Orientador: Adriana Zerlotti Mercadante / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-05T11:18:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nunes_ItaciaraLarroza_D.pdf: 2923221 bytes, checksum: 9eb0ec54592db3d4e5293194637a6d62 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Na primeira etapa deste trabalho foi desenvolvido e otimizado um método, através de planejamento experimental fatorial, para a obtenção de licopeno a partir de descarte de tomate. Foi necessária uma etapa preliminar para retirada de água do tomate, a qual consistiu de 4 extrações de 30 minutos cada uma com 30 mL de etanol comercial, seguido de descarte do solvente. Os carotenóides foram extraídos durante 120 minutos com acetato de etila (relação massa/volume 1:0,7) sob agitação a 150 rpm à temperatura ambiente, sendo necessário 4 extrações para obtenção de maior concentração de carotenóides totais. Este método foi utilizado para obtenção de extrato rico em licopeno a partir de 6 lotes de descarte de tomate, coletados na CEASA-Campinas no período de junho de 2002 a março de 2003. O teor de carotenóides médio, calculado como licopeno, foi de 59,2 ± 21,8 µg/g de descarte de tomate. Através da avaliação de cor (escala CIELAB) foi verificado que o parâmetro a* foi o que mostrou melhor correlação (0,86) com a concentração de licopeno das amostras de descarte de tomate. O extrato de carotenóides rico em licopeno foi submetido a duas cristalizações sucessivas com diclorometano/etanol (1:4). A morfologia dos cristais obtidos no presente estudo e dos cristais sintéticos da DSM Nutritional Products foi avaliada por microscopia óptica polarizada e microscopia eletrônica de varredura. Ambos cristais apresentaram formas irregulares, prismáticas e alongadas. Análise por cromatografia líquida de alta eficiência com detector de arranjo de diodos (CLAE-DAD) em coluna C30 polimérica (3µm, 250 x 4,6 mm) mostrou que a pureza do all-trans-licopeno dos cristais obtidos de tomate foi de 98%, devido à presença de 5-cis, 5,5¿-dicis e 13-cis-licopeno. Na etapa seguinte, foi avaliada a separação de isômeros geométricos de licopeno em cristais isomerizados termicamente e em cristais sintéticos, e de padrões sintéticos de luteína e zeaxantina, por (CLAE), utilizando colunas C18 (monomérica, 4µm, 300 x 3,9mm) e C30 (polimérica, 3µm, 250 x 4,6 mm) e diferentes fases móveis com eluição isocrática e gradiente. As melhores condições cromatográficas foram obtidas em coluna C30 com temperatura de 33oC, eluição isocrática a 1 mL/min e fase móvel com metanol (0,1% trietilamina)/éter tert-metil butílico (1:1) para separar isômeros de licopeno e (95:5) para separar luteína e zeaxantina na linha de base. A oxidação foto-sensitizada de licopeno natural com azul de metileno (MB) como sensitizador foi avaliada em sistemas-modelo orgânicos, sob diferentes temperaturas (10, 15 e 20ºC) e atmosferas (ar e nitrogênio). Através da análise por CLAE-DAD-espectrometria de massas (EM) foram identificados quatro tipos de produtos, todos derivados do licopeno: apo-carotenóides, compostos adicionados de uma ou duas moléculas com 32 unidades de massa, epóxidos e isômeros geométricos de licopeno. Em todos os sistemas o consumo do all-trans-licopeno seguiu um modelo cinético de primeira ordem. Na presença de MB e ar, o consumo de licopeno decaiu com o aumento da concentração inicial do pigmento. Na presença de antioxidante os produtos de degradação formados foram os mesmos, por outro lado, em soluções saturadas de N2 com MB e sob condições de iluminação idênticas, foi observada menor degradação do all-trans-licopeno, e os produtos de oxidação apo-6¿-licopenal e epóxidos foram formados apenas em quantidades traço. Na ausência de azul de metileno houve acréscimo apenas do 13-cis-licopeno. Técnicas de encapsulamento de licopeno por ¿spray-dryer¿ utilizando goma arábica (GA)/sacarose como material de parede e inclusão com ß-ciclodextrina (ß-CD) também foram avaliadas. O processo de encapsulamento atingiu rendimento de 51 ± 1% e eficiência de 95 ± 1%. As micro-cápsulas apresentaram superfícies indentadas e formas irregulares, típicas de cápsulas de GA, porém sem falhas ou aberturas na superfície. A pureza do licopeno (% área do all-trans-licopeno) obtida por CLAE-DAD em coluna C30 foi de 96,4% antes e de 98,1% após o encapsulamento por ¿spray-dryer¿, devido à redução das áreas do 9-cis-, 13-cis e 1,2-epóxi-licopeno. A formação do complexo por inclusão de licopeno-ß-CD ocorreu apenas quando utilizada razão molar de 1:4 e o pó obtido por liofilização apresentou coloração rósea. O licopeno não complexado ficou em torno de 50%. O pó de licopeno-ß-CD apresentou estruturas volumosas, bem definidas e similares às observadas na ß-CD livre liofilizada. O licopeno apresentou pureza de 97,7% antes e de 91,3% após a obtenção do pó, devido ao aumento na área do pico correspondente aos isômeros 13-cis + 15-cis-licopeno.Na última etapa deste estudo foi avaliado o efeito da adição de licopeno encapsulado para prevenir a degradação das vitaminas A e D em leite exposto à luz. Amostras de leite desnatado comercialmente fortificadas com 4,3 µg/mL de vitamina D3 e 0,6 µg/mL de vitamina A foram expostas à luz fluorescente (¿ 8000 lux) ou mantidas no escuro a 8 ± 1ºC e 21 ± 2º ºC, na presença de ar. Ambas vitaminas mostraram-se estáveis no escuro, enquanto sob luz a velocidade de degradação da vitamina A foi maior (kobs 8oC =0,24 h-1) do que da vitamina D3 (kobs 8oC = 0,02 h-1), sendo os dados ajustados a um modelo cinético de primeira ordem. Licopeno encapsulado (ca. 2µM), obtido como descrito acima, disperso em solução aquosa contendo 0,5% de sorbato de potássio, e exposto à luz a 8ºC apresentou kobs = 0,03 h-1, também seguindo um modelo cinético de primeira ordem. A adição de licopeno encapsulado (ca. 2µM) aumentou cerca de 1,8 vezes a estabilidade das vitaminas. Entretanto, devido ao fato de que a fração de moléculas de vitamina protegidas (fVit ¿ 0,46) foi maior do que o valor da fração de oxigênio singlete desativada pelo licopeno (f?) e como o mesmo absorve luz na mesma região que a riboflavina, pode-se concluir que o licopeno atua combinadamente como antioxidante e filtro de luz, desativando oxigênio singlete e inibindo a formação de riboflavina no estado triplete excitado / Abstract: In the first part of this thesis, a method to obtain lycopene from tomato waste was developed and optimized using a factorial experimental design. In order to remove water, a preliminary step was necessary and consisted of four 30-minute extractions, each with 30 mL commercial ethanol, followed by discard of the solvent. The carotenoids were extracted during 120 minutes with ethyl acetate (mass/volume ratio of 1:0.7) by stirring at 150 rpm at room temperature, being 4 extractions necessary to obtain high carotenoid concentration. This method was applied to produce carotenoid extract rich in lycopene from 6 batches of tomato waste, collected at CEASA-Campinas during June 2002 to March 2003. The average carotenoid content found, calculated as lycopene, was 59.2 ± 21.8 µg/g of tomato waste. Colour evaluation (CIELAB scale) was carried out and the parameter a* showed the best correlation (0.86) with lycopene concentration in the tomato waste samples. The carotenoid extract rich in lycopene was submitted to two consecutive crystallizations from dichloromethane/ethanol (1:4). The morphology of the lycopene crystals obtained in the present study and the synthetic crystals from DSM Nutritional Products was evaluated by polarized optical microscopy and scanning electronic microscopy. Both crystals showed irregular, elongated and prismatic forms. Analysis by high-performance liquid chromatography-diode array detector (HPLC-PDA) on a polymeric C30 column (3µm, 250 x 4,6 mm) showed that the purity of the all-trans-lycopene crystals obtained from tomato was 98%, due to the presence of 5-cis, 5-,5¿-dicis and 13-cis-lycopene. In the next step, the separation of geometric isomers of lycopene crystals thermically isomerized and in synthetic crystals, and of synthetic standards of lutein and zeaxanthin, was evaluated by HPLC on C18 (monomeric, 4µm, 300 x 3.9mm) and C30 (polymeric, 3µm, 250 x 4.6 mm) columns using different mobile phases in isocratic or gradient elution modes. The best chromatographic conditions were obtained with the C30 column operating at 33oC, isocratic elution at 1 mL/min of methanol (0.1% triethyilamine)/tert-butyl methyl ether at 1:1 ratio to separate lycopene isomers and at 95:5 to achieve baseline separation of lutein and zeaxanthin. The photosensitized oxidation of natural lycopene with methylene blue (MB) as sensitizer was evaluated in organic solvents, under different temperatures (10, 15 and 20ºC) and atmosphere (air and nitrogen). The HPLC-PDA-mass spectrometric (MS) analysis allowed the identification of four types of products, all derived from lycopene: apo-carotenals, compounds with one and two 32 mass units incorporated, epoxides and geometric isomers. In all systems the consumption of all-trans-lycopene followed a first-order reaction kinetic model. In the presence of the MB and air, the rate for the lycopene consumption decreased with the increased initial carotene concentration. In the presence of a radical scavenger identical degradation products were observed, on the other hand, in N2-saturated solutions with MB and under identical illumination conditions, a slower photosensitized degradation of all-trans-lycopene was observed, and the oxidation products apo-6¿-carotenal and epoxides were formed only in trace amounts. In the absence of MB solely 13-cis-lycopene increased. Techniques of lycopene encapsulation by spray-dryer with gum arabic (GA)/sucrose as wall material and inclusion with ß-cyclodextrin (ß-CD) were carried out. The encapsulation process showed yield of 51 ± 1% and efficiency of 95 ± 1%. The micro-capsules presented superficial indentations and an irregular form, typical of GA capsules, as well as lack of cracks and breakages. The lycopene purity (% all-trans-lycopene area), obtained by HPLC-PDA on C30 column, was found to be 96.4% before and 98.1% after the spray-drier encapsulation, due to reduction of the areas from 9-cis-, 13-cis- and 1,2-epoxy-lycopene. The formation of the inclusion complex of lycopene-ß-CD occurred only with the use of a 1:4 molar ratio, and the powder obtained by freeze-drying presented a light pink colour. The lycopene not included remained as 50%. The lycopene-ß-CD powder presented well defined bulky structures similar to those observed for free freeze-dried ß-CD. The lycopene purity (% all-trans-lycopene area) showed to be 97.7% before and 91.3% after the production of the powder, due to the increased peak area corresponded to 13-cis + 15-cis isomers of lycopene. In the last part of this study, the effect of added encapsulated lycopene to prevent vitamins A and D degradation in milk exposed to light was evaluated. Samples of skimmed milk commercially fortified with 4.3 µg/mL vitamin D3 and 0.6 µg/mL vitamin A were exposed to fluorescent light (? 8000 lux) or stored in the dark at 8 ± 1ºC and 21 ± 2º ºC, in the presence of air. Both vitamins were found to be stable in dark conditions, whereas under light the first-order degradation rate of vitamin A was higher (kobs 8oC = 0.24 h-1) than that of vitamin D3 (kobs 8oC = 0.02 h-1). Encapsulated lycopene (ca. 2µM), obtained as described above, dispersed in water containing 0.5% potassium sorbate and exposed to light at 8ºC, showed kobs = 0.03 h-1, also calculated by a first-order kinetic model. The addition of encapsulated lycopene (ca. 2µM) increased the vitamins stability in 1.8 times. In fact, since the fraction of protected vitamin molecules (fVit ¿ 0.46) was higher than the fraction of singlet oxygen deactivated (f?) by lycopene, and as lycopene absorbs light in the same region as riboflavin, the lycopene showed a combined action as antioxidant and light filter, with both inhibition the formation of the reactive triplet excited state of riboflavin and quenching singlet oxygen / Doutorado / Ciência de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

Uma abordagem alternativa para a terapia gênica somática é a entrega da proteína terapêutica através da implantação de células geneticamente modificadas com capacidade de superexpressar o gene de interesse. Os mecanismos de encapsulação foram projetados para proteger as células da rejeição do organismo hospedeiro e para prevenir que as células modificadas se espalhassem, ao mesmo tempo em que permite a secreção protéica. As esferas de alginato formam uma estrutura semi-permeável conveniente para a injeção in vivo. Neste estudo, um protocolo laboratorial eficaz foi otimizado para gerar micro cápsulas de alginato de cálcio com forma e tamanho uniformes, contendo células viáveis. A encapsulação de células baby hamster kidney (BHK) em esferas de alginato foi executada utilizando um dispositivo simples montado com um cilindro de ar comprimido e uma bomba peristáltica. O fluxo de 100 mL/h da solução contendo as células e o fluxo de 10 L/min de ar comprimido geraram as melhores cápsulas em relação ao tamanho e a uniformidade das esferas. As células se mantiveram viáveis em cultura por quatro semanas, sem apresentar sinais de necrose, e a difusão protéica foi observada durante estas quatro semanas. Os resultados destes estudos in vitro demonstram claramente que o micro isolamento de células BHK em alginato, utilizando este dispositivo simples, pode prover um ambiente capaz de preservar as células vivas e viáveis. Além disso, as células encapsuladas sob as condições descritas nesse trabalho, possibilitam a difusão de β-gal mesmo após quatro semanas de tratamento, tornando-se assim potencialmente compatíveis com a entrega de proteína terapêutica. / An alternative approach to somatic gene therapy is to deliver the therapeutic protein by implanting genetically modified cells that could overexpress the gene of interest. Microencapsulation devices were designed to protect cells from host rejection and prevent the foreign cells from spreading while allowing protein secretion. Alginate beads form a semi-permeable structure that is suitable for in vivo injection. In this study we report an effective laboratory protocol to generate calcium alginate microcapsules, following optimization of uniformly shaped and sized particles that contain viable cells. Encapsulation of baby hamster kidney (BHK) cells in alginate beads was performed using a simple device assembled with a cylinder of compressed air and a peristaltic pump. Cell suspension flow of 100 mL/h and air jet flow of 10 L/min allowed best size and shape uniformity of beads. Cells were maintained viable in culture for 4 weeks, with no signs of necrosis, and protein diffusion was observed during these weeks. Results of these in vitro studies clearly demonstrated that microisolation of BHK cells in alginate using a simple assembly device could provide an environment that is capable of preserving live and viable cells. In addition, encapsulated cells under the conditions described were able to secrete β- galactosidase even after four weeks of treatment, thus becoming potentially compatible with therapeutic protein delivery.

As tintas usadas para proteção anticorrosiva são sistemas de elevado desempenho, que protegem de forma eficaz metais puros e mesmo ligas metálicas contra as ações do intemperismo. Recentemente tem-se procurado novos sistemas de pintura que garantam o mesmo desempenho que os existentes, mas que, ao contrário destes, sejam menos agressivos ao meio ambiente, como por exemplo, tintas à base de água. Entretanto, essa classe de tintas têm limitações de desempenho para muitas aplicações na indústria, sendo ainda campo de intensa pesquisa. Dentro desse contexto, as tecnologias mais estudadas atualmente são as smart coatings, mais especificamente as chamadas self-healing coatings. O tipo mais comum de self-healing coating é a de encapsulamento de material formador de filme e adição destes à tinta líquida. Depois de aplicada, quando da ocorrência de alguma fissura no filme de tinta, estas cápsulas são rompidas e o seu recheio preenche o espaço gerado, formando nova barreira para entrada de agentes agressivos ao substrato. Este trabalho apresenta um estudo de obtenção de microcápsulas de ureia-formaldeído e sílica preenchidas com óleo de linhaça, com o objetivo de utilização em tintas self-healing à base de água de proteção anticorrosiva. Para obtenção das cápsulas foram avaliados diferentes tipos e teores de surfactantes além de alterações no processo (agitação mecânica e ultrassonificação), além de utilização de um ultrahidrófobo buscando redução e estabilização do tamanho das cápsulas. Como resultados foram obtidas cápsulas de ureia-formaldeido e sílica com as características necessárias para utilização em sistemas self healing de proteção anticorrosiva. Também foi avaliada a resistência anticorrosiva de painéis aplicados com tinta com e sem as microcápsulas produzidas. Os painéis tiveram os filmes de tinta intencionalmente riscados até a superfície do metal e após um período em câmara salina, foi possível verificar que o painel com filme de tinta sem as microcápsulas apresentava corrosão na região do corte, enquanto o painel cujo filme possuía as microcápsulas não apresentava corrosão, devido ao preenchimento da região do corte com óleo secativo no interior das microcápsulas. / Paints used for corrosive protection are systems of high performance, which effectively protect most of metallic substrates. Recently, there are many researches for development of new painting systems which could guarantee the same performance of the current ones, and that, in addition, could be more environmentally friendly. Corrosion protective paints technologies most currently discussed are the ones known as smart coatings, more specifically self-healing coatings. This kind of paints has the capability of selfheal themselves after any damage of the coat, without any detection or manual intervention. The most common kind of self-healing coating is the one which a film forming liquid is encapsulated and then added to the liquid paint. When coating a substrate, in the case of damage on the paint film, the capsules break and the film forming fills the crack area, resulting in a new barrier against corrosion agents. The production of urea-formaldehyde and silica microcapsules filled with linseed oil is described in this work. The objective is to use these capsules in waterbased coatings in order to achieve a better corrosion protection. Different kinds and amounts of surfactants were used, as well as different processes (mechanic stirring and ultrassonification). In addition, a ultrahydrophobe system was used to reduce microcapsules size. Urea-formaldehyde and silica microcapsules were obtained with the right characteristics for being used in self-healing coatings for corrosion protection. The corrosive protection of panels coated with paint with and without the produced microcapsules was also evaluated. The panels were intentionally scribed until reaching the metal surface and after some time in a salt spray chamber, it was possible to verify that panels coated with the paint without microcapsules were damaged while panels coated with paint with microcapsules did not show any corrosion damages, because the linseed had filled the scribed region.

SOUZA, J. R. R. Sistemas de liberação controlada de nutracêuticos- liberação in vitro de magiferina a partir de microesferas de pectina/quitosana. 2008. 81 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2014-11-17T19:51:54Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_jrrsouza.pdf: 2661348 bytes, checksum: 9f19457f74a11371cf5fa1bcfc350b02 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2016-01-22T20:53:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_jrrsouza.pdf: 2661348 bytes, checksum: 9f19457f74a11371cf5fa1bcfc350b02 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-22T20:53:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_jrrsouza.pdf: 2661348 bytes, checksum: 9f19457f74a11371cf5fa1bcfc350b02 (MD5) Previous issue date: 2008 / Incorporation of nutraceuticals compounds such as vitamins, probiotics, bioactive peptides and antioxidants in food systems provides a simple way to develop new functional foods that can have physiological benefits or reduce risks of disease. Pectins have been investigated for their ability to produce spheres of calcium pectinate gels containing bioactive. Chitosan has also been widely used in the preparation of beads due to its mucoadhesive properties. In this study, three types of spheres of pectin/calcium/chitosan with different degrees of reacetylation were produced in order to encapsulate a powerful natural antioxidant extracted from mango, mangiferin. Initially, two samples of citrus pectin were characterized by FTIR, 1H NMR, Rheology and GPC. The citrus pectin with the lowest degree of methoxylation was chosen for the preparation of beads due to its better gelling properties. The beads produced were characterized by FTIR, SEM and swelling. The formation of the reacetylated complex pectin/calcium/chitosan was observed by FTIR and SEM. A study of controlled release of mangiferin was conducted from three types of beads obtained by two different methodologies. The values of percentage of release were quite significant, reaching up to 75%. The mechanisms behaviour for the release of mangiferin from spheres of pectin/calcium/chitosan showed that the bioactive was released from the matrix mainly through relaxation of the polymer chains. / A incorporação de compostos nutracêuticos como vitaminas, probióticos, peptídeos bioativos e antioxidantes em sistemas alimentícios proporciona uma maneira simples de desenvolver novos alimentos funcionais que podem ter benefícios fisiológicos ou reduzir os riscos de doenças. Pectinas têm sido investigadas por sua capacidade de produzir esferas de géis de pectinato de cálcio contendo bioativos. Quitosana também tem sido muito utilizada na preparação de esferas por suas propriedades mucoadesivas. Neste estudo, três tipos de esferas de pectina/cálcio/quitosana com diferentes graus de reacetilação foram produzidas no intuito de encapsular um potente antioxidante natural extraído da manga, a mangiferina. Inicialmente, duas amostras de pectina cítrica foram caracterizadas por FTIR, 1H RMN, Reologia e GPC. A pectina cítrica com menor grau de metoxilação foi escolhida para a preparação das esferas por apresentar melhores propriedades geleificantes. As esferas produzidas foram caracterizadas por FTIR, MEV e intumescimento. A formação do complexo pectina/cálcio/quitosana reacetilada foi observada por FTIR e MEV. Foi realizado um estudo de liberação controlada de mangiferina a partir de três tipos de esferas obtidas por duas metodologias diferentes. Os valores de percentual de liberação foram bastante significativos, chegando até 75%. O comportamento dos mecanismos de liberação de mangiferina das esferas de pectina/cálcio/quitosana mostrou que o bioativo foi liberado a partir da matriz principalmente por meio de relaxação das cadeias poliméricas.

Uma abordagem alternativa para a terapia gênica somática é a entrega da proteína terapêutica através da implantação de células geneticamente modificadas com capacidade de superexpressar o gene de interesse. Os mecanismos de encapsulação foram projetados para proteger as células da rejeição do organismo hospedeiro e para prevenir que as células modificadas se espalhassem, ao mesmo tempo em que permite a secreção protéica. As esferas de alginato formam uma estrutura semi-permeável conveniente para a injeção in vivo. Neste estudo, um protocolo laboratorial eficaz foi otimizado para gerar micro cápsulas de alginato de cálcio com forma e tamanho uniformes, contendo células viáveis. A encapsulação de células baby hamster kidney (BHK) em esferas de alginato foi executada utilizando um dispositivo simples montado com um cilindro de ar comprimido e uma bomba peristáltica. O fluxo de 100 mL/h da solução contendo as células e o fluxo de 10 L/min de ar comprimido geraram as melhores cápsulas em relação ao tamanho e a uniformidade das esferas. As células se mantiveram viáveis em cultura por quatro semanas, sem apresentar sinais de necrose, e a difusão protéica foi observada durante estas quatro semanas. Os resultados destes estudos in vitro demonstram claramente que o micro isolamento de células BHK em alginato, utilizando este dispositivo simples, pode prover um ambiente capaz de preservar as células vivas e viáveis. Além disso, as células encapsuladas sob as condições descritas nesse trabalho, possibilitam a difusão de β-gal mesmo após quatro semanas de tratamento, tornando-se assim potencialmente compatíveis com a entrega de proteína terapêutica. / An alternative approach to somatic gene therapy is to deliver the therapeutic protein by implanting genetically modified cells that could overexpress the gene of interest. Microencapsulation devices were designed to protect cells from host rejection and prevent the foreign cells from spreading while allowing protein secretion. Alginate beads form a semi-permeable structure that is suitable for in vivo injection. In this study we report an effective laboratory protocol to generate calcium alginate microcapsules, following optimization of uniformly shaped and sized particles that contain viable cells. Encapsulation of baby hamster kidney (BHK) cells in alginate beads was performed using a simple device assembled with a cylinder of compressed air and a peristaltic pump. Cell suspension flow of 100 mL/h and air jet flow of 10 L/min allowed best size and shape uniformity of beads. Cells were maintained viable in culture for 4 weeks, with no signs of necrosis, and protein diffusion was observed during these weeks. Results of these in vitro studies clearly demonstrated that microisolation of BHK cells in alginate using a simple assembly device could provide an environment that is capable of preserving live and viable cells. In addition, encapsulated cells under the conditions described were able to secrete β- galactosidase even after four weeks of treatment, thus becoming potentially compatible with therapeutic protein delivery.

As tintas usadas para proteção anticorrosiva são sistemas de elevado desempenho, que protegem de forma eficaz metais puros e mesmo ligas metálicas contra as ações do intemperismo. Recentemente tem-se procurado novos sistemas de pintura que garantam o mesmo desempenho que os existentes, mas que, ao contrário destes, sejam menos agressivos ao meio ambiente, como por exemplo, tintas à base de água. Entretanto, essa classe de tintas têm limitações de desempenho para muitas aplicações na indústria, sendo ainda campo de intensa pesquisa. Dentro desse contexto, as tecnologias mais estudadas atualmente são as smart coatings, mais especificamente as chamadas self-healing coatings. O tipo mais comum de self-healing coating é a de encapsulamento de material formador de filme e adição destes à tinta líquida. Depois de aplicada, quando da ocorrência de alguma fissura no filme de tinta, estas cápsulas são rompidas e o seu recheio preenche o espaço gerado, formando nova barreira para entrada de agentes agressivos ao substrato. Este trabalho apresenta um estudo de obtenção de microcápsulas de ureia-formaldeído e sílica preenchidas com óleo de linhaça, com o objetivo de utilização em tintas self-healing à base de água de proteção anticorrosiva. Para obtenção das cápsulas foram avaliados diferentes tipos e teores de surfactantes além de alterações no processo (agitação mecânica e ultrassonificação), além de utilização de um ultrahidrófobo buscando redução e estabilização do tamanho das cápsulas. Como resultados foram obtidas cápsulas de ureia-formaldeido e sílica com as características necessárias para utilização em sistemas self healing de proteção anticorrosiva. Também foi avaliada a resistência anticorrosiva de painéis aplicados com tinta com e sem as microcápsulas produzidas. Os painéis tiveram os filmes de tinta intencionalmente riscados até a superfície do metal e após um período em câmara salina, foi possível verificar que o painel com filme de tinta sem as microcápsulas apresentava corrosão na região do corte, enquanto o painel cujo filme possuía as microcápsulas não apresentava corrosão, devido ao preenchimento da região do corte com óleo secativo no interior das microcápsulas. / Paints used for corrosive protection are systems of high performance, which effectively protect most of metallic substrates. Recently, there are many researches for development of new painting systems which could guarantee the same performance of the current ones, and that, in addition, could be more environmentally friendly. Corrosion protective paints technologies most currently discussed are the ones known as smart coatings, more specifically self-healing coatings. This kind of paints has the capability of selfheal themselves after any damage of the coat, without any detection or manual intervention. The most common kind of self-healing coating is the one which a film forming liquid is encapsulated and then added to the liquid paint. When coating a substrate, in the case of damage on the paint film, the capsules break and the film forming fills the crack area, resulting in a new barrier against corrosion agents. The production of urea-formaldehyde and silica microcapsules filled with linseed oil is described in this work. The objective is to use these capsules in waterbased coatings in order to achieve a better corrosion protection. Different kinds and amounts of surfactants were used, as well as different processes (mechanic stirring and ultrassonification). In addition, a ultrahydrophobe system was used to reduce microcapsules size. Urea-formaldehyde and silica microcapsules were obtained with the right characteristics for being used in self-healing coatings for corrosion protection. The corrosive protection of panels coated with paint with and without the produced microcapsules was also evaluated. The panels were intentionally scribed until reaching the metal surface and after some time in a salt spray chamber, it was possible to verify that panels coated with the paint without microcapsules were damaged while panels coated with paint with microcapsules did not show any corrosion damages, because the linseed had filled the scribed region.

As tintas usadas para proteção anticorrosiva são sistemas de elevado desempenho, que protegem de forma eficaz metais puros e mesmo ligas metálicas contra as ações do intemperismo. Recentemente tem-se procurado novos sistemas de pintura que garantam o mesmo desempenho que os existentes, mas que, ao contrário destes, sejam menos agressivos ao meio ambiente, como por exemplo, tintas à base de água. Entretanto, essa classe de tintas têm limitações de desempenho para muitas aplicações na indústria, sendo ainda campo de intensa pesquisa. Dentro desse contexto, as tecnologias mais estudadas atualmente são as smart coatings, mais especificamente as chamadas self-healing coatings. O tipo mais comum de self-healing coating é a de encapsulamento de material formador de filme e adição destes à tinta líquida. Depois de aplicada, quando da ocorrência de alguma fissura no filme de tinta, estas cápsulas são rompidas e o seu recheio preenche o espaço gerado, formando nova barreira para entrada de agentes agressivos ao substrato. Este trabalho apresenta um estudo de obtenção de microcápsulas de ureia-formaldeído e sílica preenchidas com óleo de linhaça, com o objetivo de utilização em tintas self-healing à base de água de proteção anticorrosiva. Para obtenção das cápsulas foram avaliados diferentes tipos e teores de surfactantes além de alterações no processo (agitação mecânica e ultrassonificação), além de utilização de um ultrahidrófobo buscando redução e estabilização do tamanho das cápsulas. Como resultados foram obtidas cápsulas de ureia-formaldeido e sílica com as características necessárias para utilização em sistemas self healing de proteção anticorrosiva. Também foi avaliada a resistência anticorrosiva de painéis aplicados com tinta com e sem as microcápsulas produzidas. Os painéis tiveram os filmes de tinta intencionalmente riscados até a superfície do metal e após um período em câmara salina, foi possível verificar que o painel com filme de tinta sem as microcápsulas apresentava corrosão na região do corte, enquanto o painel cujo filme possuía as microcápsulas não apresentava corrosão, devido ao preenchimento da região do corte com óleo secativo no interior das microcápsulas. / Paints used for corrosive protection are systems of high performance, which effectively protect most of metallic substrates. Recently, there are many researches for development of new painting systems which could guarantee the same performance of the current ones, and that, in addition, could be more environmentally friendly. Corrosion protective paints technologies most currently discussed are the ones known as smart coatings, more specifically self-healing coatings. This kind of paints has the capability of selfheal themselves after any damage of the coat, without any detection or manual intervention. The most common kind of self-healing coating is the one which a film forming liquid is encapsulated and then added to the liquid paint. When coating a substrate, in the case of damage on the paint film, the capsules break and the film forming fills the crack area, resulting in a new barrier against corrosion agents. The production of urea-formaldehyde and silica microcapsules filled with linseed oil is described in this work. The objective is to use these capsules in waterbased coatings in order to achieve a better corrosion protection. Different kinds and amounts of surfactants were used, as well as different processes (mechanic stirring and ultrassonification). In addition, a ultrahydrophobe system was used to reduce microcapsules size. Urea-formaldehyde and silica microcapsules were obtained with the right characteristics for being used in self-healing coatings for corrosion protection. The corrosive protection of panels coated with paint with and without the produced microcapsules was also evaluated. The panels were intentionally scribed until reaching the metal surface and after some time in a salt spray chamber, it was possible to verify that panels coated with the paint without microcapsules were damaged while panels coated with paint with microcapsules did not show any corrosion damages, because the linseed had filled the scribed region.

Uma abordagem alternativa para a terapia gênica somática é a entrega da proteína terapêutica através da implantação de células geneticamente modificadas com capacidade de superexpressar o gene de interesse. Os mecanismos de encapsulação foram projetados para proteger as células da rejeição do organismo hospedeiro e para prevenir que as células modificadas se espalhassem, ao mesmo tempo em que permite a secreção protéica. As esferas de alginato formam uma estrutura semi-permeável conveniente para a injeção in vivo. Neste estudo, um protocolo laboratorial eficaz foi otimizado para gerar micro cápsulas de alginato de cálcio com forma e tamanho uniformes, contendo células viáveis. A encapsulação de células baby hamster kidney (BHK) em esferas de alginato foi executada utilizando um dispositivo simples montado com um cilindro de ar comprimido e uma bomba peristáltica. O fluxo de 100 mL/h da solução contendo as células e o fluxo de 10 L/min de ar comprimido geraram as melhores cápsulas em relação ao tamanho e a uniformidade das esferas. As células se mantiveram viáveis em cultura por quatro semanas, sem apresentar sinais de necrose, e a difusão protéica foi observada durante estas quatro semanas. Os resultados destes estudos in vitro demonstram claramente que o micro isolamento de células BHK em alginato, utilizando este dispositivo simples, pode prover um ambiente capaz de preservar as células vivas e viáveis. Além disso, as células encapsuladas sob as condições descritas nesse trabalho, possibilitam a difusão de β-gal mesmo após quatro semanas de tratamento, tornando-se assim potencialmente compatíveis com a entrega de proteína terapêutica. / An alternative approach to somatic gene therapy is to deliver the therapeutic protein by implanting genetically modified cells that could overexpress the gene of interest. Microencapsulation devices were designed to protect cells from host rejection and prevent the foreign cells from spreading while allowing protein secretion. Alginate beads form a semi-permeable structure that is suitable for in vivo injection. In this study we report an effective laboratory protocol to generate calcium alginate microcapsules, following optimization of uniformly shaped and sized particles that contain viable cells. Encapsulation of baby hamster kidney (BHK) cells in alginate beads was performed using a simple device assembled with a cylinder of compressed air and a peristaltic pump. Cell suspension flow of 100 mL/h and air jet flow of 10 L/min allowed best size and shape uniformity of beads. Cells were maintained viable in culture for 4 weeks, with no signs of necrosis, and protein diffusion was observed during these weeks. Results of these in vitro studies clearly demonstrated that microisolation of BHK cells in alginate using a simple assembly device could provide an environment that is capable of preserving live and viable cells. In addition, encapsulated cells under the conditions described were able to secrete β- galactosidase even after four weeks of treatment, thus becoming potentially compatible with therapeutic protein delivery.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A incorporaÃÃo de compostos nutracÃuticos como vitaminas, probiÃticos, peptÃdeos bioativos e antioxidantes em sistemas alimentÃcios proporciona uma maneira simples de desenvolver novos alimentos funcionais que podem ter benefÃcios fisiolÃgicos ou reduzir os riscos de doenÃas. Pectinas tÃm sido investigadas por sua capacidade de produzir esferas de gÃis de pectinato de cÃlcio contendo bioativos. Quitosana tambÃm tem sido muito utilizada na preparaÃÃo de esferas por suas propriedades mucoadesivas. Neste estudo, trÃs tipos de esferas de pectina/cÃlcio/quitosana com diferentes graus de reacetilaÃÃo foram produzidas no intuito de encapsular um potente antioxidante natural extraÃdo da manga, a mangiferina. Inicialmente, duas amostras de pectina cÃtrica foram caracterizadas por FTIR, 1H RMN, Reologia e GPC. A pectina cÃtrica com menor grau de metoxilaÃÃo foi escolhida para a preparaÃÃo das esferas por apresentar melhores propriedades geleificantes. As esferas produzidas foram caracterizadas por FTIR, MEV e intumescimento. A formaÃÃo do complexo pectina/cÃlcio/quitosana reacetilada foi observada por FTIR e MEV. Foi realizado um estudo de liberaÃÃo controlada de mangiferina a partir de trÃs tipos de esferas obtidas por duas metodologias diferentes. Os valores de percentual de liberaÃÃo foram bastante significativos, chegando atà 75%. O comportamento dos mecanismos de liberaÃÃo de mangiferina das esferas de pectina/cÃlcio/quitosana mostrou que o bioativo foi liberado a partir da matriz principalmente por meio de relaxaÃÃo das cadeias polimÃricas. / Incorporation of nutraceuticals compounds such as vitamins, probiotics, bioactive peptides and antioxidants in food systems provides a simple way to develop new functional foods that can have physiological benefits or reduce risks of disease. Pectins have been investigated for their ability to produce spheres of calcium pectinate gels containing bioactive. Chitosan has also been widely used in the preparation of beads due to its mucoadhesive properties. In this study, three types of spheres of pectin/calcium/chitosan with different degrees of reacetylation were produced in order to encapsulate a powerful natural antioxidant extracted from mango, mangiferin. Initially, two samples of citrus pectin were characterized by FTIR, 1H NMR, Rheology and GPC. The citrus pectin with the lowest degree of methoxylation was chosen for the preparation of beads due to its better gelling properties. The beads produced were characterized by FTIR, SEM and swelling. The formation of the reacetylated complex pectin/calcium/chitosan was observed by FTIR and SEM. A study of controlled release of mangiferin was conducted from three types of beads obtained by two different methodologies. The values of percentage of release were quite significant, reaching up to 75%. The mechanisms behaviour for the release of mangiferin from spheres of pectin/calcium/chitosan showed that the bioactive was released from the matrix mainly through relaxation of the polymer chains.

Este trabalho analisou a remediação de solos contaminados por hidrocarbonetos através do método de encapsulamento de contaminantes, o qual consiste na solidificação da camada e na estabilização química dos contaminantes por meio da adição de um agente cimentante, normalmente o cimento ou a cal. Este método proporciona a redução do potencial de toxicidade do contaminante, diminuindo e, em alguns casos, eliminando a presença do contaminante no lixiviado da camada tratada. São observadas outras vantagens do emprego do método de encapsulamento, dentre elas a elevada resistência da camada tratada devido à cimentação. Nesta pesquisa o método de encapsulamento de contaminantes foi analisado quanto ao seu emprego a contaminantes orgânicos, especificamente os hidrocarbonetos. Para tal, foi construído um equipamento de lixiviação em coluna de acordo com norma ASTM D 4874 para a análise do método para diferentes quantidades de contaminante presentes no solo, bem como para crescentes quantidades de agente cimentante. Da mesma forma, foram realizados ensaios de lixiviação pelo método proposto pela ABNT (NBR 10.005) para fins de comparação dos resultados. Os ensaios de lixiviação realizados no equipamento em coluna foram considerados mais consistentes devido a este possibilitar a simulação das condições de campo, tais como a influência do grau de compactação do material e variações da condutividade hidráulica do solo encapsulado. Constatou-se que a presença de cimento alterou apenas o volume de lixiviado, sem que mudanças na concentração do contaminante fossem observadas no fluido percolado Analisou-se a resistência à compressão não confinada em amostras de solos contaminados tratados pelo método proposto, onde se observou um acréscimo da resistência para crescentes quantidades de agente cimentante, bem como decréscimo da mesma para crescentes quantidades de contaminante adicionados ao solo. Em ambos os ensaios, concluiu-se que a quantidade de cimento e o grau de contaminação do solo são fatores determinantes na eficácia do tratamento.