a estabilidade dos compostos bioativos, enfatizando-se processos de preparação, tipo de excipientes e procedimentos para a caracterização físico-química, estabilidade e avaliação da atividade antioxidante in vitro do produto final. Os compostos bioativos foram extraídos a partir das folhas secas e moídas de chá-verde através do processo de maceração dinâmica, sendo filtrado, concentrado e liofilizado. A formulação foi desenvolvida utilizando o sistema de balanço hidrófilo-lipófilo (EHL) com tensoativos nãoiônicos e co-solvente, e caracterizados pelas análises organolépticas, centrifugação, reologia, microscopia óptica, distribuição de tamanho e potencial zeta. Para a etapa de secagem, selecionou-se a formulação mais estável. As formulações foram secas em spray dryer de escala laboratorial a uma vazão de 4,0 g/min, e temperaturas de 100, 120 e 150 °C. O desempenho de secagem foi avaliado pela recuperação do produto. Os pós obtidos por spray drying foram caracterizados quanto ao teor de umidade, atividade da água, densidade, distribuição granulométrica, propriedades de fluxo, cristalinidade, morfologia e redispersibilidade. Após, se avaliou a atividade antioxidante do produto em óleo vegetal (óleo de soja) utilizando o teste acelerado de estabilidade oxidativa em Rancimat®. O EHL, o tipo de tensoativo e a técnica de preparo da formulação influenciaram diretamente na estabilidade do sistema. Para as formulações estudadas, o tensoativo que conferiu uma maior estabilidade foi o Gelucire® 44/14, sendo selecionado para prosseguimento com o processo de secagem das composições. O rendimento do processo atingiu em média 51,3 ±3,5 %, típico para secadores do tipo spray dryer em escala laboratorial. A maioria das partículas apresentou aparência arredondada, sem presença visível de porosidade, independente do adjuvante (lactose ou trealose). O produto apresentou baixa atividade de água (<= 0,22) e teor de umidade (<= 1,79). O aumento da temperatura de secagem provocou um ligeiro aumento no diâmetro médio de partícula quando a lactose foi utilizada como adjuvante de secagem (9,8 ± 5,9 ?m para 13,65 ± 8,4 ?m). Os pós obtidos tiveram baixa densidade, sendo menor em temperaturas mais altas. O índice de Carr e Fator de Hausner (15 % e < 1,25, respectivamente) indicaram boas propriedades de compressão e fluidez. O produto foi prontamente redispersível, recuperando facilmente sua consistência e características originais. A avaliação da estabilidade oxidativa acelerada utilizando Rancimat demonstrou que o processo de encapsulação conferiu uma maior solubilidade e proteção dos compostos bioativos, levando ao aumento da atividade antioxidante. Os resultados aqui relatados confirmam a viabilidade da encapsulação dos compostos bioativos de Camellia sinensis em carreadores lipídios empregando o processo de spray drying. O produto apresenta potencial de aplicação como matéria-prima para a produção de formas orais, inclusão em produtos nutracêuticos e cosméticos / Green tea, a product made from Camellia sinensis leaves, is recognized worldwide by its high polyphenol content, in special the catechins. Tea catechins are linked to the prevention of several degenerative diseases as cancer and diabetes. However, several drawbacks need to be overcome in order to increase the use of this products, being their bioavailability one of the upmost. The development of carrier lipid based containing bioproducts is a recent technology, which can solve several bioavailability problems presented by natural products, producing a structure which confer protection to active compounds. The aim of this work was the development of carrier lipid based compositions containing bioactive compounds of Camellia sinensis (green tea) by spray drying evaluating processes of preparation, type of excipients and characterization of physicochemical properties and evaluation the antioxidant activity in vitro of the product. Bioactive compounds from dried and milled green tea leaves was extracted by dynamic maceration, filtered, concentrated and freeze-dried. The formulation was developed through the utilization of Hydrophilic Lipophilic Balance System (HLB) using the non-ionic surfactants and a co-solvent and characterized by organoleptic analysis, centrifugation, rheology, optical microscopy, size distribution and zeta potential. The most stable compositions were submitted to spray drying. The compositions were dried in a labscale spray dryer at flow rate of 4.0 g/min at temperatures of 100, 120 and 150 °C. The spray drying performance was characterized by determination of the powder production yield. Spray dried powders were characterized by moisture content, water activity, density, size distribution, flow properties, crystallinity, morphology, and redispersibility. After, it was evaluated the antioxidant activity of the product in vegetable oil (soybean oil) using the accelerated oxidative stability test Rancimat®. The HLB, the type of surfactant and the preparation method of the formulation influenced the system stability. For the formulations studied, the surfactant which confers the greater stability was Gelucire® 44/14, which was selected to prepare composition for spray drying. The powder production yield falls around 51.3 ±3.5 %, typical for lab scale spray dryers. Wrinkled and rounded particles, without visible presence porosities were mostly generated, independent of the adjuvant (trehalose or lactose). The product presented low water activity (<= 0.20) and low moisture content (<= 1.79). Increasing in drying temperature caused a slight increase in mean particle diameter, when lactose was used as drying carrier (9.8 ±5.9 ?m to 13.65 ±8.4 ?m). Low density powders were generated, but density tends to be lower at high drying temperatures composition were submitted to spray drying. Carr index and Hausner ratio of the product (< 15% and < 1.25, respectively) were indicative of good compressive and flow properties. The product was promptly redispersible, regaining its original consistency straight forwardly. The accelerated oxidative stability using the Rancimat demonstrated that the encapsulation increased the solubility and protection of bioactive compounds, resulting to increased antioxidant activity of the product. The results here reported confirm the feasibility of entrapment of herbal bioactive compounds of Camellia sinensis in lipid carrier by spray drying. The product has potential to be used as raw material for production of oral dosage forms, inclusion in nutraceutical and cosmetic products.

Este trabalho teve como objetivos avaliar as condições de cultivo para a produção de lipase e acúmulo de lipídio pela levedura Candida viswanathii utilizando diferentes fontes de carbono e nitrogênio em condições submersas, imobilizar a lipase e avaliar o seu potencial em reação de hidrólise de gordura de frango em biorreator tipo cesto. Os cultivos submersos em condições limitantes de nitrogênio com diferentes fontes de lipídios puros ou complexos mostraram que C. viswanathii acumulou 44% de lipídio intracelular em trioleína e 39% em azeite de oliva utilizando extrato de levedura como fonte de nitrogênio. Nestas condições, a produção de lipase foi 26,78 U/ml em azeite de oliva e 23,6 U/ml em trioleína. O nitrato de amônio inibiu a produção de lipase em 48% em trioleína e 69% em azeite de oliva. Além disso, a análise dos ácidos graxos revelou predominância de ácido oleico (C18:1), em proporções de 69,31, 60,69 e 68,84%, para azeite de oliva, glicose e azeite/glicose, respectivamente. Quanto à imobilização, estudou-se a influência do diâmetro da esfera e da concentração de alginato, obtendo-se o melhor diâmetro de 2 mm e concentração de 2% de alginato, com atividade enzimática de 13,42 U/g e 28 U/g, respectivamente. Utilizou-se alginato de sódio em sua forma convencional e modificado com glutaraldeído, álcool polivinílico e carboximetilcelulose, sendo que o alginato na forma convencional foi o que apresentou melhores resultados, obtendo-se 28,6 U/g e mais de 50% de atividade após 15 ciclos de reuso. A caracterização da lipase livre e encapsulada de C. viswanathii revelou temperatura ótima de atividade de 35 ºC para a enzima encapsulada e na faixa de 40 – 45 ºC para a lipase livre sobre a hidrólise do p-NPP. Sobre a hidrólise de gordura de frango, tanto enzima livre quanto encapsulada apresentaram temperatura ótima de atividade à 40 ºC. Quanto à estabilidade térmica, a enzima livre apresentou boa estabilidade até 12h de incubação nas temperaturas de 30 e 40 ºC. Já a enzima encapsulada mostrou-se estável em até 72 horas de incubação nas mesmas temperaturas. A enzima livre apresentou aumento de atividade na presença de NH4Cl e CaCl2 (117,50% e 111,25%, respectivamente). Já a lipase encapsulada apresentou aumento na atividade com todos os íons analisados, sendo CaCl2 (152,94%), NH4Cl (145,88%), BaCl2 (144,12%) e NaCl (138,24%). Em relação à hidrólise, observou-se que tanto a enzima livre como encapsulada apresentaram maior atividade hidrolítica após 96 horas de incubação, em que a enzima encapsulada obteve 34,66% de hidrólise e a enzima livre obteve 17,91% de hidrólise. Assim, a levedura Candida viswanathii mostrou-se eficiente tanto para o acúmulo de lipídio, quanto para a produção de lipase nas condições estabelecidas. Além disso, a enzima encapsulada apresentou boa estabilidade e potencial para aplicação na hidrólise de gordura de frango. / The aim of this work was to evaluate the culture conditions for lipase production and lipid accumulation by yeast Candida viswanathii using different carbon sources and nitrogen under submerged conditions; and to immobilize the lipase produced in alginate and to evaluate its potential for poultry fat hydrolysis in basket type bioreactor. Submerged cultures under nitrogen-limiting conditions with different sources of pure or complex lipids showed that C. viswanathii accumulated 44% intracellular lipid in triolein and 39% in olive oil using yeast extract as a source of nitrogen. Under these conditions, lipase production was 26.78 U/ml using olive oil and 23,6 U/ml with triolein. Ammonium nitrate inhibited lipase production in 48% with triolein and 69% wiht olive oil. In addition, analysis of fatty acids showed a predominance of oleic acid (C18:1), in proportions of 69.31, 60.69 and 68.84%, for olive oil, glucose and olive oil/glucose, respectively. The influence of drop diameter and alginate concentration was studied, obtaining the best 2 mm diameter and 2% alginate concentration, with enzymatic activity of 13.42 U/g and 28.0 U/g , respectively. Sodium alginate was used in its conventional form and modified with glutaraldehyde, polyvinyl alcohol and carboxymethylcellulose, and the alginate in the conventional form gave the best results, obtaining 28.6 U/g and more than 50% activity after 15 cycles of reuse. The free and encapsulated lipase characterization of C. viswanathii revealed an optimal activity temperature of 35 °C for the encapsulated enzyme and in the 40-45 °C range for free lipase on the hydrolysis of p-NPP. On the hydrolysis of poultry fat, both free and encapsulated enzyme presented optimum temperature of activity at 40 ºC. As for thermal stability, the free enzyme presented good stability up to 12 h of incubation at temperatures of 30 and 40 ºC. The encapsulated enzyme was stable in up to 72 hours of incubation at the same temperatures. The free enzyme showed increased activity in the presence of NH4Cl and CaCl2 (117.50% and 111.25%, respectively). In addition, the encapsulated lipase presented increased activity with all the ions analyzed, being CaCl2 (152.94%), NH4Cl (145.88%), BaCl2 (144.12%) and NaCl (138.24%). In relation to the hydrolysis, it was observed that both the free and encapsulated enzyme presented higher hydrolytic activity after 96 hours of incubation, in which the encapsulated enzyme obtained 34.66% hydrolysis and the free enzyme obtained 17.91% hydrolysis. Thus, yeast Candida viswanathii proved to be efficient both for lipid accumulation and for lipase production under the established conditions. In addition, the encapsulated enzyme presented good stability and potential for application in poultry fat hydrolysis.

Nanopartículas lipídicas sólidas (SLN) são sistemas coloidais nanoparticulados muito utilizados para encapsulação de substâncias hidrofóbicas, com o intuito de proteger e aumentar a sua biodisponibilidade. Tais sistemas podem ser produzidos por métodos de baixa energia, como a temperatura de inversão de fase (PIT), a qual é baseada na mudança de solubilidade do tensoativo não iônico polietoxilados com a temperatura. O estudo do comportamento de tais sistemas durante a passagem pelo trato gastrointestinal torna-se interessante, caso deseje-se incorpora-los em matrizes alimentícias. Os modelos in vitro dinâmicos têm sido desenvolvidos para simular mais efetivamente os atributos que ocorrem in vivo, e dentre eles o mais conhecido é o sistema TIM (TNO intestinal model), que simula os principais eventos que ocorrem no lúmen do intestino delgado. Outro parâmetro importante a ser analisado, em nanopartículas passíveis de serem ingeridas, é a citotoxicidade, que pode ser avaliado através do emprego de culturas celulares intestinais e epiteliais. O presente trabalho de doutorado teve como objetivo a utilização de manteiga de cupuaçu e manteiga de murumuru para encapsulação do beta-caroteno em nanopartículas lipídicas sólidas produzidas pelo método PIT, e o estudo de sua citotoxicidade e digestibilidade in vitro dinâmica. Os tensoativos utilizados foram o Cremophor RH 40 e o Span 80, e os sistemas foram produzidos na presença e na ausência de alfa-tocoferol. De maneira geral pode-se dizer que as nanopartículas apresentaram diâmetro médio ao redor de 35 nm com polidispersidade 0,2 e permaneceram estáveis por um período de 4 meses. Os sistemas produzidos com manteiga de murumuru preservaram melhor o beta-caroteno encapsulado e o alfa-tocoferol agiu como um antioxidante na preservação do bioativo. As nanopartículas apresentaram estabilidade física frente às diferentes condições de stress, exceto quando foram expostas em concentrações salinas muito altas e pH básico. No que diz respeito à digestibilidade, as nanopartículas permaneceram estáveis no estômago e começaram a desestabilizar no duodeno; a biodisponibilidade total do beta-caroteno foi de 50 e 49% para respectivamente as partículas de manteiga de murumuru e manteiga de cupuaçu; a lipólise foi de 51% para as nanopartículas de manteiga de cupuaçu e de 49,8% para as nanopartícula de murumuru. Em relação aos estudos em linhagem de células in vitro e a avaliação da toxicidade, pode-se dizer que as linhagens de HEPG-2 apresentaram maior viabilidade celular do que as linhagens de CaCo-2 e a morte celular começou a ser mais pronunciada na diluição de 11,38µg/ml para as células de HEPG-2 e na diluição de 5,69 µg/ml para as células de CaCo-2, portanto, caso se deseje aplicá-las em matrizes alimentícias, é aconselhável respeitar essas concentrações. Além do mais, os resultados mostram que as nanopartículas avaliadas tem um potencial muito bom para encapsular compostos bioativos lipossolúveis e se mostraram um bom veiculo para serem empregadas em alimentos. / Solid lipid nanoparticles are colloidal delivery systems used for encapsulation of hydrophobic substances, with the aim to protect and increase bioavailability. Such systems could be produced by low energy methods, like phase inversion temperature (PIT) which is based in the change of solubility nonionic polyethoxylated surfactants with temperature. In order to incorporate these systems in foods, it is important studying their behavior under gastrointestinal tract conditions. The in vitro dynamic models had been developed to simulate more effectively the properties that occur in vivo, between them the TIM system (TNO intestinal model) is one of the most known, which simulates the most important events that occur in the lumen of the small intestine. Other important parameter in nanoparticles that can be ingested is the cytotoxicity that can be evaluated using intestinal and epithelial cell cultures. This doctoral work aimed to use cupuaçu butter and murumuru butter to encapsulate beta-carotene in solid lipid nanoparticles produced by the PIT method, moreover the study of these particles cytotoxicity and digestibility in dynamic in vitro systems. The surfactants used were Chemophor RH 40 and Span 80, and the systems were produced in the presence and absence of alpha-tocopherol. Generally one can say that these nanoparticles present average diameter around 35 nm with polydispersity 0.2 and remain stable during 4 months. The systems based with murumuru butter showed better preservation of the beta-carotene encapsulated and alpha-tocopherol acted like an antioxidant in the bioactive preservation. The nanoparticles presented physical stability faced various stress conditions, with the exception of very high saline concentrations and basic pH. Regarding the digestibility, the nanoparticles remain stable in the stomach and start to destabilize in the duodenum; the total bioavailability of beta-carotene were 50 and 49% to the murumuru butter and cupuaçu butter, respectively; the lipolysis were 51% to the nanoparticles based in cupuaçu butter and 49.8% to the murumuru based nanoparticles. Regarding the studies of in vitro cellular uptake and toxicity one can say that the HEPG-2 present bigger cellular viability than the Caco-2 and the cellular death begin with dilution of 11,38µg/ml for cells of HEPG-2 and with dilution of 5,69 µg/ml for cells of CaCo-2, so if one desire to apply in food matrices it is advisable to respect these concentrations. Furthermore, the results showed that the tested nanoparticles had a very good potential to encapsulate bioactive liposoluble components and are a good way to be applied in food matrices.

A tecnologia da microencapsulação apresenta várias aplicações na indústria de alimentos. Sabendo-se que diferentes fatores intrínsecos e extrínsecos dos alimentos podem influenciar a produção e atividade antimicrobiana das bacteriocinas produzidas pelas bactérias láticas, este estudo teve como principal objetivo avaliar a funcionalidade da encapsulação de bactérias láticas (BAL) bacteriocinogênicas em alginato de cálcio no controle de Listeria monocytogenes em salame experimentalmente contaminado. Para atingir este objetivo, foram isoladas novas cepas de BAL a partir de salame, que foram identificadas e caracterizadas quanto às propriedades das bacteriocinas produzidas, avaliando-se a influência do processo de encapsulação na produção de bacteriocinas. Foram isoladas quatro cepas produtoras de bacteriocinas, identificadas como Lactobacillus sakei (uma cepa), Lactobacillus curvatus (duas cepas) e Lactobacillus plantarum (uma cepa), nomeadas MBSa1, MBSa2, MBSa3 e MBSa4, respectivamente. As bacteriocinas produzidas pelas quatro cepas foram termoestáveis e com exceção da cepa MBSa2, sensíveis a pH acima de 8. Todas inibiram todas as cepas de Listeria monocytogenes testadas e várias espécies de BAL, mas foram inativas contra bactérias Gram negativas. As bacteriocinas foram purificadas por cromatografia de troca iônica seguida de cromatografia de interação hidrofóbica sequencial e cromatografia de fase reversa, observando-se que L. sakei MBSa1 produz um peptídeo de 4303 Da, com uma sequência parcial de aminoacidos idêntica à sequência presente em sakacina A. As cepas MBSa2 e MBSa3 produzem dois peptídeos ativos cada, idênticos nas duas cepas, um de 4457 Da e outro de 4360 Da, que apresentam sequências parciais idênticas às presentes na sakacina P e na sakacina X, respectivamente. Aparentemente, a cepa L. plantarum MBSa4 produz uma bacteriocina composta por duas sub-unidades. O DNA genômico da cepa L. sakei MBSa1 contém os genes da sakacina A e curvacina A, enquanto o DNA da cepa L. plantarum MBSa4 foi positivo para o gene da plantaricina W. A cepa L. curvatus MBSa2 foi encapsulada em alginato de cálcio e testada quanto à produção de bacteriocinas in vitro, observando-se que o processo de encapsulação não influenciou a produção de bacteriocina. Quando testada in situ, ou seja, no salame experimentalmente contaminado com Listeria monocytogenes, não foi observada ação anti-Listeria por L. curvatus MBSa2 encapsulado e não encapsulado, durante o 30 dias de fabricação do salame. / The microencapsulation technology has several applications in the food industry. Knowing that different intrinsic and extrinsic factors can influence production and antimicrobial activity of bacteriocins produced by lactic acid bacteria in foods, this study aimed at evaluating the functionality of the encapsulation of bacteriocinogenic lactic acid bacteria (LAB) in calcium alginate in the control of Listeria monocytogenes in experimentally contaminated salami. To achieve this goal, new strains of LAB were isolated from salami, identified and characterized for the properties of the produced bacteriocins, evaluating the influence of the encapsulation process in the bacteriocins production. Four bacteriocin producing strains were isolated and identified as Lactobacillus sakei (one strain), Lactobacillus curvatus (two strains) and Lactobacillus plantarum (one strain), named MBSa1, MBSa2, MBSa3 and MBSa4 respectively. The bacteriocins produced by the four strains were thermostable and with the exception of strain MBSa2, sensitive to pH above 8. All inhibited all tested Listeria monocytogenes strains and various species of LAB but were inactive against Gram-negative bacteria. The bacteriocins were purified by cation-exchange followed by sequential hydrophobic-interaction and reversed-phase chromatography, indicating that L. sakei MBSa1 produces a peptide of 4303 Da, with a partial amino acid sequence identical to the sequence present in sakacin A. L. curvatus MBSa2 and MBSa3 produce two active peptides, identical in the two strains, one of 4457 Da and the other of 4360 Da, with partial aminoacid sequences identical to those present in sakacin X and sakacin P, respectively. Apparently, L. plantarum MBSa4 produces a bacteriocin composed of two subunits. Genomic DNA of L. sakei MBSa1indicated that this strain contains genes for sakacin A and curvacin A, while the DNA of L. plantarum MBSa4 was positive for the plantaricin W gene. The strain L. curvatus MBSa2 was encapsulated in calcium alginate and tested for bacteriocin production in vitro, observing that the encapsulation process did not affect the production of bacteriocin. When tested in situ, i.e. in the salami experimentally contaminated with L. monocytogenes was not observed anti-Listeria<i/> action by L. curvatus MBSa2 encapsulated and non-encapsulated during the 30 day manufacture of salami.

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Agradecemos a compreensão. on 2018-03-21T18:06:58Z (GMT) / Submitted by EZEQUIEL JOSÉ PÉREZ MONTERROZA null (eperez494@gmail.com) on 2018-03-21T19:48:40Z No. of bitstreams: 1 Tese Ezequiel Pérez.pdf: 3206546 bytes, checksum: 195c7ca127a08a51263246b484d38199 (MD5) / Approved for entry into archive by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br) on 2018-03-21T21:07:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 perezmonterroza_ej_dr_sjrp.pdf: 3206546 bytes, checksum: 195c7ca127a08a51263246b484d38199 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-21T21:07:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 perezmonterroza_ej_dr_sjrp.pdf: 3206546 bytes, checksum: 195c7ca127a08a51263246b484d38199 (MD5) Previous issue date: 2018-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O amido é ideal como material de parede na preparação de sistemas de liberação controlada, é barato e considerado GRAS. O amido está constituído por dois biopolímeros de D-glicose, a amilose e a amilopectina, as quais representam 99 % da matéria seca do grânulo. A amilose tem a capacidade de formar complexos com algumas moléculas hidrofóbicas como flavors e ácidos graxos, os quais são capazes de resistir a variações de pH e temperaturas elevadas, tornando-se interessante para a formulação de sistemas de liberação controlada de nutrientes. O objetivo inicial deste projeto foi a utilização de amilose extraída da mandioca e do amido de milho com alto teor de amilose comercial (Hylon VII, 72% de amilose) com o intuito de encapsular bixina e avaliar a formação de complexos de inclusão de V-amilose, bem como a sua caracterização usando difração de raios X (DRX), calorimetria exploratória de varredura, espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrônica de varredura (MEV), cor, teor de bixina encapsulado, ensaios reológicos oscilatórios e capacidade de liberação. Foram estudados os efeitos das condições de processo de encapsulação por precipitação em solução ácida e através do tratamento com ultrassom sobre as interações entre a bixina e o amido. O efeito da proteína de soro de leite sobre o processo de encapsulação por precipitação em solução ácida também foi estudado. Finalmente, foi realizado um estudo de otimização usando a metodologia de superfície de resposta para selecionar as melhores condições em ambos os métodos, maximizando a capacidade de carga interior da matriz de amido. Além disso, pelo fato de que os xerogéis e criogéis de amido têm ganhado interesse na indústria como sistemas para a microencapsulação de compostos bioativos, este trabalho também explora a capacidade da amilose de mandioca para encapsular carotenoides usando essas metodologias. Nesse caso foram usados como moléculas-hóspedes os carotenoides presentes no óleo de abacate, luteína e neoxantina. Os resultados da encapsulação da bixina usando Hylon VII e proteína por precipitação de uma solução ácida mostraram que existe interação entre a proteína de soro de leite, o Hylon VII e a bixina, como foi observado na análise por FT-IR, no entanto, os padrões de difração e a análise por DSC não confirmaram a formação de complexos de inclusão do tipo V-amilose com a bixina. Porém, transições endotérmicas com ponto de fusão em 117,2, 105 e 104 °C foram observadas nas amostras preparadas a 90 °C com 0%, 10% e 20% de proteína, respectivamente. Cabe ressaltar que um aumento no conteúdo de proteína causou uma diminuição na entalpia de fusão desta estrutura, assim como um decréscimo em sua cristalinidade relativa, o qual foi causado provavelmente pela interação entre a bixina e a proteína. No grupo das amostras preparadas a 90 °C, o aumento no conteúdo de proteína resultou em uma tendência a aumentar o conteúdo e bixina encapsulado. Os resultados de FT-IR mostraram que as bandas de absorção associadas com as vibrações do grupo -C=C- desaparecem, indicando restrição da cadeia da bixina na matriz, assim como o aumento da disponibilidade para interagir com a proteína, embora, essas interações pareçam ser poucas a altas temperaturas. Os padrões de liberação da bixina foram afetados pelo conteúdo de proteína e a temperatura usada no processo de encapsulação, resultando em diferentes porcentagens de liberação. Nos ensaios de encapsulação da bixina com ultrassom foi avaliado o efeito do tratamento sobre as interações amido-bixina. Os resultados por DSC e DRX não confirmaram a formação de complexos de inclusão tipo V-amilose, no entanto, a análise por FT-IR indicou que as bandas de absorção do grupo funcional -C=O da bixina desapareceram depois do processo de encapsulação, o que sugere a existência de interação entre a bixina e o amido. Aparentemente esta não foi encapsulada eficientemente dentro da cavidade de amilose, provavelmente pelo seu tamanho molecular. Os espectros mecânicos dos géis formados durante o processo de encapsulação por ultrassom mostraram uma leve variação dos módulos de armazenamento (G’) e de perda (G’’), com G’>G’’, indicando tratar-se de géis fracos. O maior teor de bixina encapsulado no interior da matriz foi obtido com potência de ultrassom de 150 W por 60 minutos de tratamento. As amostras submetidas ao ultrassom foram menos susceptíveis à ação do fluido intestinal simulado, provavelmente devido ao aumento das interações entre a bixina e o amido em comparação à amostra controle. Em ambos os métodos de encapsulação a morfologia das partículas apresentou superfície irregular e erodida, com protrusões provocadas pela agregação de amilose. Através da análise estatística, observou-se que nos dois métodos de preparação todos os fatores tiveram efeito significativo (p<0,05) sobre o teor de bixina, tanto na superfície como no interior da matriz de amido. Na encapsulação por precipitação em meio ácido, o maior teor de bixina na matriz foi encontrado com o tratamento a 90 °C usando amilose de mandioca junto com proteína. De forma geral, com o uso de amilose de mandioca obteve se um maior teor de bixina encapsulado no interior da matriz e este sempre aumentou com o uso de proteína. Em relação ao tratamento com ultrassom, o maior teor de bixina encapsulado no interior da matriz foi alcançado com 2% de Hylon 150 W e 20 minutos de tratamento. A eficiência de encapsulação alcançada variou de 13,1% a 62,1% e de 17,3% a 94,5% usando tratamento com ultrassom e precipitação em meio ácido, respectivamente. As condições ótimas foram de 2% Hylon, 150 W e 20 minutos para o tratamento com ultrassom. Em relação ao método por precipitação em meio ácido foram 2% amilose de mandioca com proteína, a 68 °C. Os resultados obtidos no processo de encapsulação de luteína e neoxantina usando xerogéis e criogéis de amilose de mandioca indicaram que não houve formação de complexos de inclusão do tipo V-amilose. Entanto, os padrões de difração de raios X observados são característicos deste tipo de complexos. Foi observado um leve aumento na capacidade de encapsulação nas amostras retrodegradadas a -18°C e liofilizadas. / The starch is considered safe and cheap, ideal as wall material in the formulation of delivery systems. Starch granule consists of two major types of α-glucans, amylose, and amylopectin, which represent about 99% of dry matter. Amylose and some hydrophobic molecules such as flavors and fatty acids, form amylose inclusion complexes. Amylose complexes resist to variations of pH and elevated temperature, being good candidates for the formulation of nutrient delivery systems. The initial objective of this thesis was to use high-amylose corn starch (Hylon VII, 72 % amylose) and amylose from cassava starch as wall material for the encapsulation of bixin, evaluating the formation of V-amylose inclusion complexes, and performing their characterization by using X-ray diffractometry, FT-IR spectrometry, scanning electron microscopy, oscillatory rheological tests, color, encapsulated bixin content, and release profile. The effects of process parametres used in the methods based on ultrasound treatment and precipitation in acid solution on the interaction between amylose and bixin were studied, as well as the effect of whey protein on the encapsulation process by precipitation in acid solution. The process conditions that would maximize the encapsulate bixin content inside of the starch matrix were determined by using desirability function. In addition, considering that xerogels and cryogels have gained interest as potential systems for microencapsulation of bioactive compounds and the use of silica aerogels as delivery systems has been demonstrated with success, this thesis explores the capacity of amylose from cassava starch to encapsulate carotenoids using these methodologies. In this case, the guest molecules were the carotenoids present in the avocado oil, lutein and neoxanthin. The results of FT-IR indicated that there was an interaction between protein, Hylon, and bixin in the encapsulation process by precipitation in acid medium. However, the diffraction patterns and the DSC analysis indicated no formation of V-amylose complexes. Nevertheless, although the set of samples prepared at 90°C with 0%, 10% e 20% of protein respectively, showed endothermal transitions with a melting point about 117,2º, 105º and 104°C The increase in protein content decreased the melting enthalpy and relative crystallinity, probably due to the interaction between bixin and protein. In the set of samples prepared at 90°C, the increase in protein content led to a tendency to increase the encapsulate bixin content inside the matrix. The FT-IR analysis indicated that adsorption bands associated with the vibration of the group -C=C- disappeared due to the restriction of bixin chain into starch matrix and increase in the availability to interacting with the protein. However, these interactions seem to be fewer at the higher temperature. The bixin delivery patterns were affected by protein content and temperature used in the encapsulation process, resulting in different delivery amounts. In the encapsulation of bixin by ultrasound treatment, the effect of sonication power level on the interaction between starch and bixin was studied, nevertheless, the results of DSC and Xray diffraction indicated no formation of amylose inclusion complex. The FT-IR analysis showed that adsorption bands of the -C=O group in bixin disappeared after the encapsulation process, which confirms the interaction between starch and bixin, in spite of bixin having not be entrapped efficiently inside of the amylose cavity, probably due to its molecular size. Frequency sweep tests of gels formed during ultrasound encapsulation process showed a slight frequency dependence of G’ and G” moduli with G’>G’’, with patterns correponding to weak gels. The highest bixin encapsulated content inside of matrix was reached using the combination of ultrasound power of 150 W and 60 min of treatment. The sonicated samples were less susceptible to action of simulated intestinal fluid, probably due to increases interaction between starch and bixin as compared to control sample. The particle morphology of samples prepared by both methods showed protrusions of aggregates of amylose, as well as irregular and eroded surfaces. Statistical analysis showed that in both methods, all factors had a significant effect (p<0.05) on bixin encapsulated content inside or on the surface of the matrix. In the encapsulation by precipitation in acid solution, the combination of 90 °C using amylose from cassava starch and protein leaded to the highest bixin encapsulated content. In general, amylose from cassava starch encapsulated a greater bixin content inside of matrix compared to Hylon, and the presence of protein increased this effect even more. Regarding ultrasound treatment, the combination of 2% of amylose from Hylon, and 20 min of treatment showed the highest bixin encapsulated content inside of matrix. Encapsulation efficiency ranged from 13.1% to 62.1% and 17.3% to 94.5% using ultrasound treatment and precipitation in acid solution respectively. The optimum conditions were 2% amylose, 150 W, and 20 min in the ultrasound treatment, whereas in the method by precipitation in acid solution the best conditions were 2% amylose from cassava starch with protein at 68 °C. The results obtained from DSC and FT-IR spectroscopy in the encapsulation using cryogels and xerogels indicated no formation of inclusion complexes V-type of amylose. Nevertheless, the diffraction patterns were characteristic of this type of complexes. The samples retrograded at -18 °C and dried using freeze-drying had a slightly higher encapsulation degree than the samples retrograded at 8 °C.