Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The formation of inclusion complexes (IC) with cyclodextrins (CDs) for natural and synthetic compounds have been a major resources employed by the pharmaceutical industry in recent years, the main aim of this IC is increasing the water solubility of poorly soluble drugs by improving its stability and bioavailability. Among the different kind of CDs, the -cyclodextrin (-CD) is mostly used since it is obtained with a high yield and low cost, as well as by presenting appropriate size to accommodate a wide variety of lipophilic substances. Thus, the formation of IC hecogenin acetate / β-CD (HA/β-CD) shows favorable results, saponin belonging to the class of steroidal glycosides with pharmacological activities described in the literature, such as: anti-hyperalgesic, anti-inflammatory and analgesic, it has limited solubility in aqueous medium with formation of persistent and abundant foam. Thus, this study aimed to prepare and characterize IC HA/ β-CD in molar ratios of 1: 1 and 1: 2 (AH: β-CD). The results demonstrated that freeze-dryer (FD) in a molar ratio of 1:2 was the best complexing method, since the DSC and TG/DTG curves was possible to observe respectively the disappearance of the characteristic event of fusion of the HA and considerable reduction in weight loss in the first stage (m1 = 5.62 ± 0.64% from 30-270 ° C), with increased degradation temperature (247 ° C to 300 ° C), indicating greater thermal stability. The FTIR spectrum showed variations in intensity and shift bands between 1739 cm-1 and 1703 cm-1 characteristic carbonyl groups of the ketone and ester of HA. SEM analysis showed the loss of the crystal structure and decrease particle size; the XRD results showed decreased intensity and the appearance of new peaks, suggesting change of crystalline phase to mass spectrometry and docking showed interaction between HA and -CD and NMR confirmed the formation of IC by the FD method on the molar ratio 1: 2. Therefore, it is conclude that from the results, the best method of preparation of IC was observed in FD method in molar ratio 1: 2. / A formação de complexos de inclusão (CI) com ciclodextrinas (CDs) naturais e sintéticas têm sido um dos principais recursos empregados pela indústria farmacêutica nos últimos anos, com o objetivo de aumentar a solubilidade em água de fármacos fracamente solúveis, melhorando sua estabilidade e biodisponibilidade. Dentre as CDs naturais, a -ciclodextrina (-CD) é a mais utilizada, uma vez que é obtida com um elevado rendimento e baixo custo, como também, por apresentar tamanho apropriado para acomodar uma grande variedade de substâncias lipofílicas. Assim, a formação de CI acetato de hecogenina/β-CD (AH/β-CD), mostra-se favorável, visto que esta saponina pertencente a classe dos glicosídeos esteroidais, com atividades farmacológicas já descritas na literatura, tais como: anti-hiperalgésica, anti-inflamatória e analgésica, apresenta solubilidade limitada em meio aquoso, com formação de espuma persistente e abundante. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivos preparar e caracterizar CI AH/β-CD nas razões molares de 1:1 e 1:2 (AH: β-CD). Os resultados obtidos demonstraram que a liofilização (LI) na razão molar de 1:2 foi o melhor método de complexação, dado que, nas curvas DSC e TG/DTG foi possível observar respectivamente, o desaparecimento do evento característico da fusão do AH, e a redução considerável de perda de massa na primeira etapa (m1= 5,62 ± 0,64% entre 30-270 °C), com aumento da temperatura de degradação (247 °C para 300 °C), indicando maior estabilidade térmica. O espectro do FTIR apresentou variações de intensidade e deslocamento de bandas entre 1739 cm-1 e 1703 cm-1 características de grupamentos carbonila de estér e cetona do AH; o MEV mostrou perda da estrutura cristalina e diminuição de tamanho das partículas; o DRX apresentou diminuição de intensidade e surgimento de novos picos, sugerindo mudança de fase cristalina, a espectrometria de massas e o docking mostrou interação entre o AH e a -CD e o RMN confirmou a formação de CI pelo método de LI na razão molar de 1:2. Logo, conclui-se que a partir dos resultados obtidos, o melhor método de complexação foi a LI na razão molar de 1:2.

L'amylose est un homopolymère quasi-linéaire d'unités glucosyles liées en α(1,4) qui, extrait de l'amidon natif, possède la propriété remarquable de former des complexes cristallins avec une grande variété de petites molécules organiques. Ces complexes sont regroupés sous le terme générique d'amylose V. Nous avons testé la capacité de 120 composés à induire la cristallisation de l'amylose à partir de solutions aqueuses diluées. La morphologie et la structure des cristaux lamellaires formés ont été caractérisés par microscopie électronique en transmission ainsi que par diffraction des électrons et des rayons X. Les données révèlent que les structures de ces complexes peuvent être classées en 10 familles dont 5 sont décrites pour la première fois. Des spectres de résonnance magnétique nucléaire du solide du 13C montrent clairement que l'hélicité de l'amylose V est corrélée à la résonnance du carbone C1 qui se déplace vers les champs faibles lorsque le nombre d'unités glucosyles par tour augmente. Des modèles géométriques préliminaires ont été proposés pour tous les allomorphes, la structure de cristaux de V1-butanol ayant été analysée en détail en combinant des calculs de conformation et d'énergie d'empilement avec un affinement de structure de polymère cristallin classique. Tous les allomorphes contiennent des simples hélices d'amylose d'ordre 6, 7 ou 8 et les molécules invitées peuvent être localisées dans ces hélices, entre elles ou les deux. Chaque type d'allomorphe peut être obtenu avec différents complexants et la conformation de l'hélice d'amylose dépend de la taille du complexant. De plus, un ligand donné est susceptible d'induire la formation de plusieurs allomorphes. Le polymorphisme cristallin de l'amylose serait donc une caractéristique plus générale que ce qui avait été rapporté auparavant. La propension au polymorphisme dépend non seulement de la nature du complexant mais aussi des conditions de cristallisation. Le degré de polymérisation de l'amylose, sa concentration et celle du complexant, la température de mélange ou de cristallisation et la composition du solvant ont un impact significatif sur la formation de cristaux et la structure de l'amylose V. Par ailleurs, nous avons utilisé des complexes avec l'ibuprofène comme modèle afin d'évaluer le potentiel de l'amylose V comme système de délivrance de principes actifs. Différentes fractions d'ibuprofène, probablement corrélées aux positions possibles de la molécule dans le cristal, sont sélectivement relarguées en variant le pH du milieu de dissolution. Puisque le relargage intervient principalement à pH élevé, ces complexes d'inclusion sont donc potentiellement intéressants pour cibler une libération intestinale et pourraient donc améliorer l'effet thérapeutiques de l'ibuprofène. / Amylose, a mostly linear homopolymer of α(1,4)-linked glucosyl units extracted from native starch, has the remarkable property to form "V-amylose" crystalline complexes with a variety of small organic molecules. We have tested the ability of 120 compounds to induce the crystallization of amylose from dilute aqueous solutions. The morphology and structure of the resulting lamellar crystals were characterized by transmission electron microscopy as well as electron and X ray diffraction. The data revealed that the structures of the complexes could be classified into 10 families, 5 of which were described for the first time. In addition, 13C solid-state nuclear magnetic resonance spectra clearly showed that the helicity of V-amylose was correlated with the resonance of carbon C1 that was shifted downfield with increasing number of glucosyl units per turn. Tentative geometrical models were proposed for all allomorphs and the structure of V1-butanol was analyzed in more details by combining conformational and packing energy calculations with classical crystalline polymer structure refinement. All allomorphs contained 6-, 7- or 8-fold amylose single helices and the guest molecules could be located inside these helices, in-between, or both. Each allomorph could be obtained with different complexing agents and the helical conformation was found to depend on the size of the complexing agent. In addition, a given ligand could induce the formation of several allomorphs, suggesting that the polymorphism of V-amylose crystals is a more general characteristic than what was previously reported. The propensity for polymorphism is not only related to the nature of the complexing agent but also to the crystallization conditions. The degree of polymerization of amylose, its concentration and that of the complexing agent, the temperature of mixing and crystallization, and the solvent composition have a significant impact on the formation and crystal structure of V-amylose. In addition, crystalline complexes prepared with ibuprofen were used as a model to evaluate the potential of V-amylose as a delivery system of bioactive molecules. Different fractions of ibuprofen, likely correlated with the different locations of the guest in the crystal, were selectively released by varying the pH of the dissolution medium. Since the release mainly occurred at high pH, these inclusion complexes appear to be potentially interesting for intestinal targeting and would thus improve the therapeutic effect of ibuprofen.

Le jus d'orange frais est largement apprécié par les consommateurs en raison de son goût agréable et sa haute valeur nutritionnelle. La qualité du jus d'orange frais est rapidement altérée, notamment par les microorganismes. L'addition des antimicrobiens d'origine végétale au jus d'orange pourrait augmenter la durée de vie de ce jus durant le stockage à 4 °C. Parmi ces antimicrobiens naturels, plusieurs sont sensibles aux facteurs environnementaux qui diminuent leur efficacité dans les produits alimentaires, ce qui nécessite leur incorporation dans des systèmes d'encapsulation. Bien que ce domaine soit promettant, l'évaluation de l'activité des molécules antimicrobiennes encapsulées dans des jus de fruits reste limitée. Nous avons recherché une molécule naturelle active contre Lactobacillus fermentum, une bactérie impliquée dans la détérioration du jus 'orange, dans le milieu de culture. Le nérolidol (Ner), un sesquiterpène alcool, a été sélectionné parmi 28 molécules naturelles (terpènes et phénols) criblées et a montré une puissante activité contre L. fermentum (concentration minimale inhibitrice (CMI) = 25 μM et concentration minimale bactéricide (CMB)= 50 μM) dans le milieu de culture à 37 °C. Dans la suite du travail, le Ner a été incorporé dans le complexe d'inclusion hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HP-β-CD)/Ner, les liposomes conventionnels (LCs), les liposomes contenant le complexe d'inclusion (DCL) et les bicelles. Les analyses HPLC ont montré que les complexes d'inclusion, les LCs et le système DCL contenaient 40, 30 et 15 μg Ner/mg poudre, respectivement. En outre, les systèmes ont été caractérisés en termes de morphologie, de taille, d'homogénéité et de potentiel zêta. Le Ner a été incorporé dans les bicelles à un rapport molaire phospholipides:Ner de 100:1 sans altération de la structure du système (taille, homogénéité, potentiel zêta, morphologie). Cette formulation a montré une efficacité d'encapsulation du Ner et un taux d'incorporation des phospholipides élevés et un pourcentage de Ner dans les bicelles de 0,86%. A des concentrations plus élevées, le Ner a altéré les caractéristiques physiques (taille, homogénéité, morphologie) et thermodynamiques de la membrane des bicelles et a augmenté le désordre au niveau membranaire. Le complexe d'inclusion HP-β-CD/Ner (CMI = 100 μM et CMB= 200 μM) a montré une bonne efficacité contre L. fermentum dans le milieu de culture à 37 °C. L'efficacité du Ner libre et du complexe d'inclusion HP-β-CD/Ner a énormément diminué dans le jus d'orange réfrigéré, vu qu'un effet bactéricide total a été obtenu après 8 et 17 jours d'incubation, respectivement, à 2000 μM en Ner. Alors que les liposomes ont bloqué cette activité pour au moins 20 jours et ont altéré l'aspect du jus. A 4000 μM en Ner libre ou incorporé dans le complexe d'inclusion, une mort bactérienne totale a été observée après 5 et 6 jours, respectivement. En outre, la présence du complexe d'inclusion n'a pas modifié le pH et l'acidité titrable du jus, alors qu'une faible augmentation du degré de Brix a été observée. Des études ultérieures sur l'activité antibactérienne des bicelles incorporant le Ner peuvent être envisagées pour déterminer l'efficacité du système préparé. Ce système pourrait être aussi caractérisé en termes de cinétique de libération, de protection du Ner / Fresh orange juice is widely appreciated by consumers due to its pleasant taste and high nutritional value. Fresh orange juice is rapidly altered during storage, especially by microorganisms. The addition of plant-derived antimicrobials to orange juice may increase its shelf life during storage at 4 °C. Many of these natural antimicrobials are sensitive to environmental factors which reduce their effectiveness in food products. Therefore, their incorporation into encapsulation systems is required. Although this strategy is promising, the evaluation of the activity of encapsulated antimicrobials in fruit juices remains limited. In this study, we searched for a natural molecule active against Lactobacillus fermentum, a bacterium involved in the deterioration of orange juice, in the culture medium. Nerolidol (Ner), a sesquiterpene alcohol, was selected among 28 natural molecules (terpenes and phenols) and showed a potent activity against L. fermentum (minimum inhibitory concentration (MIC) = 25 μM and minimal bactericidal concentration (CMB) = 50 μM) in culture medium at 37 °C. Ner was incorporated into hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HP-β-CD) inclusion complex, conventional liposomes (CLs), dug-in-cyclodextrin-in liposome (DCL) and bicelles. HPLC analysis showed a Ner content of 40, 30 and 15 μg per mg powder of HP-β-CD/Ner inclusion complex, LCs, and DCL system, respectively. In addition, the systems were characterized in terms of morphology, size, homogeneity, and zeta potential. Ner was incorporated in bicelles at a phospholipids to Ner molar ratio of 100:1 without altering the structural characteristics of the system (size, homogeneity, zeta potential, morphology). This formulation showed a high encapsulation efficiency of Ner, a high phospholipid incorporation rate, and a molar percentage of Ner in bicelles of 0.86%. At higher concentrations, Ner altered the physical (size, homogeneity, morphology) and the thermodynamic parameters of the bicelles membrane in addition to the increase in membrane fluidity. The HP-β-CD/Ner inclusion complex (MIC = 100 μM and CMB = 200 μM) showed good efficacy against L. fermentum in the culture medium at 37 C. The efficacy of free Ner and HP-β-CD/Ner inclusion complex was greatly reduced in refrigerated orange juice, as a total bactericidal activity was observed after 8 and 17 days of incubation, respectively, at a Ner concentration of 2000 μM. Whereas, liposomes blocked this activity for at least 20 days and altered the appearance of the juice. At 4000 μMof free Ner or Ner incorporated into the inclusion complex, a total bacterial death was observed after 5 and 6 days, respectively. In addition, the presence of the inclusion complex did not alter the pH and the titratable acidity of the juice, while a slight increase in the Brix degree value was observed. Subsequent studies on the antibacterial activity of bicelles incorporating Ner may be considered to determine the effectiveness of the prepared system. This system could also be characterized in terms of release rate and Ner stability

Fundação de Apoio a Pesquisa e à Inovação Tecnológica do Estado de Sergipe - FAPITEC/SE / Limonene (LIM) is a monocyclic monoterpene, and one of the main constituents of several essential oils of citric fruits such as orange, tangerine and lemon. Among the essential oils found in citric fruits in general, R-(+)-limonene is the majoritarian component, which can reach concentrations from 90 to 96%. Cyclodextrins (CDs) are cyclic oligosaccharides, most commonly found with six, seven or eight glucose units, known respectively as α-CD, β-CD and γ-CD. They are obtained through the action of the enzyme cyclomaltodextrin glucanotransferase (CGTase) on starch. The CDs are able to form inclusion complexes, altering the physical and chemical properties of the complexed compounds. The objective with this work was to prepare and characterize physical-chemically inclusion complexes of limonene in α-and β-cyclodextrin, studying the properties of the supposed complex formed. Such complex was prepared by means of physical mixture, malaxage and co-evaporation, and was characterized through thermal analysis (differential scanning calorimetry– DSC – and thermogravimetry/derivative thermogravimetry – TG/DTG); gas chromatography coupled to a mass spectrometry -GC/MS; X-ray diffraction – DRX; Fourier infrared transform – FTIR – absorption spectrophotometry; electronic scanning microscopy – ESM;molecular modeling (Docking)and kinetic study of first-phase mass loss. From the results obtained through the analyses, it was possible to point out that both the α-CD and the β-CD formed inclusion complexes with limonene. However, in the DSC curves of the α-CD, which correspond to the methods of MA and CE, it was possible to observe a profile that is different from that observed for pure α-CD and MF. In the DSC curves for β-CD, we observed that the CE presented an endothermic profile that was more significant than were the MF and MA methods. According to the TG/DTGanalyses for α-CD, we can observe that the thermoanalytical profile of the complexes obtained through the MF, MA and CE methods were similar to that of -CD. The TG/DTG curves of limoneneshow mass loss around 100% in the interval of 30-169°C. The TG/DTG curve of α-CD showed two phases of mass loss (between 25 and 120°C) that add up to 10.7% of mass loss followed by decomposition and elimination of carbonaceous material. The TG/DTG curves of β-CD, MF, MA and CE presented a thermoanalytical profile that was similar to the complexes obtained with α-CD. After the evaluation of the mass losses shown on Table 2, we can see figures around 8% for MA and CE in the temperature range between 120 and 270º C, what is an indicator of the higher capacity of limonene complexation. In the results of CG/EM for α-CD, it was possible to observe that MA encapsulated limonene in a ratio of 1:0.49 (limonene: α-CD), but in a ratio that was lower to CE 1:18.11 (limonene: α-CD). Thus, it is shown that CE was the best method, and also that β-CD did not show any complexation in MF and MA. CE showed complexation efficiency of 1:1.44, being considered as the best method for complexation when compared to CE of α-CD. The standard of X-ray diffraction of MF was shown to be quite similar to those found for pure α-CD and β-CD. That is an indicator of low efficiency of complexation. By observing the reflections of MA and CE, we can verify the onset of new peaks and the absence of characteristic peaks of pure α-CD and β-CD. In the analysis of the FTIR spectra corresponding to the inclusion complexes obtained through the methods of MF, MA and CE, it was possible to observe a profile that was quite similar among all the samples. They resemble the spectrum ofpure α-CD and β-CD due to the fact that the complexes have been prepared in a molar ratio of 1:1 (limonene 136.24 g/mol andα-CD 972 g/mol). MEV was performed to evaluate the changes in the crystalline characteristics on the surfaces of pure α-CD and β-CD and after the formation of the inclusion complex, where the results corroborate other findings of the characterization tests. In the molecular modeling (docking), the theoretical results showed more stability in the ligations between α-CD/LIM (-4.49 kcal/mol) than what was observed between β-CD/LIM (-4.04 kcal/mol), once that a lesser expenditure of energy was necessary between α-CD/LIM in relation tothat between β-CD/LIM. The kinetic study of the first phase of decomposition was introduced in this work in order to observe the thermal behavior of the pure α-CD and β-CD, as well as of the complexes obtained in the warming ratios of 2.5-5.0-10 and 15 ºC.min-1, under nitrogen dynamic atmosphere (100 mL. min-1). / O limoneno (LIM) é um monoterpeno monocíclico, sendo um dos principais constituintes de vários óleos essenciais de frutas cítricas, como laranja, tangerina e limão. Dentre os óleos essenciais encontrados nos cítricos em geral, o R-(+)-limoneno é seu componente majoritário, podendo atingir concentrações de 90 a 96%. As ciclodextrinas (CDs) são oligossacarídeos cíclicos, mais comumente encontradas com seis, sete ou oito unidades de glicose, denominadas respectivamente de α-CD, β-CD e γ-CD. São obtidas pela ação da enzima ciclomaltodextrina glucanotransferase (CGTase) sobre o amido. As CDs são capazes de formar complexos de inclusão, alterando as propriedades físicas e químicas dos compostos complexados. O objetivo com este trabalho foi preparar e caracterizar físico-químicamente complexos de inclusão de limoneno em α e β-ciclodextrina, estudando as propriedades do suposto complexo formado. Tal complexo foi preparado por meio das técnicas de mistura física, malaxagem e co-evaporação, e foi caracterizado por análise térmica (calorimetria exploratória diferencial-DSC e termogravimetria/termogravimetria derivada-TG/DTG); cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas-CG/EM; difração de raios X-DRX; espectrofotometria de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier-FTIR; microscopia eletrônica de varredura-MEV, modelagem molecular (Docking) e estudo cinético de primeira etapa de perda de massa. Por meio dos resultados obtidos pelas análises foi possível evidenciar que tanto a α-CD quanto a β-CD formaram complexos de inclusão com o limoneno. No entanto, nas curvas DSC da α-CD que correspondem aos métodos de MA e CE foi possível observar um perfil diferente daquele observado para α-CD pura e MF. Nas curvas DSC para β-CD, observou-se que para o método CE apresentou perfil endotérmico mais significativo do que os métodos de MF e MA. De acordo com as análises TG/DTG para α-CD pode-se observar que o perfil termoanalítico dos complexos obtidos pelo método da MF, MA e CE foram semelhantes a -CD. As curvas TG/DTG do limoneno mostra perda de massa em torno de 100% no intervalo de 30-169°C. A curva TG/DTG da α-CD mostrou duas etapas de perdas de massa (entre 25-120°C) somam 10,7% de perda de massa seguidas de decomposição e eliminação do material carbonáceo. Nas curvas TG/DTG da β-CD, MF, MA e CE que apresentaram um perfil termoanalítico similar aos complexos obtidos com a α-CD. Após a avaliação das perdas de massa mostradas na Tabela 2 pode-se verficar valores em torno de 8% para o MA e CE na faixa de temperatura entre 120 e 270º C, o que é um indicativo da maior capacidade de complexação do limoneno. Nos resultados para o CG/EM para α-CD foi possível observar que o MA encapsulou o limoneno em uma razão de 1:0,49 (limoneno: α-CD), mas em uma razão inferior ao CE 1:18,11 (limoneno: α-CD). Mostrando desta forma que a CE foi o melhor método, e para β-CD pode-se observar que não exibiu nenhuma complexação na MF e MA. Já a CE mostrou uma eficiência de complexação igual a 1:1,44, sendo assim considerado o melhor método de complexação quando comparado com o CE da α-CD. No padrão de difração de raios X da MF mostrou ser bastante similar aos encontrados da para a α-CD e β-CD puras. Esse é um indicativo da baixa eficiência de complexação. Ao observar as reflexões da MA e CE, pode-se verificar o surgimento de novos picos e a ausência de picos característicos da α-CD e β-CD puras. Na análise dos espectros no FTIR correspondentes aos complexos de inclusão obtidos pelos métodos da MF, MA e CE foi possível observar um perfil muito semelhante entre todas as amostras. Elas se assemelham a espectro da α-CD e β-CD puras devido aos complexos terem sido preparados em razão molar 1:1 (limoneno 136,24 g/mol e α-CD 972 g/mol). A MEV foi realizada para avaliar as mudanças nas características cristalinas na superfície das α-CD e β-CD puras e após a formação do complexo de inclusão, onde os resultados corroboram com os outros achados dos testes de caracterização. Na modelagem molecular (docking), os resultados teóricos mostraram estabilidade nas ligações entre α-CD/LIM (-4,49 kcal/mol) do que os observados entre β-CD/LIM (-4,04 kcal/mol), pois foi necessário menor gasto de energia entre α-CD/LIM do que entre β-CD/LIM. O estudo cinético da primeira etapa de decomposição foi introduzido neste trabalho para observar o comportamento térmico das α-CD e β-CD puras e dos complexos obtidos nas razões de aquecimento de 2,5-5,0-10 e 15 ºC.min-1, sob atmosfera dinâmica de nitrogênio (100 mL. min-1).

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No entanto, torna-se necessário a complexação com alguma molécula a fim de reduzir algumas características indesejáveis, como a alta volatilidade. As ciclodextrinas são moléculas em forma de cone capazes de acomodar no seu interior moléculas apolares, como os óleos essenciais. Uma tecnologia eficaz capaz de incorporar compostos bioativos em nanomateriais, é a técnica de electrospinning. Com isso, o objetivo desse estudo foi produzir fibras ultrafinas de zeína incorporando um complexo de inclusão (CI) entre β-Ciclodextrina (β-CD) e óleo essencial de eucalipto (Eucalyptus citriodora) (OEE) através da técnica de electrospinning a fim de se obter membranas antimicrobianas como embalagens ativas para alimentos. O OEE foi caracterizado quanto a composição química e atividade antimicrobiana contra 7 bactérias de importância em alimentos. O CI foi avaliado quanto aos grupos funcionais, morfologia e propriedades térmicas. As soluções poliméricas de zeína pura, em diferentes concentrações, foram avaliadas quanto a viscosidade aparente e condutividade elétrica e as membranas resultantes após o processo de electrospinning foram avaliadas quanto a morfologia e distribuição de diâmetro. As soluções de zeína 30% (p/v) foram adicionadas de CI nas concentrações de 6, 12, 18 e 24% (p/v), sendo estas caracterizadas quanto a viscosidade aparente e condutividade elétrica. Após o processo de electrospinning das soluções com CI, estas membranas foram avaliadas quanto a morfologia e distribuição de diâmetro, propriedades térmicas, grupos funcionais e atividade antimicrobiana em microatmosfera contra S. aureus e L. monocytogenes. Os resultados indicaram atividade antimicrobiana do OEE contra as bactérias testadas. Através da análise dos grupos funcionais e da morfologia, pode-se observar uma efetiva complexação do OEE e da β-CD. As fibras obtidas com 30% (p/v) de zeína na solução polimérica apresentaram melhores características morfológicas. Todas as membranas formadas com CI reduziram o crescimento microbiano de S. aureus e L. monocytogenes. A concentração de 24% (p/v) de CI foi a que se obteve maior percentual de redução de crescimento, em micro-atmosfera, com 24,3% e 28,5% para S. aureus e L. monocytogenes, respectivamente. As membranas antimicrobianas apresentaram características para possível aplicação como embalagens ativas para alimentos. / Microbial control is a constant concern in the food packaging industry. Active packaging is capable of inhibiting microbial growth in food. In addition, the use of biodegradable polymers has been extensively studied. Zein is a biodegradable polymer that has great potential in the packaging industry and can encapsulate bioactive compounds in its polymer matrix. Essential oils (EO) are naturally occurring bioactive compounds due to the secondary metabolism of some plants and have been studied as antimicrobial agents in active packaging. However, complexation with some molecule is necessary in order to reduce some undesirable characteristics, such as high volatility. Cyclodextrins are cone-shaped molecules capable of accommodating apolar molecules such as essential oils. An effective technology capable of incorporating bioactive compounds into nanomaterials is the electrospinning technique. The objective of this study was to produce ultrafine zein fibers by incorporating an inclusion complex (IC) between β-Cyclodextrin (β-CD) and eucalyptus essential oil (EO) through the electrospinning technique in order to Antimicrobial membranes as active food packaging. The EEO was characterized by the chemical composition and antimicrobial activity against 7 bacteria of importance in food. CI was evaluated for functional groups, morphology and thermal properties. Polymer solutions of pure zein at different concentrations were evaluated for apparent viscosity and electrical conductivity and the resulting membranes after the electrospinning process were evaluated for morphology and diameter distribution. The 30% (w/v) zein solutions were added with IC at concentrations of 6, 12, 18 and 24% (w/v), which were characterized for apparent viscosity and electrical conductivity. After the electrospinning process of IC solutions, these membranes were evaluated for morphology and diameter distribution, thermal properties, functional groups and micro-atmosphere antimicrobial activity against S. aureus and L. monocytogenes. The results indicated antimicrobial activity of EEO against all tested bacteria. Through the analysis of functional groups and morphology, an effective complexation of EEO and β-CD can be observed. The fibers obtained with 30% (w/v) zein in the polymer solution showed better morphological characteristics. All membranes formed with IC reduced the microbial growth of S. aureus and L. monocytogenes. The concentration of 24% (w/v) IC was obtained with the highest percentage of growth reduction in micro-atmosphere, with 24.3% and 28.5% for S. aureus and L. monocytogenes, respectively. The antimicrobial membranes showed characteristics for possible application as active food packaging.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The development of polymers with the ability to transport and release drugs and bioactives has been growing rapidly because of their unique properties in protecting and enhancing solubilization of drugs in physiological media. In this work, polyesters derived from β-cyclodextrin were developed in two different systems: The former consisted of cyclodextrin cross-linked with citric acid and subsequently functionalized with glutamic acid. The latter was obtained from β-cyclodextrin esterified with gluthamic acid. The polyesters were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Solid-state Cross-Polarization Magic Angle Spinning Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance (CP/MAS 13C–NMR) and Thermogravimetric Analysis (TGA) for the confirmation of the formation of polymers and the esterification of glutamic acid with β-cyclodextrin molecules. The formation of inclusion complex of the polymers in solution with orange methyl was evaluated to verify the activation of β-cyclodextrin cavities. The polymers were used as reducer and stabilizer in the synthesis of silver nanoparticles (AgNPs). The characterization of the AgNPs was performed by UV-Vis spectroscopy, and bands between 350-500 nm evidenced of the obtainment of silver nanoparticles. Analyses by transmission electron microscopy revealed AgNPs with spherical morphology and diameter around ~ 5 to ~60 nm, corroborating with the results of UV-Vis. / O desenvolvimento de polímero com a capacidade de transportar e liberar fármacos e compostos bioativos vem crescendo rapidamente, devido suas propriedades únicas em proteger e aumentar a solubilização em meios fisiológicos. Neste trabalho, foram desenvolvidos poliésteres derivado de β-ciclodextrina em dois sistemas distintos. O primeiro sistema foi obtido a partir de β-ciclodextrina reticulado com ácido cítrico e posteriormente funcionalizado com ácido glutâmico. O segundo foi a partir de β-ciclodextrina esterificada com ácido glutâmico. Os poliésteres foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), ressonância magnética nuclear no estado sólido sob polarização cruzada e rotação com ângulo mágico (RMN 13C CP/MAS) e análise termogravimétrica (TG), para a confirmação da formação dos polímeros e a esterificação do ácido glutâmico com as moléculas de β-ciclodextrina. A formação de complexo de inclusão dos polímeros com o alaranjado de metila foi avaliada em solução, comprovando-se a ativação das cavidades de β-ciclodextrina. Os polímeros foram testados quanto a habilidade de promover a formação/estabilização de nanopartículas de prata (AgNPs) a partir de nitrato de prata em solução. A caracterização das AgNPs foi realizada por espectroscopia de UV-Vis, e as bandas observadas entre 350-500 nm são evidências da presença de nanopartículas de prata. As imagens de microscopia eletrônica de transmissão revelaram AgNPs de morfologia esférica com diâmetro em torno de ~5 a ~60 nm, corroborando com os resultados de UV-Vis. / São Cristóvão, SE

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A radiação UV pode causar danos à pele humana, e, evitar estes danos, é uma preocupação crescente para a população e um desafio à comunidade científica. Para uma ação efetiva de fotoproteção, a associação de filtros, como avobenzona (BMBM) e ρ-metoxicinamato de octila (EHMC), são empregados. Devido à semelhança estrutural com os filtros solares químicos, a rutina (RUT), tal como outros flavonoides, apresenta atividade fotoprotetora. Apesar da disponibilidade de diferentes classes de filtros solares, o desenvolvimento de fotoprotetores contendo filtros químicos é um desafio, devido à instabilidade inerente a certos filtros orgânicos. As ciclodextrinas (CDs) são oligossacarídeos cíclicos, de formato tronco-cônico, cuja estrutura externa é hidrófilica e sua cavidade interna central hidrofóbica, com a capacidade de acomodar substâncias lipofílicas, formando complexos de inclusão. A formação dos complexos de inclusão pode levar à alterações de propriedades físico-químicas da molécula hóspede, tais como, solubilidade, fotoestabilidade e biodisponibilidade. O objetivo deste trabalho foi desenvolver, caracterizar e avaliar a formação de complexos de inclusão entre RUT, BMBM e EHMC e as CDs (HPβCD e SBEβCD). Os complexos de inclusão (RUT:HPβCD, RUT:SBEβCD, BMBM:HPβCD, BMBM:SBEβCD, EHMC:HPβCD e EHMC:SBEβCD) foram obtidos pelo método de liofilização e quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Os sistemas binários foram caracterizados em solução, pelo método de equilíbrio de solubilidade, e, no estado sólido, empregando calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG/DTG) e difração de raios-X de pó (PDRX). As substâncias isoladas e os complexos binários foram avaliados quanto à fotoestabilidade em estado sólido, e, em solução. Incremento na solubilidade (X mcg mL-1) foi observado para os complexo RUT:HPβCD (4,13x); RUT:SBEβCD (4,38x); BMBM:HPβCD (43,3x); BMBM:SBEβCD (53,3x); EHMC:HPβCD (12,7x); e EHMC:SBEβCD (70,0x). Os ensaios de DSC, TG/DTG, e P-DRX indicaram a formação de complexos de inclusão para os todos os sistemas, onde a supressão dos eventos endotérmicos característicos das substâncias isoladas foram observados; porém, nos complexos de BMBM, a presença de avobenzona livre no meio foi detectada, sugerindo, que a complexação não foi completa. A formação dos complexos de inclusão promoveu o aumento da fotoestabilidade em todos os sistemas avaliados, tanto no estado sólido, como em solução. Os resultados reportados neste estudo, indicaram que a complexação de substâncias fotoprotetoras com HPβCD e SBEβCD, pode representar, uma estratégia promissora quanto ao aumento da solubilidade e da fotoestabilidade. / UV radiation may cause demage on human skin, and preventing it, is an increasing worry for the population and a challenge to the scientific community. For an effective action of photoprotection, the association of filters, like avobention (BMBM) and octyl ρ-methoxycinnamate (EHMC), are used. Due to the structural similarity with the chemical solar filters, the rutin (RUT), like other flavonoids, shows photoprotective activity. Despite the availability of different classes of sunscreens, the development of photoprotectors containing chemical filters is a challenge, due to the inherent instability of certain organic filters. The cyclodextrins (CD) are cyclic oligosaccharides of truncated conical structure, which external structure is hydrophilic and its internal central hydrophobic cavity, with capacity to accommodate lipophilic substances, forming inclusion complexes. The formation of the inclusion complexes can lead to changes in physicalchemical properties of the host molecule, such as, solubility, photostability and bioavailability. The objective of this work was to develop, characterize and evaluate the formation of the inclusion complexes between RUT, BMBM and EHMC and the CDs (HPβCD and SBEβCD). The inclusion complexes (RUT:HPβCD, RUT:SBEβCD, BMBM:HPβCD, BMBM:SBEβCD, EHMC:HPβCD and EHMC:SBEβCD) were obtained by the lyophilization method and quantified by high performance liquid chromatography (HPLC). The binary systems were characterized in solution, by solubility equilibrium method and in solid state, using differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG/DTG) and powder X-ray diffraction (P-XRD). The isolated substances and binary complexes were evaluated the photostability in solid state, and in solution. The increase in solubility (X mcg mL-1) was observed for the complexes RUT:HPβCD (4.13x); RUT:SBEβCD (4.38x); BMBM:HPβCD (43.3x); BMBM:SBEβCD (53.3x); EHMC:HPβCD (12.7x); and EHMC:SBEβCD (70.0x). The analysis of DSC, TG/DTG, and P-DRX indicated the formation of inclusion complexes for all systems, where the suppression of the endothermic events characteristic of the isolated substances were observed; however, in the BMBM complexes, the presence of free avobenzone was detected, suggesting that the complexation was not complete. The formation of inclusion complexes promoted the increase of photostability in all evaluated systems, as in solid state as in solution. The results reported in this study indicated that the complexation of photoprotective substances with (HPβCD e SBEβCD). may represent a promising strategy for increasing solubility and photostability.

A radiação UV pode causar danos à pele humana, e, evitar estes danos, é uma preocupação crescente para a população e um desafio à comunidade científica. Para uma ação efetiva de fotoproteção, a associação de filtros, como avobenzona (BMBM) e ρ-metoxicinamato de octila (EHMC), são empregados. Devido à semelhança estrutural com os filtros solares químicos, a rutina (RUT), tal como outros flavonoides, apresenta atividade fotoprotetora. Apesar da disponibilidade de diferentes classes de filtros solares, o desenvolvimento de fotoprotetores contendo filtros químicos é um desafio, devido à instabilidade inerente a certos filtros orgânicos. As ciclodextrinas (CDs) são oligossacarídeos cíclicos, de formato tronco-cônico, cuja estrutura externa é hidrófilica e sua cavidade interna central hidrofóbica, com a capacidade de acomodar substâncias lipofílicas, formando complexos de inclusão. A formação dos complexos de inclusão pode levar à alterações de propriedades físico-químicas da molécula hóspede, tais como, solubilidade, fotoestabilidade e biodisponibilidade. O objetivo deste trabalho foi desenvolver, caracterizar e avaliar a formação de complexos de inclusão entre RUT, BMBM e EHMC e as CDs (HPβCD e SBEβCD). Os complexos de inclusão (RUT:HPβCD, RUT:SBEβCD, BMBM:HPβCD, BMBM:SBEβCD, EHMC:HPβCD e EHMC:SBEβCD) foram obtidos pelo método de liofilização e quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Os sistemas binários foram caracterizados em solução, pelo método de equilíbrio de solubilidade, e, no estado sólido, empregando calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG/DTG) e difração de raios-X de pó (PDRX). As substâncias isoladas e os complexos binários foram avaliados quanto à fotoestabilidade em estado sólido, e, em solução. Incremento na solubilidade (X mcg mL-1) foi observado para os complexo RUT:HPβCD (4,13x); RUT:SBEβCD (4,38x); BMBM:HPβCD (43,3x); BMBM:SBEβCD (53,3x); EHMC:HPβCD (12,7x); e EHMC:SBEβCD (70,0x). Os ensaios de DSC, TG/DTG, e P-DRX indicaram a formação de complexos de inclusão para os todos os sistemas, onde a supressão dos eventos endotérmicos característicos das substâncias isoladas foram observados; porém, nos complexos de BMBM, a presença de avobenzona livre no meio foi detectada, sugerindo, que a complexação não foi completa. A formação dos complexos de inclusão promoveu o aumento da fotoestabilidade em todos os sistemas avaliados, tanto no estado sólido, como em solução. Os resultados reportados neste estudo, indicaram que a complexação de substâncias fotoprotetoras com HPβCD e SBEβCD, pode representar, uma estratégia promissora quanto ao aumento da solubilidade e da fotoestabilidade. / UV radiation may cause demage on human skin, and preventing it, is an increasing worry for the population and a challenge to the scientific community. For an effective action of photoprotection, the association of filters, like avobention (BMBM) and octyl ρ-methoxycinnamate (EHMC), are used. Due to the structural similarity with the chemical solar filters, the rutin (RUT), like other flavonoids, shows photoprotective activity. Despite the availability of different classes of sunscreens, the development of photoprotectors containing chemical filters is a challenge, due to the inherent instability of certain organic filters. The cyclodextrins (CD) are cyclic oligosaccharides of truncated conical structure, which external structure is hydrophilic and its internal central hydrophobic cavity, with capacity to accommodate lipophilic substances, forming inclusion complexes. The formation of the inclusion complexes can lead to changes in physicalchemical properties of the host molecule, such as, solubility, photostability and bioavailability. The objective of this work was to develop, characterize and evaluate the formation of the inclusion complexes between RUT, BMBM and EHMC and the CDs (HPβCD and SBEβCD). The inclusion complexes (RUT:HPβCD, RUT:SBEβCD, BMBM:HPβCD, BMBM:SBEβCD, EHMC:HPβCD and EHMC:SBEβCD) were obtained by the lyophilization method and quantified by high performance liquid chromatography (HPLC). The binary systems were characterized in solution, by solubility equilibrium method and in solid state, using differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG/DTG) and powder X-ray diffraction (P-XRD). The isolated substances and binary complexes were evaluated the photostability in solid state, and in solution. The increase in solubility (X mcg mL-1) was observed for the complexes RUT:HPβCD (4.13x); RUT:SBEβCD (4.38x); BMBM:HPβCD (43.3x); BMBM:SBEβCD (53.3x); EHMC:HPβCD (12.7x); and EHMC:SBEβCD (70.0x). The analysis of DSC, TG/DTG, and P-DRX indicated the formation of inclusion complexes for all systems, where the suppression of the endothermic events characteristic of the isolated substances were observed; however, in the BMBM complexes, the presence of free avobenzone was detected, suggesting that the complexation was not complete. The formation of inclusion complexes promoted the increase of photostability in all evaluated systems, as in solid state as in solution. The results reported in this study indicated that the complexation of photoprotective substances with (HPβCD e SBEβCD). may represent a promising strategy for increasing solubility and photostability.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work involved the preparation and characterization of an inclusion complex of Trimethoprim (TMP) a drug used in the treatment of infections and hydroxypropylgamma- cyclodextrin (HP-γ-CD). Owing to the low aqueous solubility of this drug, high dosages are required to provide a satisfactory therapeutic effect, although this also brings severe side effects to some patients. Thus here we aimed to increase the TMP aqueous solubility in order to potentially reduce the side effects by complexation in a CD derivative. Prior to the inclusion study, some relevant physiochemical parameters of the drug such as pKa, solubility in several pH values as well as absorption coefficient were determined. The inclusion complex has been prepared by the suspension method and collected by lyophilization. Primary evidence of the inclusion of TMP in HP-γ-CD was provided by the increase of the solubility in presence of HP -γ - CD, from the phase-solubility diagram obtained at different temperatures and pH values. The apparent stability constants K 1:1 for the complex formed at different temperatures and pH values were found strongly depend on the conditions, being higher at low pH. A 1:1 stoichiometry was suggested for the complex both from the phase-solubility diagram and from the continuous variation method Additional evidences of the inclusion were provided by thermal analysis (DSC), which suggested that TMP is not present in the sample as an isolated crystalline solid. The XRD analysis evidenced the loss of the TMP crystalline character in the complex, which is commonly observed for CD complexes but may be also a consequence of the lyophilization process. The presence of bands characteristic of both species was observed in the infrared spectrum of the complex. Although differences observed in the relative intensities cannot directly evidence complex formation, they don t exclude this possibility. Direct evidence of TMP inclusion in the CD cavities were given from 1H-1H bidimensional ROESY spectrum, which also showed that the inclusion mode involves penetration of the trimethoxyphenyl group in HP-γ-CD. / Este trabalho envolveu a preparação e caracterização de complexo de inclusão entre Trimetoprim (TMP), substância utilizada no tratamento de infecções, em hidroxipropil- γ-ciclodextrina (HP-γ-CD), objetivando o aumento da solubilidade aquosa do convidado. A baixa solubilidade do TMP torna necessário o uso de altas dosagens, causando diversos efeitos colaterais, que em testes futuros poderão ser reduzidos pelo aumento da solubilidade do mesmo. Determinaram-se, inicialmente, alguns parâmetros físico-químicos do fármaco e, posteriormente, preparou-se o complexo do mesmo em HP-γ-CD pelo método da suspensão. A ocorrência de inclusão foi evidenciada através do aumento da solubilidade do convidado em presença de HP-γ-CD, nos estudos do diagrama de solubilidade de fases em diferentes temperaturas e pH. Obteve-se, ainda a partir destes estudos, valores de 220,7 M-1 a 20oC e 144,7M-1 a 25oC e 55410 M-1 para pH 4,0; 2188 M-1 para pH 7,0 e 123 M-1 para pH 9,0 para a constante de associação do complexo, demonstrando interações relativamente fortes. A estequiometria 1:1 para o complexo foi sugerida tanto a partir do diagrama de solubilidades quanto pelo método das variações contínuas. Evidências adicionais da inclusão foram propiciadas por calorimetria diferencial de varredura (DSC), que sugeriu que o TMP não se encontra como um sólido isolado. As análises dos difratogramas obtidos mostraram perda do padrão de ordenamento cristalino do TMP quando comparado ao difratograma do complexo, o que pode também ter resultado do processo de liofilização. A partir da análise por espectroscopia infravermelho, observou-se a presença de bandas de ambas as espécies (hospedeiro e convidado) no espectro da amostra HP-γ-CD/TMP coletada por liofilização. Contudo, diferenças observadas quanto a intensidades relativas e mascaramento de bandas não evidenciam diretamente a formação do complexo, porém não excluem tal possibilidade. De acordo com os resultados de espectroscopia de RMN 1H-1H bidimensional (ROESY), ficou evidenciada a inclusão do TMP na cavidade da HP-γ-CD, mostrando adicionalmente que a entrada na cavidade se dá através do grupo trimetoxifenila.