Orientadores: Fernanda Paula Collares Queiroz, Lucia Helena Innocentini Mei / Tese (doutorado) - Universidade Estadual dse Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-12T14:25:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fakhouri_FaraydeMatta_D.pdf: 8442121 bytes, checksum: 0c402098c4f41a7575fbfc8ec41dc913 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi desenvolver um bioplástico flexível, biodegradável e comestível, à base de polímeros naturais de fontes renováveis (amido e gelatina) por processo de extrusão termoplástica seguido de sopro. Inicialmente, foi realizada a caracterização física e funcional de biofilmes à base de amido e gelatina elaborados pela técnica de solução (casting), visando a escolha das melhores formulações para serem utilizadas na produção destes bioplásticos por processo de extrusão e sopro. As soluções filmogênicas de amido de mandioca (nativo e modificado) e milho (nativo, ceroso, ceroso modificado e lipofílico) foram preparadas nas concentrações de 3 e 5% e a de gelatina, na concentração de 10%. Os biofilmes compostos de gelatina e amido (de mandioca ou de milho) foram elaborados nas proporções 4:1, 1:1 e 1:4, plastificadas com sorbitol ou glicerol, sendo 5% para as soluções de gelatina e 10% para as soluções de amido. Todos os biofilmes formados foram visualmente transparentes. A adição de gelatina provocou um aumento na espessura, na permeabilidade ao vapor de água (PVA) e na resistência à tração (RT), provocando também uma diminuição na opacidade dos mesmos. Posteriormente, diferentes ácidos graxos (palmítico, mirístico, cáprico, capróico e caprílico), nas concentrações de 5, 15, 25 e 50%, foram adicionados à mistura de amido lipofílico e gelatina. Esta adição causou, em geral, um aumento da opacidade, da espessura e da elongação, no entanto, ocorreu uma diminuição na RT e da PVA dos biofilmes formados. A melhor formulação de amido lipofílico, gelatina e plastificante (glicerol, sorbitol e ácido mirístico) foi utilizada para a produção de filmes por diferentes técnicas (prensados, prensados e soprados e extrudados). Bioplásticos prensados apresentaram menores valores de RT e maiores valores de solubilidade em água. Os filmes extrudados, obtidos nas mesmas concentrações de amido, gelatina e plastificante, apresentaram-se semi-rígidos, característica não desejável para o objetivo em questão. Com base nestes resultados, foram alteradas as concentrações dos componentes da mistura para permitir a obtenção de bioplásticos com propriedades adequadas pelo processo de extrusão termoplástica. Estes bioplásticos foram caracterizados quanto às propriedades físicas, fisico-químicas, morfológicas, mecânicas, de barreira e térmicas. Os bioplásticos elaborados foram flexíveis, apresentaram expansão durante o sopro e foram visualmente homogêneos, porém, os elaborados com sorbitol apresentaram-se quebradiços após o condicionamento. A adição de gelatina causou uma diminuição no valor de PVA, mas não influenciou a solubilidade em água nem a opacidade dos bioplásticos. A adição de lipídios ocasionou uma diminuição na RT dos bioplásticos, tanto no sentido transversal como no longitudinal em relação ao sentido de produção. Filmes compostos com 10 e 20% de gelatina, sem adição de ácido graxo apresentaram os menores valores de PVA e maiores valores de RT / Abstract: The goal of this research was to develop a flexible, biodegradable and edible film using natural polymers (starch and gelatin) from renewable sources through a process of thermoplastic extrusion followed by blowing. The first step of the research consisted on a physical and functional characterization of starch and gelatin based biofilms produced using the casting technique. The purpose was to select the solutions to be used on the production of these biofilms by extrusion and blowing. The filmogenic solutions of manioc starch (native and modified) and corn (native, waxy, waxy modified and lipofilic) were prepared at concentrations of 3 and 5%. The filmogenic solution of gelatin was prepared at a concentration of 10%. The gelatin and (manioc and corn) starch based biofilms were prepared at ratios of 4:1; 1:1 and 1:4. They were plasticized with sorbitol or glycerol at 5% for the the gelatin solutions and 10% for the starch solutions. All the biofilms obtained were visually transparent. The addition of gelatin resulted in an increase of the film thickness, an increase of the water vapour permeability (WVP), an increase of the tensile strength (TS) and a decrease in the opacity. Different fatty acids (palmitic, miristic, capric, caproic and caprilic) were added to the lipofilic starch and gelatin solution at concentrations of 5, 15, 25 and 50%. These additions resulted in an increase on opacity, thickness and elongation. However, there was a decrease on WVP and TS. The best solution of lipofilic starch, gelatin and plasticizer (glycerol, sorbitol and miristic acid) was used in the production of films by different techniques (pressed, pressed and blowed and extruded). Pressed biofilms showed lower values of strain at break and higher values of water solubility. The extruded films, obtained at the same concentrations of starch, gelatin and plasticizer were found to be semi-rigid, a characteristic not aligned with the objective of theresearch. Based on the results of this first assessment, the concentrations of the components were adjusted with the purpose of obtaining extruded films with the desired properties. The resulting biofilms were characterized for their physical, physico-chemical, morphology, mechanical, barrier and thermical properties. Biofilms in general were flexible, showed expansion during blowing and were visually homogeneous. However, biofilms prepared with sorbitol were cracking very easily after storage. The addition of gelatin resulted in a reduction of the WVP but did not have any influence on the water solubility nor on the opacity of the biofilms. The addition of lipids resulted in a reduction of the TS of the biofilms both in longitudinal and transversal directions. Biofilms with 10 and 20% of gelatin and no fatty acid added showed lower values of WVP and higher values of TS / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Carlos Raimundo Ferreira Grosso / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-23T08:09:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Braga_AndreaHelenaFerreira_D.pdf: 2190091 bytes, checksum: 46376779b7866dd62ac05c2a6abc7be6 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A eficiente combinação entre proteínas e polissacarídeos produz filmes biodegradáveis com melhores propriedades funcionais, a interação associativa entre os grupamento presentes na cadeia polimérica dos biopolímeros gera uma rede polimérica mais coesa e resistente. Esta associação, em geral, ocorre através das interações eletrostáticas entre os biopolímeros que é controlada pelas condições de pH, força iônica e proporção estequiométrica dos polimeros, entre outros parâmetros. O objetivo deste trabalho foi utilizar o método de coacervação na elaboração de filmes a base de gelatina-quitosana (GEL/QUI), gelatina-pectina (GEL/PEC) e de gelatina-goma arábica (GEL/GAR) com o intuito de promover maiores interações intermoleculares entre os biopolímeros, formando filmes mais resistentes mecanicamente e menos susceptíveis a ação da água. O desenvolvimento deste trabalho pode ser dividido em: 1-) Análise da solução filmogênica de GEL/QUI ou PEC ou GAR (em várias proporções estequiométricas): nesta etapa foi feito um estudo para definir o pH de coacervação para cada formulação utilizando o ?-potencial zeta. No pH de coacervação ocorre a máxima interação eletrostática entre os biopolímeros gerando carga elétrica neutra para a solução filmogênica (?-potencial zeta igual a zero), devido a neutralização da carga elétrica positiva (-NH4+) com a carga elétrica negativa (-COO-) dos biopolímeros. 2-) Elaboração dos filmes coacervados foi realizada em várias proporções estequiométricas no seu devido pH de coacervação. 3-) Caracterização dos filmes de acordo com o aspecto visual, propriedades mecânicas, permeabilidade ao vapor de água (PVA), solubilidade em água (SOL), umidade (UMI) e opacidade (Op). Análises complementares de difração de raio-X (DRX), espectroscopia de infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e calorimetria diferencial de varredura (DSC) foram realizadas em alguns filmes. 4-) Seleção dos filmes: foi escolhida a proporção estequiométrica que produziu filmes com maior resistência mecânica, menor PVA e SOL. 5-) Concentração do material polimérico: na formulação selecionada foram testadas maiores concentrações de material polimérico (4, 6, 8 e 10%) com o intuito de reduzir o tempo de secagem dos filmes coacervados. Estes filmes foram novamente caracterizados (propriedades mecânicas, PVA, SOL e UMI). A concentração de material polimérica escolhida para prosseguir o estudo associou o menor tempo de secagem sem alterar a PVA e SOL dos filmes. 6-) Adição do plastificante: nesta etapa foi avaliado o tipo de plastificante (triacetina e glicerol) e a sua concentração (2,5, 5, 7,5, 10, 15, 20, 25 e 30g de plastificante/100g de material polimérico). Os filmes coacervados de GEL/QUI foram elaborados em pH alcalino (pH de coacervação entre 6,2-7,2) por combinar um polissacarídeo catiônico (QUI) com a GEL. Formulações com maior teor de GEL (10:1 e 20:1 de GEL/QUI) confere ao filme coacervado maior resistência à ruptura, flexibilidade e menor PVA. As análises de difração de raio-X e de FTIR evidenciam a presença de interações eletrostáticas atrativas entre as cadeias da gelatina e a quitosana. Ao comparar os filmes coacervados com os filmes compostos (sem ajuste de pH) verificou-se que o método de coacervação conferiu ao filme maior tensão na ruptura, menor PVA e menor SOL. Ao aumentar a concentração de material polimérico de 2% para 6% constatou-se redução pela metade do tempo de secagem, além de promover maior resistência a ruptura e menor PVA. Os filmes coacervados de GEL/PEC e GEL/GAR foram elaborados em pH ácido (pHcoacervação igual a 4,0 e 4,5-5,0, respectivamente), isto ocorre devido a interação do grupo carboxil (-COO-) dos polissacarídeos aniônicos com o grupo amina (-NH4+) da GEL, já que a proteína encontra-se carregada positivamente somente em pHs abaixo do seu ponto isoelétrico - pI (pI da GEL 4,8-5,2). Para filme coacervado de GEL/PEC, somente a solução filmogênica contendo 20:1 de GEL/PEC apresentou-se homogênea e com em condição de coacervação (pHcoacervação=4,0). O espectro de FTIR do filme coacervado de GEL/PEC (20:1) mostrou que o grupo carboxil da PEC pode estar interagido com o grupo amina da GEL gerando novos grupamentos amida (1630 e 1530 cm-1). A incorporação do glicerol foi mais eficiente na matriz polimérica da GEL/PEC do que a triacetina, isto foi comprovado pela análise visual e pela difração de raio-X. Filmes coacervados de GEL/GAR apresentaram-se coesos, uniformes e homogêneos. Filmes coacervados com alto teor de GEL mostraram-se mais resistentes e flexíveis e menos solúveis em água do que as formulações com menor teor de GEL (1:1 e 2:1 de GEL/GAR), resultados confirmados pelas análises de FTIR, DSC e DRX. O método de coacervação formou filmes mais resistentes mecanicamente e a ação da água do que nos filmes não coacervados (sem ajuste de pH). O aumento da concentração do material polimérico de 2 para 6% reduziu o tempo de secagem do filme de GEL/GAR (10:1) pela metade sem alterar suas propriedades funcionais. Todos os filmes coacervados de GEL/QUI, PEC ou GAR, de modo geral, apresentaram o mesmo comportamento frente a a adição do plastificante. A adição do glicerol foi mais eficiente devido sua melhor incorporação na matriz polimérica produzindo filmes coacervados mais flexíveis, mais resistentes, com menor PVA e mais transparentes do que os filmes coacervados contendo triacetina. Os resultados apresentados neste trabalho confirmam a eficiencia do método de coacervação em melhorar a compatibilidade, e consequentemente, intensificando a interação eletrostáticas entre a proteína e o polissacarídeo. Isto reflete diretamente nas propriedades funcionais dos filmes coacervados, pois a maior interação entre os biopolímeros promove a formação de uma rede polimérica mais densa e coesa, gerando filmes com maior TR, menor PVA, menor ELO e em alguns formulações mais resistentes a ação da água (menor SOL) / Abstract: The efficient combination of proteins and polysaccharides produces biodegradable films with improved functional properties; the associative interaction between the groupings present in the polymer chain of biopolymers generates a more cohesive and resistant polymer network. This association generally occurs through electrostatic interactions between the biopolymers which is controlled by the conditions of pH, ionic strength and stoichiometric ratio of polymers, among other parameters. The aim of this study was to use the coacervation method in developing films based on gelatin-chitosan (GEL/QUI), on gelatin-pectin (GEL/PEC) and on gelatin-gum arabic (GEL/GAR), in order to promote greater intermolecular interactions between biopolymers, forming mechanically stronger films and less susceptible to the action of water. The development of this work can be divided into: 1-) Analysis of the film solution GEL/QUI or PEC or GAR (in various stoichiometric ratios): in this step a study was done to determine the pH of coacervation for each formulation using ?-zeta potential. At pH of coacervation occurs maximum electrostatic interaction between biopolymers generating a neutral electric charge for filmogenic solution (? - zeta potential of zero), due to neutralization of the positive charge (-NH4+) with negative charge (-COO-) of biopolymers. 2-) Development of coacervated films was held in various stoichiometric ratios in its proper pH of coacervation. 3-) Characterization of films according to the visual appearance, mechanical properties, permeability to water vapor (PVA) water solubility (SOL), humidity (UMI) and opacity (Op). Complementary analyzes of X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and differencial scanning calorimetry (DSC) were performed in some films. 4-) Selection of films: it was chosen a Stoichiometric ratio which produced films with higher mechanical strength and lower PVA SOL. 5-) Concentration of polymeric material: higher concentration of polymeric material (4, 6, 8, and 10% ) were tested in the selected formulation in order to reduce the drying time of the coacervated films. These films were further characterized (mechanical properties, PVA, SOL and UMI). The concentration of polymeric materials chosen for further study associated the lowest drying time without changing the SOL and PVA films. 6-) Addition of plasticizer: In this step the type of plasticizer (triacetin or glycerol) and its concentration was evaluated (2.5, 5, 7.5, 10, 15, 20, 25 and 30g plasticizer/100g polymeric material). The coacervated films GEL/CHI were prepared at alkaline pH (pH of coacervation between 6.2-7.2) by combining a cationic polysaccharide (QUI) with GEL. Formulations with higher content of gel (10:1 and 20:1 GEL/QUI) gave the coacervated film higher tensile strength, flexibility and less PVA. The analysis of X- ray diffraction and FTIR showed the presence of attractive electrostatic interactions between the chains of gelatin and chitosan. Comparing coacervated films with composite films (without pH adjustment) it was found that the coacervation method gave the highest film tensile strength, lower PVA and lower SOL. By increasing the concentration of polymeric material from 2% to 6% a reduction by half of the drying time was found promoting a greater resistance to breakage and lower PVA. The coacervate films GEL/PEC and GEL/GAR were prepared in acidic pH (pH of coacervation equal to 4.0 and 4.5 to 5.0, respectively), this occurs due to interaction carboxyl group (-COO-) of anionic polysaccharides with amino group (-NH4+) of GEL, since the protein is positively charged at pHs only below its isoelectric point - pI (pI of 4.8 to 5.2 GEL). To coacervate film GEL/PEC, only film solution containing 20:1 GEL/PEC appeared homogeneous and in condition coacervation (pH of coacervation = 4.0). The FTIR spectrum of the coacervated film GEL/PEC (20:1) showed that the carboxyl group of the PEC may have been interacted with the amino group generating new clusters of GEL amide (1630 and 1530 cm-1). The incorporation of the glycerol was more efficient in the polymer matrix of GEL/PEC than triacetin. It was confirmed by visual analysis and by X -ray diffraction. Films coacervated GEL/GAR presented themselves cohesive, uniform and homogeneous. Coacervated films with high gel content were more resistant and flexible and less soluble in water than the formulations with lower content of gel (1:1 to 2:1 GEL/GAR), which was confirmed by analysis of FTIR, DSC and XRD. The coacervation method formed films more mechanical and water resistant than in the non coacervated films. (without pH adjustment). Increasing the concentration the polymeric material from 2 to 6 % reduced the drying time of the film GEL/GAR (10:1) by half without altering their functional properties. All coacervated films GEL/QUI, PEC or GAR, in general, showed the same behavior in addition of plasticizer. The addition of glycerol was more efficient because of its better incorporation into the polymer matrix coacervated producing more flexible films, tougher, with less PVA and more transparent than coacervated films containing triacetin. The results presented here confirm the efficiency of the coacervation method to improve the compatibility, thus intensifying the electrostatic interaction between protein and polysaccharide. This highly reflects in the functional property of coacervated films, since the bigger interaction among biopolymers promotes the formation of more dense and united polymeric net, generating films with higher TR, smaller PVA, less ELO in some formulations and more resistant to the action of water (less SOL) / Doutorado / Consumo e Qualidade de Alimentos / Doutora em Alimentos e Nutrição

Orientador: Carlos Raimundo Ferreira Grosso / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-03T18:23:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bertan_LarissaCanhadas_M.pdf: 1605796 bytes, checksum: b3d91d32b59ca56d206dbe3ad8734bd0 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Pesquisas sobre filmes comestíveis à base de polímeros surgiram nos últimos tempos devido ao impacto ambiental aliado a necessidade de reduzir os resíduos sólidos. Estudo com proteínas animais, como gelatina, demonstraram a capacidade de formar filmes, além de possuir grande produção e baixo custo no Brasil. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar filmes simples e compostos feitos de gelatina, triacetina, ácidos graxos (esteárico, palmítico e láurico) e breu branco. Filmes de gelatina simples e compostos foram produzidos e caracterizados quanto às propriedades de barreira ao vapor de água, oxigênio, solubilidade, propriedades mecânicas (resistência à tração e elongação), opacidade e isotermas de sorção (25°C). Posteriormente foram realizadas análises microestruturais, através da microscopia eletrônica de varredura e microscopia confocal a laser de varredura, temperatura de transição vítrea (Tg) obtida por análise térmica mecânica dinâmica (DMTA) e temperatura de fusão por calorimetria diferencial de varredura (DSC). A adição de substâncias hidrofóbicas (ácidos graxos e breu branco) produziu filmes menos permeáveis ao vapor de água e menor resistência a tração comparando ao filme simples Os filmes compostos causaram aumento da elongação, da opacidade, e da permeabilidade ao oxigênio. Os resultados da microscopia eletrônica de varredura e microscopia confocal a laser, indicaram boa distribuição das substâncias hidrofóbicas e alterações na morfologia da matriz polimérica. O aparecimento de duas a três transições e temperaturas de fusão sugere heterogeneidade dos biofilmes compostos / Abstract: Recently, many researches have been developed on biodegrable and edible films based on biopolymers due to environmental considerations allied to the necessity of reduction residues. Studies involving animal proteins, such gelatin demonstrated the capacity to form films, besides large production with low cost in Brazil. So that, the objective of this work was the development and characterization of the sim pie and composite films produced from gelatin, triacetin, fatty acids (stearic, palmitic, blend of both and blend more lauric acid) and elemi resin. Simple and composite gelatin films were produced and characterized with respect to the water vapor (Wvp) and oxygen permeabilities, solubility, mechanical properties (tensile strenght and elongation), opacity and sorption isotherm determination (25°C). Morphological analysis were effected, by scanning electronic microscopy (SEM) and confocallaser scanning microscopy (CLSM), glass transition temperature (Tg) obtained by dynamic mechanical analysis (DMT A), and temperature of melting by differential scanning calorimeter (DSC) The addition of hidrofobic substances (fatty acid and elemi resin) decreased the WVP and mechanical resistance comparing to the simple film. The composite film increased on elongation, opacity and oxygen permeability. The results SEM and confocal laser scanning microscopy (CLSM) indicated good distribution of hidrofobic substances and alterations in the morphology of the polimeric matrix. The appearance of two Tg's and temperature of melting suggests the heterogeneity of composites biofilms / Mestrado / Mestre em Alimentos e Nutrição

Memoria para optar al título de Ingeniero en Alimentos / No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo en el Portal de Tesis Electrónicas / Las tradicionales fuentes de gelatina, presentan problemas para las comunidades judías y musulmanas y para mercados preocupados por la encefalopatía espongiforme bovina, por lo que el uso de desechos de pescado puede convertirse en un beneficio económico para la industria procesadora, por la reducción de los desechos generados. Bajo estas consideraciones, se postula la elaboración de gelatina a partir de desechos de salmón del Atlántico, materia prima con alta disponibilidad y comportamiento constante. Para ello, se realizó la optimización de la extracción de gelatina de esta fuente, la caracterización del producto obtenido, diseño de la planta y evaluación técnico económica del proyecto. Las variables que afectan significativamente la fuerza de gel de la gelatina obtenida son la concentración de ácido acético y la temperatura de extracción, en que se fijaron las condiciones óptimas en 0,3 M y 30 °C, respectivamente. El producto optimizado presentó una fuerza de gel de 253 “bloom” y una viscosidad de 72,9 mPas para una solución al 8% p/v a 20° C. El análisis proximal arroja un porcentaje de proteínas, ceniza y humedad de 87,9%; 1,9% y 10,2% en base húmeda, respectivamente, con un Aw de 0,56. El producto final posee un color similar al de gelatinas comerciales y ausencia de olor a productos del mar. Se estudió la aplicación de la gelatina obtenida en la clarificación de vino tinto, obteniéndose una reducción de la turbidez de cerca de 6 NTU y en la elaboración de yogurt y helado, los que fueron evaluados por métodos sensoriales e instrumentales y comparados con el producto elaborado con gelatina de bovino obteniéndose resultados similares. Además se realizó la caracterización de los desechos generados en el proceso, con el fin de sugerir formas de aprovechamiento que les otorguen un valor comercial. Se diseñó una planta con una capacidad de 170 toneladas de producto terminado al año, con la posibilidad de aumentar la producción sin la necesidad de invertir en equipos adicionales. La evaluación económica del proyecto arrojó un VAN de 248 millones de pesos, una TIR de un 17% frente a una tasa de descuento anual del 10% y un PRI de 4 años, con lo que se concluye que el proyecto es rentable

A película de amendoim é um resíduo da indústria de alimentos. Esse resíduo é rico em compostos fenólicos como resveratrol e procianidinas e apresenta elevada atividade antioxidante e atividade farmacológica. Apesar de suas atividades farmacológicas, compostos fenólicos apresentam baixa biodisponibilidade devido à glucuronidação catalisada pelas enzimas UDP-glucuronosyltransferases (UGTs), que acontece na primeira passagem no intestino e/ou fígado, dificultando a utilização dos compostos fenólicos como agentes terapêuticos. Filmes de desintegração oral permitem que o princípio ativo seja absorvido no epitélio bucal diretamente pela circulação sistêmica podendo melhorar a biodisponibilidade desses compostos naturais. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho foi desenvolver um filme de desintegração oral à base de gelatina e hidroxipropilmetilcelulose (GEL:HPMC) incorporado com extrato de película de amendoim como um carreador de compostos bioativos. O extrato de película de amendoim foi produzido utilizando-se etanol (70%) como solvente (razão sólidos/solvente de 1:20) à temperatura ambiente sob agitação mecânica (10 minutos), sendo realizada três extrações consecutivas. O extrato foi liofilizado para ser caracterizado em relação à atividade antioxidante, fenólicos totais e aflatoxinas. Os filmes de desintegração oral com diferentes concentrações de gelatina e hidroxipropilmetilcelulose (GEL:HPMC) foram produzidos por casting (2g de macromoléculas/100 g de solução filmogênica e 0,4g de sorbitol/100g de solução filmogênica). O extrato de película de amendoim foi incorporado líquido e concentrado nas concentrações de 10, 20 e 30g/100g de solução filmogênica. Os filmes foram caracterizados em relação à propriedades mecânicas, ângulo de contato, tempo de desintegração, mucoadesividade, pH de superfície, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de infravermelho. O extrato (liofilizado) apresentou concentração fenólica igual a 718,57 mg de equivalente em ácido gálico/g e EC50 igual a 146,07 ± 8.37 µg/mL e 0,37 ng B₁/g. Os filmes sem adição de extrato, independente da formulação, apresentaram homogeneidade e, de um modo geral, os filmes à base de hidroxipropilmetilcelulose apresentaram melhores propriedades mecânicas, hidrofilicidade superior, tempo de desintegração reduzido e mucoadesividade superior em relação aos filmes com gelatina em sua composição. Comportamento similar foi observado para os filmes de desintegração oral com adição de extrato. Entretanto, filmes com adição de extrato e altas concentrações de gelatina (100:0, 75:25) apresentaram formação de complexos insolúveis entre taninos e proteínas, aparentes visualmente. Em função dos resultados obtidos, os filmes à base de hidroxipropilmetilcelulose (0:100) e com 20% de extrato de película de amendoim apresentaram propriedades mecânicas superiores (tensão na ruptura = 26,63 MPa, elongação = 4,97% e módulo elástico = 1284,82 MPa) e menor tempo de desintegração (17,87 segundos) em relação as demais formulações, sendo esta considerada a formulação otimizada como potencial aplicação para filmes de desintegração oral. / Peanut skin is a food industry byproduct which is rich in phenolic compounds, such as resveratrol and procyanidins. Moreover, it has high antioxidant and pharmacological properties. Despite these activities, phenolic compounds have low oral bioavailability due to glucuronidation catalyzed by the enzyme UDP-glucuronosyltransferases (UGTs). This catalyze occurs in the first-pass metabolism (gut and/or liver) difficulting the use of phenolic compounds as therapeutic agents. For oral disintegrating films the active ingredient is directly absorbed into systemic circulation by oral epithelium improving the bioavailability of these natural compounds. The aim of this study was to develop oral disintegrating film composed of gelatin and hydroxypropyl methylcellulose (GEL: HPMC) added of peanut skin extract as a vehicle for bioactive compounds. The peanut skin extract was produced using ethanol (70%) as solvent (solid/solvent ratio 1:20) at room temperature under mechanical stirring (10 minutes) with three consecutive extractions. The extract was lyophilized to be characterized by antioxidant activity, total phenolic and aflatoxins. The oral disintegrating films were produced by casting (2g macromolecules/100 g filmogenic solution and 0.4g of sorbitol/100g of filmogenic solution) with different concentrations of gelatin and hydroxypropylmethylcellulose (GEL: HPMC). The peanut skin extract was added to films liquid and concentrated at concentrations of 10, 20 and 30g / 100g of filmogenic solution. The films were characterized by mechanical properties, contact angle, disintegrating time, mucoadesivity, surface pH, scanning electron microscopy and infrared spectroscopy. The extract (lyophilized) showed phenolic concentration of 718.57 mg of gallic acid equivalent/g, EC50 of 146.07 ± 8.37 µg/mL and 0.37 ng B₁/g. Films without extract, regardless of formulation were homogeneous. In general, hydroxypropyl methylcellulose films exhibited better mechanical properties, higher hydrophilicity and mucoadesivity and reduced disintegration time compared to films with gelatin in its composition. Similar behavior was observed for oral disintegrating films with addition of extract. Films formulation with high gelatin content (100: 0, 75:25) added of extract showed insoluble complexes formed between proteins and tannins. Hydroxypropyl methylcellulose films (0: 100) added of peanut skin extract (20%) showed superior mechanical properties (tensile strength = 26.63 MPa, elongation = 4.97% and elastic modulus = 1284.82 MPa) and lower disintegration time (17.87 seconds) compared with other formulations, which is considered the optimized formulation as a potential application for oral disintegrating films.

Os problemas ambientais provocados pelas embalagens à base de materiais sintéticos não biodegradáveis têm provocado um importante aumento nos estudos sobre filmes à base de biopolímeros. Entretanto, esses filmes têm limitações em suas propriedades, devido, sobretudo à sensibilidade a umidade relativa ambiente. Dentre as alternativas estudadas para melhorar as características desses materiais está o uso de nanopartículas, com destaque para a montmorilonita, que tem problemas de dispersão em água. Outra nanopartícula pouco usada em estudos à base de biopolímeros é a laponita, que é uma nanoargila sintética. Assim, o objetivo geral desta tese foi o desenvolvimento de filmes à base de biopolímeros (colágeno, gelatina e fécula de mandioca), reforçados com uma nanoargila (laponita). Foi estudado o efeito da concentração do biopolímero e da laponita, assim como o método de produção dos filmes (casting e espalhamento mecânico), além da qualidade da dispersão da nanopartícula, sobre as principais propriedades físicas dos filmes nanocompósitos, com especial interesse nas propriedades de superfície. Os filmes foram preparados pela desidratação de soluções formadoras de filmes (SFF), com 2, 4 ou 8 g de biopolímero/100 g SFF; 25 ou 30 g glicerol/100 g de biopolímero; e 0, 1,5; 3; 4,5 e 6 g laponita/100 g de biopolímero. A laponita foi dispersa em água destilada, utilizando-se ultraturrax com velocidade de agitação de 20.000 rpm, por 30 minutos. As partículas de laponita em água tiveram tamanhos menores que 50 nm. Não houve efeito da concentração do biopolímero, nem do método de produção (casting ou espalhamento mecânico) sob as propriedades de topografia superficial e físico-químicas estudadas nos filmes nanocompósitos. As análises de raios X e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier revelaram que as plaquetas de laponita estiveram esfoliadas e/ou intercaladas nos filmes, e que não houve nenhuma formação de ligação química entre as plaquetas de laponita e os biopolímeros em estudo. A presença de laponita incrementou a irregularidade superficial dos filmes, especialmente naqueles produzidos com colágeno e fécula de mandioca. Outras propriedades dos filmes nanocompósitos, tais como densidade, umidade, cor, opacidade, propriedades térmicas, propriedades mecânicas, solubilidade em água, ângulo de contato à água, isotermas de sorção e permeabilidade ao vapor de água não sofreram alterações com a presença de laponita. / The environmental problems caused by packaging based on non-biodegradable synthetic materials have lead to a significant increase in studies about biopolymer films. However, these films have limited physicochemical properties due mainly to its sensitivity to ambient relative humidity. Among the alternatives studied to improve the physicochemical properties of these materials is the use of nanoparticles, especially the montmorillonite, which has problems of dispersion in water. Another nanoparticle no so much studied in films based on biopolymers is laponite, which is a synthetic nanoparticle. Thus, this these aims to development and characterize films based on biopolymers (collagen, gelatin and cassava starch), with a nanoparticle (laponite). The effects of biopolymer and laponite concentrations were studied, as well as, the film production method (casting and spreading), besides the quality of laponite dispersion and its relationship with the physicochemical properties of the films were investigated, with special interest on the surface properties. The films were produced by the dehydration of filmogenic-forming solutions (FFS), with 2, 4 or 8 g of biopolymer/100 g FFS; 25 or 30 g glycerol/100g of biopolymer; and 0, 1.5, 3, 4.5 and 6 g of laponite/100g of biopolymer. The laponite was dispersed in water using ultraturrax, at 20,000 rpm, for 30 minutes. The laponite particles in water had sizes smaller than 50 nm. There was not effect of biopolymer concentration and film production method (casting or spreading) on the surface and physicochemical properties studied in the nanocomposite films. X-ray analysis and Fourier transform infrared spectroscopy revealed that laponite platelets were exfoliated and/or intercalated in the films, and that there were no formed chemical bonds between laponite platelets and the biopolymers studied. The presence of laponite increased the surface irregularity of the films, especially in those produced with collagen and cassava starch. Other properties in the nanocomposite films, such density, moisture content, color, opacity, thermal properties, mechanical properties, water solubility, water contact angle, sorption isotherms and water vapor permeability were not altered by the presence of laponite.

El presente proyecto fue diseñado a partir de la existencia de una saturación del mercado peruano de productos con alto porcentaje en azúcar y bajo aporte nutricional, el cual genera, en niños y adolescentes, desnutrición; y, por ende, la anemia. Una enfermedad frecuente en niños de 2 a 12 años. Al realizar un estudio de mercado en Lima Metropolitana, en la cual se ubicó al mercado meta, se determinó desarrollar la idea de negocio Miski Gelatoz, una gelatina fortificada con hierro henimico y no henimico, permitiendo complementar la alimentación del menor con un postre saludable. Para llevar a cabo el proyecto, se han desarrollado lo siguientes planes: Estratégico, Operativo, Marketing, Recursos Humanos, Responsabilidad Social Empresarial, Financiero y Financiamiento. Respecto a la proyección de ventas y análisis de costos, se han empleado datos reales y actualizados. Asimismo, se implementó el desarrollo del concierge de ventas con el fin de establecer una proyección real en el crecimiento de las ventas en el inicio del negocio. Dicho emprendimiento cuenta con una inversión inicial de S/23,927.78, se obtendrá una pérdida neta de S/ 9,432.84 para el primer año; sin embargo, para finales del segundo año las ganancias se elevan exponencialmente, obteniendo ganancias de S/ 56,186.5 y el tercer año S/ 58,101.51. / This project was designed based on the existence of a saturation in the peruvian market by products with a high percentage of sugar and low nutritional contribution, which generates malnutrition in children and adolescents; and therefore, anemia. A frequent disease in children from 2 to 12 years old. When carrying out a market study in Metropolitan Lima, in which the target market was located, it was determined to develop the business idea Miski Gelatoz, a gelatin fortified with heminic and non-heme iron, allowing the child's diet to be supplemented with a healthy dessert. To carry out the project, the following plans have been developed: Strategic, Operational, Marketing, Human Resources, Corporate Social Responsibility, Financial and Financing. Regarding sales forecasting and cost analysis, actual and updated data have been used. Likewise, the development of activities to measure purchase intention was implemented in order to establish a real projection on sales growth at the start of the business. This undertaking has an initial investment of S / 23,927.78, a net loss of S / 9,432.84 will be obtained for the first year; however, by the end of the second year the earnings rose exponentially, obtaining earnings of S / 56,186.5 and the third year S / 58,101.51. / Trabajo de investigación

Resumo: Foi avaliado o efeito do lodo de indústria de gelatina na fertilidade do solo, na produção de matéria seca e no acúmulo de nutrientes e de Na na parte aérea das plantas de Panicum maximum Jacq. cv. Tanzânia. Foi utilizado um Latossolo Vermelho-Amarelo, textura argilosa, coletado nas profundidades de 0-5, 5-20, 20-40 e 40-60 cm. O solo foi seco à sombra, passado em peneira de 4 mm de abertura de malha, homogeneizado e colocado em colunas de PVC compostas por quatro anéis correspondentes a cada camada. Foram feitas três aplicações das doses de 0; 30; 60; 90 e 120 t ha-1 (base úmida) de lodo de indústria de gelatina: antes da semeadura, após o primeiro e depois do segundo corte. O experimento foi conduzido em casa de vegetação em delineamento inteiramente casualisado, com seis repetições, com duração de 113 dias. Ocorreram aumentos significativos no valor de pH e nos teores de Na, P, Ca , Mg e N no solo. Na produção de matéria seca do capim houve aumento no terceiro corte e na quantidade extraída dos elementos pelas plantas, a de Na aumentou nos três cortes, a de Ca no segundo e terceiro cortes e as de N, P e S apenas no terceiro corte. / Abstract: It was evaluated the effect of gelatin industry sludge on soil fertility, on dry matter production and on nutrient and Na accumulation in the aerial part of plants of Panicum maximum Jacq. cv. Tanzânia. The soil used was a clay Oxisol collected in the depths of 0-5, 5-20, 20-40 and 40-60 cm. After the soil was air-dried and the clods were broken, it was passed through a 4 mm sieve, homogenized and placed in PVC columns with four rings matching each layer. The gelatin industry sludge was applied in rates equivalent to 0; 30; 60; 90 and 120 t ha-1 in each of the three applications: before sowing and after the first and second cut. The experiment was carried out in greenhouse in a completely randomized design, with six replicates, during 113 days. At the end of the experiment the rings of the columns were taken apart and the soil was taken for analysis. There were significant increases in the pH value and in the contents of Na, P, K, Ca, Mg and N in the soil. There was a significant increase in the dry matter production of the grass only in the third cut, and in relation to the uptake amount of the elements by the plants, Na increased in the three cuts, Ca in the second and third cuts and N, P and S only in the third one. / Orientador: Manoel Evaristo Ferreira / Coorientador: Mara Cristina Pessôa da Cruz / Banca: José Ricardo Mantovani / Banca: Patrícia Sarmento / Mestre

A transfusão de sangue é uma intervenção terapêutica capaz de salvar muitas vidas. Entretanto, transfusões também apresentam uma alta gama de possíveis eventos adversos, questões logísticas, econômicas e sociais. Dentre as principais preocupações terapêuticas estão a incompatibilidade (principalmente do sistema ABO), a transmissão de microrganismos patogênicos, os distúrbios imunomodulatórios, as reações hemolíticas, o aumento estatístico do risco de morte proporcional ao volume de sangue infundido, dentre outros. Diversas alternativas às transfusões sanguíneas são propostas na literatura científica, dentre elas o desenvolvimento de transportadores de oxigênio que utilizam a hemoglobina, comumente intitulados substitutos sanguíneos. Neste âmbito, o presente estudo teve como objetivo o desenvolvimento de uma rota de síntese e a síntese de partículas de gelatina contendo hemoglobina polimerizada. Para tanto, realizou-se a síntese do polietileno glicol bis-[succinimidil succinato], extraiu-se e polimerizou-se com glutaraldeído ou polietileno glicol bis-[succinimidil succinato] hemoglobina de sangue bovino e, partículas de gelatina coriácea ou óssea contendo hemoglobina polimerizada foram sintetizadas e caracterizadas. A síntese do polietileno glicol bis-[succinimidil succinato] (SSPEG) foi caracterizada por espectroscopia RAMAN, análise diferencial de calorimetria (DSC) e os resultados obtidos indicaram o sucesso das reações. O produto da reação de polimerização da hemoglobina e albumina com o SSPEG foi verificado por SDS-PAGE e os resultados obtidos indicaram a formação com sucesso de polímeros de alta massa molecular. As partículas contendo hemoglobina polimerizada geradas com gelatina coriácea apresentaram diâmetro hidrodinâmico de 1370 nm, dispersividade de 0,029 e potencial zeta de -36,1 mV. As partículas contendo hemoglobina polimerizada geradas com gelatina óssea apresentaram diâmetro hidrodinâmico de 438 nm, dispersividade de 0,563 e potencial zeta de -24,5 mV. Os resultados obtidos sugerem a aplicabilidade da gelatina coriácea para a produção de partículas contendo hemoglobina polimerizada com possível aplicação como transportador de oxigênio. / Blood transfusion is a therapeutic intervention that can save many lives. However, transfusion is also related to several possible adverse therapeutic events and logistic, economic and social concerns. Among the major therapeutic concerns are incompatibility (mainly of the ABO group system), pathogenic microorganisms\' transmission, immunomodulatory disturbances, hemolytic reactions, death risk increase that is proportional to the infused volume, among others. Several alternatives to blood transfusion are proposed in the scientific literature. Among them is the development of hemoglobin based oxygen carriers, commonly entitle blood substitutes. To this extent, the present work aimed to develop a synthetic route and to synthesize gelatin particles containing polymerized hemoglobin. To this purpose PEG bis(succinimidyl succinate) was synthesized, bovine hemoglobin was extracted and polymerized with glutaraldehyde or PEG and polyhemoglobin contained particles of gelatin from leather or bones were synthesized and characterized. PEG bis(succinimidyl succinate) synthesis was characterized by RAMAN spectroscopy and by differential scanning calorimetry (DSC) and the obtained results indicated the successful synthesis. The reaction product of the polymerization of hemoglobin or albumin with PEG was verified by SDS-PAGE and the results indicated the successful formation of high molecular mass polymers. The particles generated with leather gelatin and polyhemoglobin had a hydrodynamic diameter of 1370 nm, dispersity of 0.029 and zeta potential of -36.1 mV. Particles generated with bone gelatin and polyhemoglobin had hydrodynamic diameter of 438 nm, dispersity of 0.563 and zeta potential of -24.5 mV. The obtained results suggest the applicability of leather gelatin for the production of polyhemoglobin containing particles aiming to the development of a hemoglobin based oxygen carrier.

É crescente o interesse dos consumidores por produtos naturais com apelo funcional. Por isso tem se estudado novos veículos de liberação de compostos bioativos, como por exemplo, os filmes de desintegração oral. A própolis é uma fonte natural rica em compostos ativos, como por exemplo, os compostos fenólicos, que lhe confere atividade antimicrobiana e antioxidante. O colágeno hidrolisado pode apresentar diversos benefícios quando ingerido, como aumento da densidade óssea e representa uma boa fonte de peptídeos. Este trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar os filmes de desintegração oral à base de gelatina aditivados com colágeno hidrolisado (CH) e extrato etanólico de própolis (EEP). Os filmes foram produzidos pela técnica de casting mantendo constante a massa de gelatina(mG) colágeno hidrolisado(mCH) em 2 g de mG+CH (g/100g de solução filmogênica), e a concentração de sorbitol em 30g (g/100g de mG+CH). Foram avaliadas diferentes concentrações de CH (0, 10, 20 e 30 g/100 g de mG+CH) e de EEP (0, 100 e 200 g /100 g de mG+CH). Os filmes foram caracterizados em relação à cor e opacidade, matéria total solúvel, umidade, propriedades mecânicas (tensão na ruptura e elongação), microscopia eletrônica de varredura, mucoadesividade, ângulo de contato, tempo de desintegração, grau de intumescimento, concentração de compostos fenólicos, liberação in vitro, cinética de liberação, calorimetria diferencial de varredura, espectroscopia de infravermelho com transforma de Fourier (FTIR), atividade antimicrobiana e estabilidade dos compostos fenólicos em função do tempo armazenamento. O aumento da concentração de CH provocou aumento significativo da solubilidade. Nas propriedades mecânicas foi observado aumento da elongação para os filmes com adição de colágeno em relação ao filme controle e redução significativa da tensão na ruptura com o aumento da concentração de CH. Não foi observado variação da microestrutura com a adição de colágeno e os filmes com maior concentração de CH foram mais mucoadesivos. O aumento da concentração de CH provocou redução do tempo de desintegração, apresentando uma liberação mais rápida dos compostos fenólicos. Em relação ao aumento da concentração de EEP foram observados alterações nos parâmetros de cor e opacidade devido a cor característica do extrato. Observou-se redução da solubilidade e aumento na tensão de ruptura com o aumento de EEP. Para filmes aditivados com EEP foi observada uma microestrutura menos compacta e desordenada e aumento da mucoadesividade. O aumento da concentração de EEP provocou aumento do tempo de desintegração, com redução do grau de intumescimento, e uma liberação mais lenta dos compostos fenólicos. O processo de produção dos filmes não provocou degradação dos compostos fenólicos e os filmes aditivados apresentaram atividade antimicrobiana contra Staphylococcus aureus. Os filmes de desintegração oral mantiveram a concentração de compostos fenólicos após 84 dias de armazenamento. Desta forma, os filmes de desintegração oral aditivados com extrato etanólico de própolis e colágeno hidrolisado representam uma boa alternativa como veículo de compostos fenólicos na cavidade oral. / There is an increase in the interest of consumers for natural products with functional appeal. Therefore, it has been studied new vehicles for release of bioactive compounds, such as orally disintegrating films. Propolis is a rich natural source of active compounds, such as phenolic compounds, responsible for antimicrobial and antioxidant activity. Hydrolyzed collagen may have several benefits when ingested, such as increased bone density and it is a good source of peptides. This study aimed the development and characterization of orally disintegrating films gelatin-based additives with hydrolyzed collagen (CH) and ethanol extract of propolis (EEP). The films were produced by casting, keeping mass constant of gelatin (mG) and hydrolyzed collagen (mCH) at 2 g of mG+CH/100 g filmogenic solution, and the concentration of sorbitol at 30 g/100 g mG+CH. It was evaluating different concentrations of CH (0, 10, 20 and 30 g/100 g of mG+CH) and EEP (0, 100 and 200 g/100 g of mG+CH). The films were characterized regarding color and opacity, total soluble matter, moisture, mechanical properties (tensile strength and elongation), scanning electron microscopy, mucoadhesion, contact angle, disintegration time, swelling degree, concentration of phenolic compounds, in vitro release, release kinetics, differential scanning calorimetry, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), antimicrobial activity and stability of phenolic compounds were evaluated during the storage time. Increasing in concentration of CH caused a significant increase of solubility. For mechanical properties was observed increased at elongation for films with collagen in relation to control film and significant reduction of tensile strength with increasing of CH. It was not observed difference in microstructure because of CH addition and the films with higher concentrations of CH showed higher mucoadhesive. The increased of CH concentration promoted a reduction in disintegration time, showed a faster release of phenolic compounds. The increased of EEP concentration influenced color parameters and opacity due to color of the extract. It was observed a reduction of the solubility and an increase in tensile strength with the increase of EEP. The addition of EEP promoted a microstructure less compact and more disordered structure and increased mucoadhesion. Increased in EEP concentration increased disintegration time, reduced swelling degree, and caused a slower release of phenolic compounds. The production process did not cause degradation of phenolic compounds and additives films exhibited antimicrobial activity against Staphylococcus aureus. The orally disintegrating films remained the concentration of phenolic compounds after 84 days of storage. Thus, the orally disintegrating film additives with ethanol extract of propolis and hydrolyzed collagen represent a good alternative as a vehicle of phenolic compounds in the oral cavity.