Submitted by João Vitor Munari Benetti (jvitormb@live.com) on 2018-09-26T20:06:18Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final João.pdf: 2286091 bytes, checksum: d5fc1e4e62e2b830f24943279cdec9af (MD5) / Approved for entry into archive by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br) on 2018-09-27T17:56:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 benetti_jvm_me_sjrp.pdf: 2729834 bytes, checksum: 78d52262fcb4441f86f4022910bcb982 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-27T17:56:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 benetti_jvm_me_sjrp.pdf: 2729834 bytes, checksum: 78d52262fcb4441f86f4022910bcb982 (MD5) Previous issue date: 2018-09-03 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Emulsões óleo em água (O/W) são sistemas formados por dois líquidos imiscíveis, envolvendo a presença de uma fase contínua (água), uma fase dispersa (óleo), um emulsificante e energia introduzida por meio de agitação ou cavitação. A energia transmitida é capaz de aumentar a área interfacial entre as fases dispersa e contínua, enquanto o emulsificante adsorve na interface, estabilizando o sistema. A emulsificação é uma etapa anterior e fundamental à microencapsulação de compostos lipofílicos por spray drying, em que gotas de emulsão são rapidamente desidratadas em uma câmara de secagem, possibilitando a microencapsulação da fase dispersa. Neste trabalho, objetivou-se produzir emulsões O/W utilizando microgéis de isolado proteico de soja (SPI) como estabilizantes, avaliar a estabilidade e o comportamento reológico das emulsões em diferentes concentrações de cloreto de sódio (NaCl) e, posteriormente, produzir microcápsulas por spray drying, avaliando o potencial dos microgéis de SPI como material de parede. Suspensões com 10% m/m de SPI foram preparadas em água deionizada e submetidas à desnaturação por aquecimento a 80 ºC por 30 minutos, seguido de resfriamento a 4 ºC por 12 h. Após a formação do gel, as suspensões foram diluídas para 6% m/m de SPI com água ou soluções de NaCl e homogeneizadas sob alta pressão ou sonicadas para produção dos microgéis, usados para estabilizar emulsões O/W com diferentes teores de óleo produzidas por homogeneização a alta pressão ou sonicação. As emulsões sonicadas foram submetidas à secagem em spray dryer para produção de micropartículas contendo óleo encapsulado. Os microgéis de SPI foram caracterizados quanto à distribuição de tamanhos de partícula e ao potencial zeta. As emulsões O/W foram avaliadas quanto ao comportamento reológico, estabilidade e morfologia. A adição de NaCl influenciou diretamente no tamanho das partículas de SPI e em seu potencial zeta, visto que a presença do sal diminuiu a repulsão eletrostática entre os microgéis e resultou na formação de aglomerados. A reologia das emulsões foi avaliada por cisalhamento em regime permanente, observando-se o aumento do índice de consistência dos fluidos pseudoplásticos com o aumento da concentração de NaCl ou da fase dispersa (óleo) nas emulsões. Todas as emulsões se apresentaram estáveis por, pelo menos, 21 dias a temperatura de 25 ºC. O processo foi caracterizado quanto ao rendimento, e as microcápsulas de óleo foram caracterizadas quanto a retenção de óleo, umidade e morfologia. A secagem se mostrou mais eficiente para emulsões com teor de óleo mais baixo (5 a 7,5 %) e submetidas a secagem em temperaturas mais altas (160 a 170 °C). As microcápsulas apresentaram retenção de óleo acima de 80% e umidade adequada para produtos em pó (< 4%). As imagens das microcápsulas produzidas mostraram a formação de microesferas contendo óleo aprisionado na matriz proteica. Os microgéis de SPI se mostraram capazes de estabilizar emulsões com diferentes teores de óleo, além da possibilidade de serem utilizados como material de parede para microencapsular compostos lipofílicos por spray drying. / Oil-in-water (O/W) emulsions are systems formed by two immiscible liquids, involving a continuous phase (water), a dispersed phase (oil), an emulsifier and energy input by homogenization or cavitation. The transmitted energy is able to increase the interfacial area between the dispersed and continuous phases, while the emulsifier adsorbs at the interface, stabilizing the system. The emulsification is an earlier and fundamental step to microencapsulation of lipophilic compounds by spray drying, wherein emulsion droplets are rapidly dehydrated in a drying chamber, enabling the microencapsulation of the dispersed phase. The objective of this work was to produce emulsions using soybean protein isolate (SPI) microgels as O/W emulsion stabilizers, to evaluate the stability and rheological behavior of the emulsions at different concentrations of sodium chloride (NaCl), and to produce microcapsules by spray drying of the emulsions, evaluating the potential of SPI microgels as wall material. Suspensions with 10 wt% SPI were prepared in deionized water and subjected to gelation by heating at 80 °C for 30 minutes, followed by cooling at 4 °C for 12 h. After gel formation, the suspensions were diluted to 6 wt% SPI with water or NaCl solutions and homogenized under high pressure or sonication to produce the microgels, which were used to stabilize O/W emulsions with different oil contents produced by high-pressure or ultrasound homogenization. The emulsions were then submitted to drying in spray dryer for production of oil microcapsules. SPI microgels were characterized regarding their particle size distribution and zeta potential. O/W emulsions were evaluated regarding their rheological behavior, stability and morphology. The addition of NaCl directly influenced the size of the SPI particles and their zeta potential, since the presence of the salt decreased the electrostatic repulsion between the microgels and, consequently, the gel particles were approached, forming agglomerates. The rheological behavior of the emulsions was evaluated by means of steady shear tests, and an increase in the consistency index of the pseudoplastic fluids was observed with increasing NaCl or dispersed phase concentration in the emulsions. All the emulsions were stable for at least 21 days at 25 °C. The process was characterized regarding yield. and the oil microcapsules were characterized regarding oil retention, water content and morphology. The drying process showed to be more efficient to emulsions with lower oil content (5 a 7.5 wt%) and subjected to higher drying temperatures (160 a 170 °C). The microcapsules presented oil retention higher than 80% and water content suitable for powdered products (< 4%). The images of microcapsules showed the formation of microspheres containing oil droplets trapped in the protein matrix. The SPI microgels were able to stabilize emulsions with different oil contents, in addition to the possibility of being used as wall materials to microencapsulate lipophilic compounds by spray drying. / CNPq: 132640/2017-1

A microencapsulação tem sido utilizada promissoramente para melhorar a viabilidade de probióticos. Porém, pouco se sabe sobre o impacto desta na manutenção da funcionalidade do probiótico in vivo. Este trabalho teve como objetivo avaliar duas cepas de lactobacilos, encapsular essas cepas por um sistema envolvendo partículas lipídicas recobertas por interação eletrostática de polímeros e avaliar o efeito da encapsulação na manutenção da capacidade imunomoduladora das cepas. Na primeira etapa do estudo L. rhamnosus 64 e L. paracasei BGP1 foram avaliados quanto à resistência à lisozima e aos fluidos gastrointestinais simulados, perfil de hidrofobicidade da parede celular, susceptibilidade a antibióticos, atividade antagonista contra patógenos e capacidade de utilização de prebióticos. Em etapa seguinte as cepas foram encapsuladas e as microcápsulas avaliadas quanto à morfologia, tamanho e distribuição de partículas, umidade, atividade de água e efeito do pH e temperatura em sua estabilidade. Para avaliar a susceptibilidade dos microrganismos ao processo de encapsulação e estresse tecnológico, investigou-se o impacto do efeito da homogeneização com Ultra-Turrax, tolerância à temperatura, salinidade, diferentes pH e fluidos gastrointestinais simulados na viabilidade das bactérias. A viabilidade dos microrganismos durante a estocagem também foi estudada. Por fim, avaliou-se a manutenção da capacidade imunomoduladora dos microrganismos microencapsulados por meio da dosagem de citocinas pró e anti-inflamatórias e determinação da capacidade protetora contra infecção de Salmonella entérica sorovar Typhimurium em modelo animal. Os microrganismos demonstraram resistência à lisozima, com taxas de sobrevivência superiores a 80%. O perfil de hidrofobicidade da parede celular, foi baixo, entre 8,47 e 19,19%. Demonstraram resistência apenas à vancomicina (35 &micro;g) e eritromicina (15 &micro;g). As duas cepas foram capazes de antagonizar o crescimento de Escherichia coli V517, Salmonella enteritidis OMS-Ca, Staphylococcus aureus 76 e Listeria monocytogenes ATCC 15313. Quanto à capacidade de utilização de prebióticos, os microrganismos apresentaram comportamentos inversos, utilizaram preferencialmente inulina, raftilose 95 e lactulose. Nos testes de resistência aos fluidos gastrointestinais simulados constatou-se declínio significativo de células viáveis, com subtração de até 3,37 log UFC/mL. As cápsulas obtidas apresentaram formato típico e tamanhos médios de 80,12 &plusmn; 1,89 e 83,92 &plusmn; 1,70 &micro;m. Condições de pH extremos (1,5 e 9,0) e temperatura superior a 50 °C comprometeram a estabilidade das cápsulas. A encapsulação melhorou significativamente a tolerância dos microrganismos à altas concentrações de sal e elevação de temperatura. Além disso, favoreceu a resistência dos microrganismos frente aos fluidos gastrointestinais simulados. A estabilidade dos microrganismos durante o período de estocagem também foi favorecida, após 120 dias de estocagem a 7 e 25 °C a concentração de microrganismos viáveis permaneceu superior a 7,0 log UFC/g. Nos testes in vivo para avaliação da manutenção da capacidade de imunomodulação constatou-se através de dosagem de citocinas (IL-2, IL-6, IL-10 e TNF-&alpha;) e IgA secretora, que a encapsulação não alterou a resposta imunológica provocada pelas cepas estudas. Concluiu-se que os microrganismos apresentaram comportamento in vitro de acordo com o desejado para candidatos ao uso de probióticos. A microencapsulação foi bem-sucedida, proporcionando as duas cepas maior resistência frente às condições adversas e de estresse tecnológico. / Microencapsulation has been used successfully to improve the viability of probiotics microorganisms. The aim of this work was to evaluate two strains of lactobacilli, to encapsulate these strains by a system involving lipid particles coated by electrostatic interaction of polymers and to evaluate the effect of encapsulation in the maintenance of immunomodulatory capacity of these strains. In the first stage of the study L. rhamnosus 64 and L. paracasei BGP1 were evaluated for resistance to lysozyme and simulated gastrointestinal fluids, cell wall hydrophobicity profile, susceptibility to antibiotics, antagonist activity against pathogens and prebiotic utilization capacity. In the next step, the strains were encapsulated and the microcapsules evaluated regarding morphology, particle size and distribution, moisture, water activity and pH and temperature. The tolerance to temperature, salinity, different pH and simulated gastrointestinal fluids in the viability of the bacteria were also evaluated. The probiotics viability during the storage period was also studied. Finally, the maintenance of the immunomodulatory capacity of the encapsulated microorganisms was evaluated by means of the dosage of pro and anti-inflammatory cytokines and IgA. L. rhamnosus 64 and L. paracasei BGP1 demonstrated resistance to lysozyme, with survival rates above 80%. The hydrophobicity profiles of the cell wall were from 8.47 to 19.19%. Susceptibility to antibiotics also corroborated the literature, demonstrating resistance only to vancomycin (35 &micro;g) and erythromycin (15 &micro;g). The two strains were able to antagonize the growth of Escherichia coli V517, Salmonella enteritidis OMS-Ca, Staphylococcus aureus 76 and Listeria monocytogenes ATCC 15313. As far as the capacity of using prebiotics the two strains of lactobacilli presented inverse behaviors, they used preferably inulin, raftilose 95 and lactulose. In the tests of resistance to the simulated gastrointestinal fluids it was verified a significant decline of viable cells, with subtraction of up to 3.37 log CFU / mL, justifying the application of encapsulation technology. In the encapsulation step the capsules were produced with gum arabic, porcine gelatin and vegetable fat. The obtained capsules presented a typical format and average sizes of 80.12 &plusmn; 1.89 and 83.92 &plusmn; 1.70 &micro;m. Extreme pH conditions (1.5 and 9.0) and temperature above 50 ° C compromised the stability of the capsules. The encapsulation significantly improved the tolerance of microorganisms to high salt concentrations and elevation of temperature. In addition, it favored the resistance of the microorganisms to the simulated gastrointestinal fluids. The stability of the microorganisms during the storage period was also favored, after 120 days of storage at 7 and 25 ° C the concentration of viable microorganisms remained higher than 7.0 log CFU / g. In the in vivo tests for evaluation of the maintenance of the immunomodulation capacity, the cytokines (IL-2, IL-6, IL-10 and TNF-&alpha;) and secretory IgA were determined, that encapsulation did not alter the immunological response by the strains of lactobacilli studied. It was concluded that the microorganisms presented in vitro behavior in accordance with the one desired for probiotic candidates. Microencapsulation was successful, giving both strains greater resistance to adverse conditions and technological stress.

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.

Orientador: Miriam Dupas Hubinger / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-16T11:32:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Frascareli_ElenCristina_M.pdf: 11158681 bytes, checksum: 2d08fd9f8f86b7855437032bc73f3268 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo o estudo da microencapsulação do óleo de café através de secagem por atomização. Inicialmente, foram avaliadas as variáveis de concentração de sólidos, concentração de óleo em relação aos sólidos e temperatura na secagem por spray dryer, através de um delineamento experimental composto central rotacional completo (23), usando goma arábica como material de parede, sobre as seguintes respostas: umidade, densidade aparente, higroscopicidade, óleo superficial, óleo total, retenção de óleo e eficiência de encapsulação. Nas condições otimizadas do planejamento (30% de sólidos, 15% de óleo em relação aos sólidos e 170º C) foi avaliado o efeito da homogeneização da emulsão a alta pressão (200, 600 e 1000 bar) nas características do pó, comparando-o com o pó obtido a partir de emulsão homogeneizada com o uso de um homogeneizador do tipo rotor-estator. A aplicação de alta pressão reduziu o tamanho das partículas da emulsão, aumentou a eficiência de encapsulação e reduziu o tamanho das partículas do pó, contudo reduziu a retenção de óleo. Ainda, nas mesmas condições selecionadas no planejamento, foram avaliados diferentes materiais de paredes combinados (proteína de soro de leite isolada e maltodextrina; goma arábica e maltodextrina) em diferentes razões (3:1, 1:1 e 1:3) ou puros (goma arábica e proteína de soro de leite). O emprego de materiais de parede diferentes resultou em alterações na viscosidade, no tamanho das gotas das emulsões, na higroscopicidade, densidade e molhabilidade. A mistura de proteína e maltodextrina resultou em alta eficiência de encapsulação e mostrouse como uma possível substituta para a goma arábica. Em seguida, avaliou-se a estabilidade das microcápsulas produzidas com diferentes materiais de parede (goma arábica, maltodextrina e proteína de soro de leite - nas razões 3:1, 1:1, 3:1- e proteína de soro de leite), através da construção de isotermas de sorção e determinação da temperatura de transição vítrea. As microcápsulas produzidas com proteína apresentaram baixa higroscopicidade e alta estabilidade mesmo em ambientes com alta umidade relativa. Foi ainda avaliada a estabilidade oxidativa do óleo de café puro e microencapsulado com diferentes materiais de parede às temperaturas de 25 e 60º C. Tanto o óleo de café puro quanto o microencapsulado apresentaram alta estabilidade oxidativa a 25º C. Já as amostras armazenadas a 60º C apresentaram maiores valores de índice de peróxidos, contudo observou-se uma melhora, ainda que pequena, na estabilidade oxidativa do óleo de café microencapsulado em relação à do óleo puro / Abstract: The objective of this work was studying coffee oil microencapsulation by means of spray drying. Initially, the solid concentration, oil concentration in relation to solids and drying temperature were evaluated by using a complete central rotational experimental design (23), using arabic gum as wall material, on the following responses: moisture content, bulk density, hygroscopicity, superficial oil, total oil, oil retention and encapsulation efficiency. Using the planning optimized conditions (30% of solids, 15% of oil in relation to solids, and 170º C) the effect of high-pressure homogenization (200, 600 and 1000 bar) on the powder characteristics was evaluated in comparison with the powder obtained from a homogenized emulsion with the use of a rotor-stator homogenizer. The use of high-pressure reduced the size of emulsion particles, increased encapsulation efficiency and reduced powder particle size; however, it also reduced oil retention. Applying the same conditions selected in the planning, different combined wall materials were evaluated (isolated whey protein and maltodextrin; arabic gum and maltodextrin) in different ratios (3:1, 1:1 and 1:3) or pure (arabic gum and isolated whey protein). The use of different wall materials resulted in changes on viscosity, emulsion particle size and powder's properties, such as hygroscopicity, density and wettability. The combination of protein and maltodextrin resulted in higher encapsulation efficiency and proved itself as a possible substitute for arabic gum. Further, the stability of microcapsules made of different wall materials (arabic gum, maltodextrin and whey protein - in rates 3:1, 1:1 and 1:3- and sole whey protein) was evaluated, by the construction of sorption isotherms and glass transition temperature determination. The microcapsules made of protein presented low hygroscopicity and stability, even in high relative humidity environments. Finally, the oxidative stability of pure and microencapsulated coffee oil with different wall materials was analyzed at 25 and 60º C. Both pure coffee oil and the microencapsulated one presented high oxidative stability at 25º C. The samples stored at 60º C presented high peroxide index values, even though a minor improvement in the oxidative stability was noticed for the microencapsulated coffee oil in comparison with the pure one / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Miriam Dupas Hubinger / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-17T20:09:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OsorioCarmona_PaulaAndrea_M.pdf: 4451921 bytes, checksum: 05ebe7bfb9ea78f3a6b78a7eff67dc8e (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo o estudo da microencapsulação do óleo essencial de laranja através do processo de secagem por atomização. Inicialmente foram realizados alguns testes para fixar a temperatura do ar de secagem e a vazão mássica da alimentação, com base na maior retenção de óleo, fixando-se o teor de sólidos em 30% e o teor de óleo em relação aos sólidos em 20%. A partir das condições selecionadas nessa primeira etapa (temperatura do ar de secagem de 190°C e vazão mássica de 0,8 L/h), foram avaliadas as variáveis concentração de sólidos, concentração de óleo em relação aos sólidos e pressão de homogeneização da emulsão, através de um delineamento experimental composto central rotacional 23, usando misturas de concentrado protéico do soro de leite com maltodextrina, em uma proporção 1:3 como material de parede, sobre as seguintes respostas: tamanho médio das gotas da emulsão, viscosidade, higroscopicidade, umidade, atividade de água, densidade aparente, óleo retido na emulsão e no pó, óleo superficial, eficiência de encapsulação e retenção de óleo. Nas condições selecionadas do planejamento nesta segunda etapa (30% de sólidos totais, 15% de óleo em relação aos sólidos e 650 bar) foi avaliado o efeito do número de passagens (1, 2, 3 e 4 passagens) da emulsão pelo homogeneizador a alta pressão sobre as características do pó. O aumento do número de passagens pelo homogeneizador reduziu o tamanho das gotas da emulsão até a segunda passagem, acima da qual houve excesso de processamento da emulsão e as gotas coalesceram resultando em tamanhos maiores. Embora com o aumento do número de passagens da emulsão, através do homogeneizador, o teor de óleo superficial tenha diminuiudo, também diminuíram o óleo retido na emulsão, a eficiência de encapsulação e a retenção de óleo. Nas mesmas condições selecionadas no planejamento, foram avaliadas diferentes misturas de materiais de parede (concentrado protéico de soro de leite: maltodextrina DE 20 e goma arábica: maltodextrina DE 20) em diferentes razões (3:1, 1:1 e 1:3) ou puros (concentrado protéico de soro de leite e goma arábica). O emprego de diferentes materiais de parede resultou em alterações na viscosidade, tamanho da gota da emulsão, higroscopicidade, densidade, microestrutura das partículas, eficiência de encapsulação e retenção de óleo. Na etapa seguinte do trabalho, avaliou-se a estabilidade das microcápsulas produzidas com diferentes materiais de parede sobre a retenção do d-limoneno e a estabilidade oxidativa das partículas quando armazenadas a 40°C, durante cinco semanas, em uma umidade relativa de 32%. O nível de oxidação foi avaliado com base no teor de limoneno-1,2-epóxido e carvona. Finalmente foi calculado o tempo de vida média das partículas com base no teor de limoneno encapsulado. As microcápsulas de óleo de laranja com matrizes constituídas por altos teores de concentrado protéico do soro de leite apresentaram a maior estabilidade oxidativa, durante o armazenamento a 40°C / Abstract: This work aimed to study the microencapsulation of orange essential oil by spray drying. Initially some tests were performed to determine the air drying temperature and feed flow rate based on higher oil retention, settling the solids as 30% and the relation oil-solids as 20%. From the conditions selected in the first stage (drying temperature of 190 ° C and mass flow of 0.8 L/h) solids concentration, oil concentration in relation to solids and homogenization pressure of the emulsion were evaluated, through a central composite experimental design 23, using mixtures of whey protein concentrated with maltodextrin at a ratio 1:3, as wall material, on the following responses: average size of droplets of the emulsion, viscosity, hygroscopicity, moisture, water activity, bulk density, withholding oil emulsion, oil trapped in the dust compared to the emulsion, oil surface, encapsulation efficiency and oil retention. Under the conditions selected in the second stage of the experimental design (30% total solids, 15% oil in relation to solids and 650 bar) it was evaluated the effect of the number of passages (1, 2, 3 and 4 passes) of the emulsion by high pressure homogenizer on the characteristicas of the powder. The increase in the number of passes dropped by homogenizer reduced the emulsion droplet size until the second passage, above which there was an over-processing and emulsion droplets coalesced, resulting in larger sizes. Although the increase in the number of emulsion passes through the homogenizer the surface oil content decreased also decreased the oil retained in the emulsion, the encapsulation efficiency and oil retention. Under the same conditions described in the planning different mixtures of wall materials (whey concentrate, maltodextrin DE 20 and gum arabic: maltodextrin DE 20) at different ratios (3:1, 1:1 and 1:3) or pure state (whey protein concentrate milk and gum arabic) were evaluated. The use of different wall materials resulted in changes in viscosity, emulsion droplet size, hygroscopicity, density, microstructure of the particles, encapsulation efficiency and oil retention. In the next stage of the study it was evaluated the stability of the microcapsules produced with different wall materials on the retention of d-limonene and oxidative stability of the particles when stored at 40 °C for five weeks in a relative humidity of 32%. The level of oxidation was evaluated based on the content of limonene-1,2-epoxide and carvone. Finally, it was calculated the average shelf life of particles based on the content of limonene encapsulated. The microcapsules of orange oil with matrices consisting of high levels of protein concentrate of whey showed the highest oxidative stability during storage at 40 °C, showing the lowest levels of formation of carvone and limonene-1,2-epoxide / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

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.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:12:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Liliane Radoll Ribeiro.pdf: 85648 bytes, checksum: 100baebe5e75ae9143311e745c1f60d3 (MD5) Previous issue date: 2008-04-28 / Genistein is the most abundant isoflavone, displaying the largest number of biological activities. Most studies on genistein have been based on its antioxidant, estrogenic, tyrosine kinase and carcinogenesis inhibitor activities. Genistein is practically insoluble in water and oil in the active form of aglicone, which presents a technical difficulty. To circumvent this problem, the encapsulation of genistein in phosphatidylcholine liposomes seems an efficient alternative for the improvement of solubility. In this work, genistein was encapsulated in phosphatidylcholine liposomes and the drugphospholipid interactions were characterized. It was demonstrated that the interaction of genistein with this lipid membrane model lead to an increased membrane rigidity caused by a tighter packing of the phospholipid bilayer. Encapsulation efficiency for genistein in liposomes reached 99%, with a maximum loading efficiency at the molar ratio of 1:3 (genistein:phosphatidylcholine), resulting in an increase of 1000 times in the water solubility of genistein. Genistein was able to protect membrane phospholipids against CuSO4 induced peroxidation. The liposomal preparation remained stable for at least 40 days, showing its potential as a nanostructured delivery system for this isoflavone for therapeutic and cosmetic applications. / A genisteína é a isoflavona mais abundante e que exibe o maior número de atividades biológicas. A maioria dos estudos sobre a genisteína tem sido realizada com base nas suas atividades antioxidante, estrogênica, inibidora da tirosina quinase e inibidora da carcinogênese. No entanto, a genisteína possui uma dificuldade tecnológica: é pouco solúvel em água e óleo, quando na forma ativa de aglicona. Para contornar esse problema, a encapsulação da genisteína em lipossomas de fosfatidilcolina parece uma alternativa eficaz para a melhora da solubilidade. No presente trabalho, a genisteína foi encapsulada em lipossomas de fosfatidilcolina e as interações entre este fármaco e o fosfolipídeo foram caracterizadas. Foi possível demonstrar que as interações fármaco-lipídeo neste modelo aumentam a rigidez da membrana lipídica devido ao maior empacotamento dos fosfolipídeos na bicamada. A eficiência de encapsulação da genisteína em lipossomas foi elevada, chegando ao índice 99 %, com encapsulação máxima na razão molar de 1:3 (genisteína:fosfolipídeo), o que promove o aumento da solubilidade da genisteína na solução aquosa em cerca de 1000 vezes. Foi demonstrado o efeito protetor antioxidante da genisteína sobre os fosfolipídeos de membrana. A preparação lipossomal permaneceu estável por pelo menos 40 dias, evidenciando seu potencial como sistema carreador para esta isoflavona em aplicações terapêuticas e cosméticas.

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.

Submitted by Marta Toyoda (1144061@mackenzie.br) on 2018-10-09T17:18:01Z No. of bitstreams: 2 Camila Paraíso Monção.pdf: 2300400 bytes, checksum: 51d40d978d5bf3204c042eb4fbdef32b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2018-11-14T13:27:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Camila Paraíso Monção.pdf: 2300400 bytes, checksum: 51d40d978d5bf3204c042eb4fbdef32b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-14T13:27:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Camila Paraíso Monção.pdf: 2300400 bytes, checksum: 51d40d978d5bf3204c042eb4fbdef32b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-08-10 / In this work the main characteristics, applications, potentialities and limitations of the controlled release systems were studied, as well as the mechanisms that directly influenced the release kinetics of the active agent. Micro and nanostructured systems have great potential for the controlled release and encapsulation of bioactive molecules. The various biodegradable polymer systems represent a new strategy for the delivery of active ingredients. A controlled release system enables the drug concentration profile to remain constant within the therapeutic range thereby promoting increased therapeutic index and immune response to the patient and avoiding adverse side effects when compared to conventional methods of administration. In this work were obtained membranes formed by polymeric biosystems for application in controlled release of drugs and other assets. Four release systems were obtained: beeswax / protein / lecithin; beeswax / protein / alginate / lecithin and beeswax / alginate / chitosan / lecithin by methods of complex coacervation and spray drying. The results show that the most effective system was bee / protein / alginate / lecithin. / Neste trabalho foram estudadas as principais características, aplicações, potencialidades e limitações dos sistemas de liberação controlada de farmácos, bem como os mecanismos que influenciaram diretamente a cinética de liberação do agente ativo. Os sistemas micro e nanoestruturados apresentam grande potencial para a liberação controlada e encapsulação de moléculas bioativas. Os diversos sistemas poliméricos biodegradáveis representam uma nova estratégia para a veiculação de ingredientes ativos. Um sistema de liberação controlada possibilita que o perfil de concentração da droga se mantenha constante dentro da faixa terapêutica promovendo dessa forma, aumento do índice terapêutico e da resposta imunológica ao paciente e evitando efeitos colaterais adversos quando comparado aos métodos convencionais de administração. Neste trabalho foram obtidas membranas formadas por biossitemas poliméricos para aplicação em liberação controlada de proteína concentrada do soro de leite WPC. Foram obtidos 4 sistemas de liberação: cera de abelha/proteína/lecitina; cera de abelha/proteína/alginato/lecitina e cera de abelha/alginato/quitosana/lecitina pelos métodos de coacervação complexa e spray drying. Com a simulação do pH do sistema gastrintestinal (pH 1,2 e pH 6,8) pode-se observar o tempo em que cada membrana liberou a proteína. Com esta informação concluimos o local teórico da liberação da proteína e quais membranas não são compativeis com o local de ação escolhido. Os resultados mostraram que o sistema mais efetivo foi o de cera de abelha/proteína/alginato/quitosana com liberação em pH 6,8 nas duas concentrações de proteína utilizadas 40% e 60% de proteína m/m.

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.