Amido nativo (AN) extraído das sementes de pinhão foi modificado por duas metodologias: hidrólise ácida (AHA) e ultrassom (AUS). As três amostras – AN, AHA e AUS - foram submetidas à secagem em spray dryer. Efetuaram-se análises de composição centesimal, características reológicas e morfologia por microscopia eletrônica de varredura. As moléculas de amido modificado por ondas ultrassônicas e por hidrólise ácida atingiram tamanho nanométrico, representando redução de aproximadamente 97% e 99,85%, respectivamente. As três amostras foram significativamente diferentes em relação ao teor de amido e amilose, ao percentual de sinérese e a colorimetria. A amostra AHA diferiu das demais em termos de solubilidade (mais solúvel), higroscopicidade (mais higroscópica) e claridade de pasta (mais translúcida). As amostras AN e AUS tiveram suas cargas aparentes modificadas com adição de anidrido succínico para a incorporação de nisina através da atração eletrostática. Alíquotas dessas amostras foram dispostas em placas com ágar BHI previamente inoculadas com Listeria monocytogenes. Estas foram mantidas em diferentes temperaturas, 4 e 37ºC. A avaliação da atividade antimicrobiana foi medida através do halo de inibição. As placas armazenadas a temperatura mais baixa apresentaram maior atividade no decorrer dos 21 dias quando comparadas as mantidas a 37ᵒC. Neste estudo pode-se observar que as modificações realizadas nas moléculas de amido pinhão atingiram escala nanométrica e que a incorporação de nisina na superfície destas foi eficaz, resultando na inibição da L. monocytogenes através da formação de halos de inibição. / Native starch (AN) extracted from the seeds of pinhão was modified by two methods: acid hydrolysis (AHA) and ultrasound (AUS). The three samples - AN, AHA and AUS - were subjected to spray drying. We carried out analyzes of chemical composition, rheological characteristics and morphology by scanning electron microscopy. The modified starch molecules by ultrasonic waves and by acid hydrolysis achieved nanosize, representing a reduction of approximately 97% and 99.85% respectively. The three samples were significantly different in four items: starch and amylose content, the percentage of syneresis and colorimetry. The AHA sample differed from the others in terms of solubility (more soluble), hygroscopicity (more hygroscopic) and paste clarity (more translucent). The samples of AN and AUS had their aparent charge modified with addition of succinic anhydride to incorporation of microspheres of nisin by electrostatic attraction. Aliquots of these samples were placed in Petri dishes containing BHI agar inoculated with Listeria monocytogenes. These were kept at different temperatures, 4 and 37 ° C. The antimicrobial activity was measured by the inhibition zone. The plates stored at lower temperature showed greater activity during the 21 days when compared with those maintained at 37 ᵒ C. In this study it can be seen that the nanomolecules with microspheres nisin showed antimicrobial activity lower than the molecules of pinhão native starch microspheres nisin, suggesting that they have low stability.

Amido nativo (AN) extraído das sementes de pinhão foi modificado por duas metodologias: hidrólise ácida (AHA) e ultrassom (AUS). As três amostras – AN, AHA e AUS - foram submetidas à secagem em spray dryer. Efetuaram-se análises de composição centesimal, características reológicas e morfologia por microscopia eletrônica de varredura. As moléculas de amido modificado por ondas ultrassônicas e por hidrólise ácida atingiram tamanho nanométrico, representando redução de aproximadamente 97% e 99,85%, respectivamente. As três amostras foram significativamente diferentes em relação ao teor de amido e amilose, ao percentual de sinérese e a colorimetria. A amostra AHA diferiu das demais em termos de solubilidade (mais solúvel), higroscopicidade (mais higroscópica) e claridade de pasta (mais translúcida). As amostras AN e AUS tiveram suas cargas aparentes modificadas com adição de anidrido succínico para a incorporação de nisina através da atração eletrostática. Alíquotas dessas amostras foram dispostas em placas com ágar BHI previamente inoculadas com Listeria monocytogenes. Estas foram mantidas em diferentes temperaturas, 4 e 37ºC. A avaliação da atividade antimicrobiana foi medida através do halo de inibição. As placas armazenadas a temperatura mais baixa apresentaram maior atividade no decorrer dos 21 dias quando comparadas as mantidas a 37ᵒC. Neste estudo pode-se observar que as modificações realizadas nas moléculas de amido pinhão atingiram escala nanométrica e que a incorporação de nisina na superfície destas foi eficaz, resultando na inibição da L. monocytogenes através da formação de halos de inibição. / Native starch (AN) extracted from the seeds of pinhão was modified by two methods: acid hydrolysis (AHA) and ultrasound (AUS). The three samples - AN, AHA and AUS - were subjected to spray drying. We carried out analyzes of chemical composition, rheological characteristics and morphology by scanning electron microscopy. The modified starch molecules by ultrasonic waves and by acid hydrolysis achieved nanosize, representing a reduction of approximately 97% and 99.85% respectively. The three samples were significantly different in four items: starch and amylose content, the percentage of syneresis and colorimetry. The AHA sample differed from the others in terms of solubility (more soluble), hygroscopicity (more hygroscopic) and paste clarity (more translucent). The samples of AN and AUS had their aparent charge modified with addition of succinic anhydride to incorporation of microspheres of nisin by electrostatic attraction. Aliquots of these samples were placed in Petri dishes containing BHI agar inoculated with Listeria monocytogenes. These were kept at different temperatures, 4 and 37 ° C. The antimicrobial activity was measured by the inhibition zone. The plates stored at lower temperature showed greater activity during the 21 days when compared with those maintained at 37 ᵒ C. In this study it can be seen that the nanomolecules with microspheres nisin showed antimicrobial activity lower than the molecules of pinhão native starch microspheres nisin, suggesting that they have low stability.

Amido nativo (AN) extraído das sementes de pinhão foi modificado por duas metodologias: hidrólise ácida (AHA) e ultrassom (AUS). As três amostras – AN, AHA e AUS - foram submetidas à secagem em spray dryer. Efetuaram-se análises de composição centesimal, características reológicas e morfologia por microscopia eletrônica de varredura. As moléculas de amido modificado por ondas ultrassônicas e por hidrólise ácida atingiram tamanho nanométrico, representando redução de aproximadamente 97% e 99,85%, respectivamente. As três amostras foram significativamente diferentes em relação ao teor de amido e amilose, ao percentual de sinérese e a colorimetria. A amostra AHA diferiu das demais em termos de solubilidade (mais solúvel), higroscopicidade (mais higroscópica) e claridade de pasta (mais translúcida). As amostras AN e AUS tiveram suas cargas aparentes modificadas com adição de anidrido succínico para a incorporação de nisina através da atração eletrostática. Alíquotas dessas amostras foram dispostas em placas com ágar BHI previamente inoculadas com Listeria monocytogenes. Estas foram mantidas em diferentes temperaturas, 4 e 37ºC. A avaliação da atividade antimicrobiana foi medida através do halo de inibição. As placas armazenadas a temperatura mais baixa apresentaram maior atividade no decorrer dos 21 dias quando comparadas as mantidas a 37ᵒC. Neste estudo pode-se observar que as modificações realizadas nas moléculas de amido pinhão atingiram escala nanométrica e que a incorporação de nisina na superfície destas foi eficaz, resultando na inibição da L. monocytogenes através da formação de halos de inibição. / Native starch (AN) extracted from the seeds of pinhão was modified by two methods: acid hydrolysis (AHA) and ultrasound (AUS). The three samples - AN, AHA and AUS - were subjected to spray drying. We carried out analyzes of chemical composition, rheological characteristics and morphology by scanning electron microscopy. The modified starch molecules by ultrasonic waves and by acid hydrolysis achieved nanosize, representing a reduction of approximately 97% and 99.85% respectively. The three samples were significantly different in four items: starch and amylose content, the percentage of syneresis and colorimetry. The AHA sample differed from the others in terms of solubility (more soluble), hygroscopicity (more hygroscopic) and paste clarity (more translucent). The samples of AN and AUS had their aparent charge modified with addition of succinic anhydride to incorporation of microspheres of nisin by electrostatic attraction. Aliquots of these samples were placed in Petri dishes containing BHI agar inoculated with Listeria monocytogenes. These were kept at different temperatures, 4 and 37 ° C. The antimicrobial activity was measured by the inhibition zone. The plates stored at lower temperature showed greater activity during the 21 days when compared with those maintained at 37 ᵒ C. In this study it can be seen that the nanomolecules with microspheres nisin showed antimicrobial activity lower than the molecules of pinhão native starch microspheres nisin, suggesting that they have low stability.

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O amido é um dos polímeros naturais mais aplicados na indústria farmacêutica por sua versatilidade, disponibilidade e por ser um produto renovável. O pinhão é a semente da Araucaria angustifolia, a espécie de conífera nativa do Brasil mais importante economicamente, e é uma boa fonte de amido (aproximadamente 36 % em base úmida). A criação de novos usos para o amido de pinhão pode contribuir na preservação desta espécie pela utilização de um produto que geralmente sobra ao final da safra e, muitas vezes, é utilizado para alimentação animal. O presente trabalho teve por objetivo caracterizar uma fonte de amido alternativa a partir do pinhão para uso como excipiente farmacêutico. Para isso, foi avaliada a metodologia de extração do amido de pinhão a partir do pinhão nativo (in natura) e do pinhão cozido em autoclave a 120 °C por 15 minutos. Os produtos obtidos foram caracterizados considerando as características de fluxo, através da determinação do ângulo de repouso, densidade bruta e de compactação, Índice de Carr e Fator de Hausner, conteúdo de umidade, pH, solubilidade em água fria, tamanho e distribuição de tamanho de partícula, morfologia através da microscopia ótica com luz normal e polarizada e microscopia eletrônica de varredura (MEV), presença de compostos fenólicos, avaliação colorimétrica, difração de raios-X e avaliação das propriedades térmicas através da temperatura de gelatinização e entalpia de gelatinização. Para fins de comparação, os mesmo parâmetros foram avaliados em uma amostra de amido de milho farmacêutico comercial. Os resultados mostraram que a extração do amido de pinhão nativo (APN) foi eficiente, uma vez que o percentual de amido em base seca (b.s.) encontrado foi de 94,53 ± 0,13 %. O amido de pinhão cozido (APC) apresentou rendimento de extração muito mais baixo que APN e menor conteúdo de amido, demonstrando menor eficiência de extração. Em relação à caracterização, os produtos obtidos apresentaram diferenças principalmente quanto ao tamanho de partícula, cor, presença de fenólicos, cristalinidade, morfologia e solubilidade. A amostra APC apresentou maior tamanho de partícula, com uma distribuição de tamanhos mais larga, deixando o pó menos homogêneo que APN e AMF, que se mostraram semelhantes. O formato do grânulo de APN é mais arredondado que AMF, enquanto que APC, com grânulos maiores, apresentou formato muito irregular. A temperatura de gelatinização e a entalpia de gelatinização de APN foram mais baixas que de AMF, provavelmente em função de seu menor conteúdo de amilose. APN e AMF apresentaram características de semicristalinidade através dos diagramas de difração de raios-X e APC demonstrou ser um produto amorfo, como se espera de amidos prégelatinizados, apresentando cor mais escura em função da presença de compostos fenólicos. As propriedades de fluxo dos pós apresentaram-se semelhantes, sendo que quando avaliada através do ângulo de repouso, as amostras APN e APC foram classificadas como fluxo aceitável enquanto que AMF foi classificada como fluxo pobre. Por outro lado, quando avaliado o fluxo de acordo com Índice de Carr e Fator de Hausner, APC e AMF foram classificadas como fluxo aceitável e APN como fluxo pobre. APC apresentou uma melhora significativa na solubilidade, onde foi classificado como ligeiramente solúvel enquanto que APN e AMF foram classificados como muito pouco solúveis. O pH de APN é mais próximo da neutralidade enquanto que APC e AMF são considerados como fracamente ácidos. O conteúdo de umidade dos amidos extraídos a partir do pinhão foi menor que do amido de milho comercial. Apesar das diferenças apresentadas, os amidos de pinhão nativo e de milho se assemelham, fazendo com que o amido de pinhão nativo possa ser utilizado como excipiente farmacêutico. / Starch is a natural polymer widely used in the pharmaceutical industry for its versatility and availability, and also because it is a renewable product. Pinhão is the seed of Araucaria angustifolia, the more economically important conifer species native in Brazil, and is a good source of starch (about 36 %). Some new uses of pinhão starch can contribute to preserve this specie by using a product that very often left at the end of season and, in general, is simply used as animal feed. The purpose of this study was characterizing an alternative source of starch from pinhão to use as pharmaceutical excipient. Starch extraction method was evaluated using native and cooked pinhão in autoclave at 120 ºC for 15 minutes. The products obtained were characterized considering flow properties, by determining the angle of repose, bulk and tapped density, Carr index and Hausner ratio, moisture content, pH, solubility in cold water, particle size and size distribution, morphological characteristics by optical microscopy with and without polarized light and scanning electron microscopy (SEM), phenolic compounds, colorimetric evaluation, X-ray diffraction and thermal properties through gelatinization temperature and enthalpy. For comparison, the same parameters were evaluated in a sample of pharmacist commercial corn starch. Results showed that native pinhão starch (NPS) was effective, since the starch content found was 94,53 ± 0.13 % on dry basis (d.b.). Cooked pinhão starch (CPS) showed values of yield extraction and starch content much lower than NPS indicating lower extraction efficiency. The different starches differ of particle size, color, phenolic presence, crystallinity, morphology and solubility. CPS sample showed a higher particle size with a wider size distribution and, consequently, granules size less homogeneous than NPS and PCS, which were similar. NPS granule shape is more rounded than PCS, whereas CPS, with larger granules, showed very irregular shape. NPS gelatinization temperature and enthalpy are lower than PCS, probably due its lower amylose content. NPS and PCS showed a semicrystalline structure through X-ray diffraction patters and CPS had amorphous characteristics, as expected for a pre-gelatinized starch. In addition, CPS had a darker color due the presence of phenolics compounds which migrates from coat to seed during cooking. Flow properties of powders were similar, whereas when evaluated through angle of repose, NPS and CPS samples were classified as acceptable flow and PCS had a poor flow. Moreover, when evaluated according to Carr index and Hausner ratio PCS and CPS were classified as acceptable and NPS as poor flow. CPS showed an improvement in solubility, which was classified as slightly soluble while NPS and PCS were classified as very low soluble. NPS pH was close to neutrality while PCS and CPS were considered as weakly acid and the moisture content from pinhão starches (NPS and CPS) were smaller than commercial corn starch. Despite the differences observed, native pinhão starch is similar of corn starch and could be used as pharmaceutical excipient.

O amido é um dos polímeros naturais mais aplicados na indústria farmacêutica por sua versatilidade, disponibilidade e por ser um produto renovável. O pinhão é a semente da Araucaria angustifolia, a espécie de conífera nativa do Brasil mais importante economicamente, e é uma boa fonte de amido (aproximadamente 36 % em base úmida). A criação de novos usos para o amido de pinhão pode contribuir na preservação desta espécie pela utilização de um produto que geralmente sobra ao final da safra e, muitas vezes, é utilizado para alimentação animal. O presente trabalho teve por objetivo caracterizar uma fonte de amido alternativa a partir do pinhão para uso como excipiente farmacêutico. Para isso, foi avaliada a metodologia de extração do amido de pinhão a partir do pinhão nativo (in natura) e do pinhão cozido em autoclave a 120 °C por 15 minutos. Os produtos obtidos foram caracterizados considerando as características de fluxo, através da determinação do ângulo de repouso, densidade bruta e de compactação, Índice de Carr e Fator de Hausner, conteúdo de umidade, pH, solubilidade em água fria, tamanho e distribuição de tamanho de partícula, morfologia através da microscopia ótica com luz normal e polarizada e microscopia eletrônica de varredura (MEV), presença de compostos fenólicos, avaliação colorimétrica, difração de raios-X e avaliação das propriedades térmicas através da temperatura de gelatinização e entalpia de gelatinização. Para fins de comparação, os mesmo parâmetros foram avaliados em uma amostra de amido de milho farmacêutico comercial. Os resultados mostraram que a extração do amido de pinhão nativo (APN) foi eficiente, uma vez que o percentual de amido em base seca (b.s.) encontrado foi de 94,53 ± 0,13 %. O amido de pinhão cozido (APC) apresentou rendimento de extração muito mais baixo que APN e menor conteúdo de amido, demonstrando menor eficiência de extração. Em relação à caracterização, os produtos obtidos apresentaram diferenças principalmente quanto ao tamanho de partícula, cor, presença de fenólicos, cristalinidade, morfologia e solubilidade. A amostra APC apresentou maior tamanho de partícula, com uma distribuição de tamanhos mais larga, deixando o pó menos homogêneo que APN e AMF, que se mostraram semelhantes. O formato do grânulo de APN é mais arredondado que AMF, enquanto que APC, com grânulos maiores, apresentou formato muito irregular. A temperatura de gelatinização e a entalpia de gelatinização de APN foram mais baixas que de AMF, provavelmente em função de seu menor conteúdo de amilose. APN e AMF apresentaram características de semicristalinidade através dos diagramas de difração de raios-X e APC demonstrou ser um produto amorfo, como se espera de amidos prégelatinizados, apresentando cor mais escura em função da presença de compostos fenólicos. As propriedades de fluxo dos pós apresentaram-se semelhantes, sendo que quando avaliada através do ângulo de repouso, as amostras APN e APC foram classificadas como fluxo aceitável enquanto que AMF foi classificada como fluxo pobre. Por outro lado, quando avaliado o fluxo de acordo com Índice de Carr e Fator de Hausner, APC e AMF foram classificadas como fluxo aceitável e APN como fluxo pobre. APC apresentou uma melhora significativa na solubilidade, onde foi classificado como ligeiramente solúvel enquanto que APN e AMF foram classificados como muito pouco solúveis. O pH de APN é mais próximo da neutralidade enquanto que APC e AMF são considerados como fracamente ácidos. O conteúdo de umidade dos amidos extraídos a partir do pinhão foi menor que do amido de milho comercial. Apesar das diferenças apresentadas, os amidos de pinhão nativo e de milho se assemelham, fazendo com que o amido de pinhão nativo possa ser utilizado como excipiente farmacêutico. / Starch is a natural polymer widely used in the pharmaceutical industry for its versatility and availability, and also because it is a renewable product. Pinhão is the seed of Araucaria angustifolia, the more economically important conifer species native in Brazil, and is a good source of starch (about 36 %). Some new uses of pinhão starch can contribute to preserve this specie by using a product that very often left at the end of season and, in general, is simply used as animal feed. The purpose of this study was characterizing an alternative source of starch from pinhão to use as pharmaceutical excipient. Starch extraction method was evaluated using native and cooked pinhão in autoclave at 120 ºC for 15 minutes. The products obtained were characterized considering flow properties, by determining the angle of repose, bulk and tapped density, Carr index and Hausner ratio, moisture content, pH, solubility in cold water, particle size and size distribution, morphological characteristics by optical microscopy with and without polarized light and scanning electron microscopy (SEM), phenolic compounds, colorimetric evaluation, X-ray diffraction and thermal properties through gelatinization temperature and enthalpy. For comparison, the same parameters were evaluated in a sample of pharmacist commercial corn starch. Results showed that native pinhão starch (NPS) was effective, since the starch content found was 94,53 ± 0.13 % on dry basis (d.b.). Cooked pinhão starch (CPS) showed values of yield extraction and starch content much lower than NPS indicating lower extraction efficiency. The different starches differ of particle size, color, phenolic presence, crystallinity, morphology and solubility. CPS sample showed a higher particle size with a wider size distribution and, consequently, granules size less homogeneous than NPS and PCS, which were similar. NPS granule shape is more rounded than PCS, whereas CPS, with larger granules, showed very irregular shape. NPS gelatinization temperature and enthalpy are lower than PCS, probably due its lower amylose content. NPS and PCS showed a semicrystalline structure through X-ray diffraction patters and CPS had amorphous characteristics, as expected for a pre-gelatinized starch. In addition, CPS had a darker color due the presence of phenolics compounds which migrates from coat to seed during cooking. Flow properties of powders were similar, whereas when evaluated through angle of repose, NPS and CPS samples were classified as acceptable flow and PCS had a poor flow. Moreover, when evaluated according to Carr index and Hausner ratio PCS and CPS were classified as acceptable and NPS as poor flow. CPS showed an improvement in solubility, which was classified as slightly soluble while NPS and PCS were classified as very low soluble. NPS pH was close to neutrality while PCS and CPS were considered as weakly acid and the moisture content from pinhão starches (NPS and CPS) were smaller than commercial corn starch. Despite the differences observed, native pinhão starch is similar of corn starch and could be used as pharmaceutical excipient.

O amido é um dos polímeros naturais mais aplicados na indústria farmacêutica por sua versatilidade, disponibilidade e por ser um produto renovável. O pinhão é a semente da Araucaria angustifolia, a espécie de conífera nativa do Brasil mais importante economicamente, e é uma boa fonte de amido (aproximadamente 36 % em base úmida). A criação de novos usos para o amido de pinhão pode contribuir na preservação desta espécie pela utilização de um produto que geralmente sobra ao final da safra e, muitas vezes, é utilizado para alimentação animal. O presente trabalho teve por objetivo caracterizar uma fonte de amido alternativa a partir do pinhão para uso como excipiente farmacêutico. Para isso, foi avaliada a metodologia de extração do amido de pinhão a partir do pinhão nativo (in natura) e do pinhão cozido em autoclave a 120 °C por 15 minutos. Os produtos obtidos foram caracterizados considerando as características de fluxo, através da determinação do ângulo de repouso, densidade bruta e de compactação, Índice de Carr e Fator de Hausner, conteúdo de umidade, pH, solubilidade em água fria, tamanho e distribuição de tamanho de partícula, morfologia através da microscopia ótica com luz normal e polarizada e microscopia eletrônica de varredura (MEV), presença de compostos fenólicos, avaliação colorimétrica, difração de raios-X e avaliação das propriedades térmicas através da temperatura de gelatinização e entalpia de gelatinização. Para fins de comparação, os mesmo parâmetros foram avaliados em uma amostra de amido de milho farmacêutico comercial. Os resultados mostraram que a extração do amido de pinhão nativo (APN) foi eficiente, uma vez que o percentual de amido em base seca (b.s.) encontrado foi de 94,53 ± 0,13 %. O amido de pinhão cozido (APC) apresentou rendimento de extração muito mais baixo que APN e menor conteúdo de amido, demonstrando menor eficiência de extração. Em relação à caracterização, os produtos obtidos apresentaram diferenças principalmente quanto ao tamanho de partícula, cor, presença de fenólicos, cristalinidade, morfologia e solubilidade. A amostra APC apresentou maior tamanho de partícula, com uma distribuição de tamanhos mais larga, deixando o pó menos homogêneo que APN e AMF, que se mostraram semelhantes. O formato do grânulo de APN é mais arredondado que AMF, enquanto que APC, com grânulos maiores, apresentou formato muito irregular. A temperatura de gelatinização e a entalpia de gelatinização de APN foram mais baixas que de AMF, provavelmente em função de seu menor conteúdo de amilose. APN e AMF apresentaram características de semicristalinidade através dos diagramas de difração de raios-X e APC demonstrou ser um produto amorfo, como se espera de amidos prégelatinizados, apresentando cor mais escura em função da presença de compostos fenólicos. As propriedades de fluxo dos pós apresentaram-se semelhantes, sendo que quando avaliada através do ângulo de repouso, as amostras APN e APC foram classificadas como fluxo aceitável enquanto que AMF foi classificada como fluxo pobre. Por outro lado, quando avaliado o fluxo de acordo com Índice de Carr e Fator de Hausner, APC e AMF foram classificadas como fluxo aceitável e APN como fluxo pobre. APC apresentou uma melhora significativa na solubilidade, onde foi classificado como ligeiramente solúvel enquanto que APN e AMF foram classificados como muito pouco solúveis. O pH de APN é mais próximo da neutralidade enquanto que APC e AMF são considerados como fracamente ácidos. O conteúdo de umidade dos amidos extraídos a partir do pinhão foi menor que do amido de milho comercial. Apesar das diferenças apresentadas, os amidos de pinhão nativo e de milho se assemelham, fazendo com que o amido de pinhão nativo possa ser utilizado como excipiente farmacêutico. / Starch is a natural polymer widely used in the pharmaceutical industry for its versatility and availability, and also because it is a renewable product. Pinhão is the seed of Araucaria angustifolia, the more economically important conifer species native in Brazil, and is a good source of starch (about 36 %). Some new uses of pinhão starch can contribute to preserve this specie by using a product that very often left at the end of season and, in general, is simply used as animal feed. The purpose of this study was characterizing an alternative source of starch from pinhão to use as pharmaceutical excipient. Starch extraction method was evaluated using native and cooked pinhão in autoclave at 120 ºC for 15 minutes. The products obtained were characterized considering flow properties, by determining the angle of repose, bulk and tapped density, Carr index and Hausner ratio, moisture content, pH, solubility in cold water, particle size and size distribution, morphological characteristics by optical microscopy with and without polarized light and scanning electron microscopy (SEM), phenolic compounds, colorimetric evaluation, X-ray diffraction and thermal properties through gelatinization temperature and enthalpy. For comparison, the same parameters were evaluated in a sample of pharmacist commercial corn starch. Results showed that native pinhão starch (NPS) was effective, since the starch content found was 94,53 ± 0.13 % on dry basis (d.b.). Cooked pinhão starch (CPS) showed values of yield extraction and starch content much lower than NPS indicating lower extraction efficiency. The different starches differ of particle size, color, phenolic presence, crystallinity, morphology and solubility. CPS sample showed a higher particle size with a wider size distribution and, consequently, granules size less homogeneous than NPS and PCS, which were similar. NPS granule shape is more rounded than PCS, whereas CPS, with larger granules, showed very irregular shape. NPS gelatinization temperature and enthalpy are lower than PCS, probably due its lower amylose content. NPS and PCS showed a semicrystalline structure through X-ray diffraction patters and CPS had amorphous characteristics, as expected for a pre-gelatinized starch. In addition, CPS had a darker color due the presence of phenolics compounds which migrates from coat to seed during cooking. Flow properties of powders were similar, whereas when evaluated through angle of repose, NPS and CPS samples were classified as acceptable flow and PCS had a poor flow. Moreover, when evaluated according to Carr index and Hausner ratio PCS and CPS were classified as acceptable and NPS as poor flow. CPS showed an improvement in solubility, which was classified as slightly soluble while NPS and PCS were classified as very low soluble. NPS pH was close to neutrality while PCS and CPS were considered as weakly acid and the moisture content from pinhão starches (NPS and CPS) were smaller than commercial corn starch. Despite the differences observed, native pinhão starch is similar of corn starch and could be used as pharmaceutical excipient.

Este trabalho foi conduzido no sentido de verificar a eficiência de remoção de corantes têxteis por meio do processo de adsorção em batelada utilizando adsorventes preparados a partir da casca do pinhão, pseudofruto da árvore Araucaria angustifólia. Os materiais foram obtidos por carbonização com ácido e ativação química e física da casca de pinhão, um resíduo alimentar que comumente é desprezado. A casca de pinhão in natura (PW), o material carbonizado (C‐PW) e os carvões ativados (CAC e AC‐PW/CPAC) foram empregados na remoção de corantes têxteis de solução aquosa. Durante as etapas de ativação foram ajustados o fluxo de gás de arraste no reator, a taxa de aquecimento e a temperatura final, a fim de se obter carvões ativados com elevada área superficial específica e alta capacidade de adsorção. O processo de carbonização e a ativação conferiram aos materiais uma área superficial específica superior à do material de partida, PW. Para a adsorção dos corantes laranja reativo, vermelho de prociona e verde brilhante foram necessários diferentes tempos de equilíbrio dependendo do adsorvente utilizado. Os carvões ativos foram os materiais que adsorveram o maior percentual de corante em menor tempo de contato. Os modelos de isoterma de Sips e cinético de ordem fracionária de Avrami foram os que melhor se ajustaram aos dados experimentais. Pelo modelo de difusão intrapartícula foi verificado que a adsorção envolveu mais de uma etapa cinética, a primeira correspondendo à difusão intrapartícula e a segunda atribuída à difusão através dos poros do adsorvente seguida pelo estabelecimento do equilíbrio. As faixas de pH favoráveis à remoção dos corantes laranja reativo e vermelho de prociona pelo C‐PW e AC‐PW foram coincidentes com seus potenciais de carga zero, mostrando que o mecanismo de interação foi eletrostático. O desempenho dos carvões ativados CAC e CPAC na remoção do corante verde brilhante foi efetivo numa faixa de pH mais ampla, variando de 2,0 a 10,5, evidenciando a interação do corante com os anéis aromáticos dos adsorventes. Os adsorventes removeram um alto percentual de corantes têxteis presentes em um efluente sintético, indicando alta capacidade de adsorção, equivalente à de carvões ativos comerciais de alta qualidade a baixo custo de obtenção. A entalpia e a entropia de adsorção dos corantes têxteis pelos adsorventes obtidos foram determinadas em experimentos de adsorção nas temperaturas de 298 K a 323 K, utilizando a constante de equilíbrio de Sips (KS). A magnitude da entalpia foi consistente com uma interação física entre o adsorvente e o adsorvato. Os valores negativos de ΔG indicaram que a adsorção foi espontânea e favorável para todas as temperaturas. Os valores positivos de ΔS° confirmaram a preferência das moléculas dos corantes pela superfície dos adsorventes e sugeriram mudanças estruturais ou acomodações no complexo de adsorção carbono‐corante. / This study was conducted in order to verify the efficiency of removal of textile dyes using the batch adsorption process using adsorbents prepared from the Brazilian pine‐fruit‐shell, Araucaria angustifolia. The materials were obtained by acid carbonization and chemical and physical activation from the Brazilian pine‐fruit‐shell, a food waste that is often overlooked. The Brazilian pine‐fruit‐shell (PW), the carbonaceous material (CPW) and the activated carbon materials (CAC and AC‐PW/CPAC) were tested as adsorbents for the removal of textile dyes from aqueous solution. During the stages of activation, the flow of carrier gas in the reactor, the heating rate and the final temperature were adjusted, in order to obtain activated carbons with high specific surface area and high adsorption capacity. The carbonization and the activation process produced materials with specific surface area higher than the starting material, PW. The contact time required to obtain the adsorption equilibrium using CPW and AC‐PW as adsorbents was different. The activated carbonaceous materials adsorbed the highest percentage of dye in less contact time. The Avrami fractionary order kinetic model provided the best fit to experimental data compared with other models. Equilibrium data were better fit to the Sips isotherm model using C‐PW and AC‐PW as adsorbents. The intra‐particle diffusion model showed that the adsorption processes involve more than one single kinetic stage. The first linear part can be attributed to intra‐particle diffusion and the second stage is the diffusion through smaller pores, which is followed by the establishment of equilibrium. The points of zero charge for both adsorbents confirm the ranges of optimal pH values for orange reactive and procion red removal from aqueous solution, showing an electrostatic interaction. The brilliant green dye amount adsorbed per unit of mass was practically constant for the pH values ranging from 2.0 to 10.5. It reinforced the hypothesis that the mechanism of adsorption should takes place by the interaction of the dye with the aromatic rings of the activated carbon. The adsorbents removed a high percentage of textile dyes present in a synthetic effluent, indicating high adsorption capacity, equivalent to that of high quality commercial coal, with low production cost. The enthalpy and entropy of adsorption of textile dyes were obtained from adsorption experiments ranging from 298 to 323 K, using Sips equilibrium constant (KS). The magnitude of enthalpy is consistent with a physical interaction of an adsorbent with an adsorbate. Enthalpy changes (ΔH°) indicate that adsorption followed endothermic processes. Negative values of ΔG indicate that dye adsorption by activated carbon materials is a spontaneous and favorable process for all studied temperatures. Enthalpy changes indicate that adsorption followed endothermic processes. The positive values of ΔS° confirm a high preference of dyes molecules for the carbon surface of adsorbents and also suggest the possibility of some structural changes or readjustments in the dye‐carbon adsorption complex. Besides, it is consistent with the dehydration of dye molecule before its adsorption to carbon surface, and the releases of these water molecules to the bulk solution.

ROCHA, A. J. Análise da expressão gênica de proteinases cisteínicas relacionadas à morte celular programada e à maturação de proteínas de reservas em sementes de pinhão manso (Jatropha curcas L.). 2012. 82 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-10-17T17:51:28Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_ajrocha.pdf: 2494116 bytes, checksum: 8d45cb432b74c4d7ee84ba4bfd88eb80 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2014-11-11T23:17:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_ajrocha.pdf: 2494116 bytes, checksum: 8d45cb432b74c4d7ee84ba4bfd88eb80 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-11T23:17:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_ajrocha.pdf: 2494116 bytes, checksum: 8d45cb432b74c4d7ee84ba4bfd88eb80 (MD5) Previous issue date: 2012 / Jatropha (Jatropha curcas L) is an oilseed plant with great potential for biofuel production because of the wealth of existing lipids in their seeds. Therefore, it is a potential source of renewable oil that has received considerable attention from the scientific community. The objective of this study was to analyze the gene expression of cysteine ​​proteinases related to programmed cell death (PCD) in developing seeds and during germination of Jatropha in order to better understand the transcriptome of the major genes involved in the MCP and during the deposition of protein reserves during maturation of seeds of Jatropha. To accurately quantify the levels of gene expression by RT-qPCR was necessary to make a selection of reference genes (genes constituting). The constituent genes chosen for this study were: Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH), polyubiquitin (PUB), alpha-tubulin (TA2), protein phosphatase 2 A (PP2A2), elongation factor-alpha (EF1-α) and actin, all cited in the literature and were chosen for study standardization of genes into plants. Through the program of geNorm was possible to show the more stable reference genes among the six genes of reference. Our results indicate that the most stable reference genes for samples of the developing endosperm and integument were: GAPDH, PP2A2 and EF1-α and TA2. The genes were less stable: the actina11; polyubiquitin (PUB). In germination, the most stable genes were GAPDH, PUB and TA2. However, genes with lower stability values ​​were actin, EF1-α and PP2A2. In our studies, the geNorm program also showed the number of reference genes needed for normalization of data obtained by RT-qPCR. In the analysis of this study, we show that for the developing seeds, the use of four most stable genes were GAPDH, PP2A2 and EF1-α and TA2 needed for normalization of RT-qPCR data. In the data of germinating seeds, was the adoption of more stable three genes (GAPDH, PUB and TA2). However, To validate our findings with reference genes, we used the standard profile of gene expression which expresses oleosina, which showed that the expression pattern of oleosina is provided according to the literature, genes reveals that the reference are efficient to normalize the data obtained by RT-qPCR. With these results, we carried out a study of expression of genes supposedly involved in programmed cell death and maturation of seeds of Jatropha. Our results showed that genes with sequence C-terminal KDEL: JcCB0580861; JcCA0152821; JcCA0047111 and γ-VPE gene JCCB0060111 showed high levels of expression in later stages in tissues of the integument and endosperm of seeds of Jatropha in developing and Based on our analysis, these genes express cysteine ​​proteinases that are possibly involved in the MCP. Nevertheless, genes that express the following VPEs: JcCB0196871; JcCB0244081, and JcCA0012422 according to our studies, are probably involved in the maturation of protein reserves in developing seeds of Jatropha. These data provided important information about the expression pattern of genes that are involved in the transcriptome of developing seed, more specifically involved in the process of MCP. However, the study of standardization and validation of reference genes in tissues of the integument and endosperm Jatropha provided a better understanding as regards the stability of these genes in the studied conditions. / O pinhão manso (Jatropha curcas L) é uma planta oleaginosa com grande potencial para a produção de biocombustível devido à riqueza de lipídios existente em suas sementes. Portanto, é uma fonte potencial de óleo renovável que tem recebido considerável atenção da comunidade científica. O objetivo deste estudo foi fazer uma análise da expressão gênica de proteinases cisteínicas relacionadas à morte celular programada (MCP) em sementes em desenvolvimento e durante a germinação de pinhão manso, no intuito de conhecer melhor o transcriptoma dos principais genes envolvidos no processo de MCP e durante a deposição de proteínas de reservas durante a maturação das sementes de pinhão manso. Para quantificar com acurácia os níveis de expressão gênica por RT-qPCR foi necessário realizar uma seleção de genes de referência (genes constitutivos). Os genes constitutivos escolhidos para esse estudo foram: Gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase (GAPDH), Poliubiquitina (PUB), alfa-tubulina (TA2), proteína fosfatase 2-A (PP2A2), fator de alongação-alfa (EF1-α) e actina, todos eles citados e escolhidos na literatura para estudo de normalização de genes em plantas. Através do programa geNorm de foi possível mostrar os genes de referência mais estáveis dentre os seis genes de referência. Nossos resultados apontaram que os genes de referência mais estáveis ​​para as amostras de endosperma e integumento em desenvolvimento foram: GAPDH, PP2A2 e EF1-α e TA2. Os genes de menor estabilidade foram: a actina11; poliubiquitina (PUB). Na germinação, os genes mais estáveis foram GAPDH, PUB e TA2. Entretanto, os genes com menores valores de estabilidade foram a actina, EF1-α e PP2A2. Em nossos estudos, o programa geNorm também mostrou o número de genes de referência necessários para a normalização dos dados obtidos por RT-qPCR. Na análise desse estudo, nos mostramos que para as sementes em desenvolvimento, a adoção de quatro genes mais estáveis foram GAPDH, PP2A2 e EF1-α e TA2 necessários para normalização dos dados de RT-qPCR. Nos dados de sementes em germinação, mostrou-se a adoção de três genes mais estáveis ​​(GAPDH, PUB e TA2). Contudo, Para validar nossos resultados com genes de referência, foi usado o perfil padrão da expressão do gene que expressa a oleosina, na qual mostrou que o padrão de expressão da oleosina está de acordo com os fornecidos pela literatura, revelando que os genes de referência são eficientes para normalizar os dados obtidos pela RT-qPCR. De posse desses resultados, realizou-se um estudo de expressão de genes supostamente envolvidos na morte celular programada e na maturação de sementes de pinhão manso. Nossos resultados mostraram que os genes com seqüência C-terminal KDEL: JcCB0580861; JcCA0152821; JcCA0047111 e o gene γ-VPE JCCB0060111 mostraram um altos níveis de expressão nos estágios mais avançados em tecidos do integumento e endosperma em sementes de pinhão manso em desenvolvimento, e com base em nossas análises, esses genes expressam proteinases cisteínicas que estão possivelmente envolvidos no processo de MCP. Não obstante, os genes que expressam as seguintes VPEs: JcCB0196871; JcCB0244081; e JcCA0012422 de acordo com nossos estudos, provavelmente estão envolvidas na maturação das proteínas de reservas de sementes em desenvolvimento de pinhão manso. Esses dados forneceram importantes informações a cerca do padrão de expressão de genes que estão envolvidos no transcriptoma de sementes em desenvolvimento, mais precisamente envolvidos no processo de MCP. Não obstante, o estudo de normalização e validação de genes de referência nos tecidos de integumento e endosperma do pinhão manso propiciaram um melhor entendimento no que diz respeito à estabilidade desses genes nas condições estudadas.

Este trabalho foi conduzido no sentido de verificar a eficiência de remoção de corantes têxteis por meio do processo de adsorção em batelada utilizando adsorventes preparados a partir da casca do pinhão, pseudofruto da árvore Araucaria angustifólia. Os materiais foram obtidos por carbonização com ácido e ativação química e física da casca de pinhão, um resíduo alimentar que comumente é desprezado. A casca de pinhão in natura (PW), o material carbonizado (C‐PW) e os carvões ativados (CAC e AC‐PW/CPAC) foram empregados na remoção de corantes têxteis de solução aquosa. Durante as etapas de ativação foram ajustados o fluxo de gás de arraste no reator, a taxa de aquecimento e a temperatura final, a fim de se obter carvões ativados com elevada área superficial específica e alta capacidade de adsorção. O processo de carbonização e a ativação conferiram aos materiais uma área superficial específica superior à do material de partida, PW. Para a adsorção dos corantes laranja reativo, vermelho de prociona e verde brilhante foram necessários diferentes tempos de equilíbrio dependendo do adsorvente utilizado. Os carvões ativos foram os materiais que adsorveram o maior percentual de corante em menor tempo de contato. Os modelos de isoterma de Sips e cinético de ordem fracionária de Avrami foram os que melhor se ajustaram aos dados experimentais. Pelo modelo de difusão intrapartícula foi verificado que a adsorção envolveu mais de uma etapa cinética, a primeira correspondendo à difusão intrapartícula e a segunda atribuída à difusão através dos poros do adsorvente seguida pelo estabelecimento do equilíbrio. As faixas de pH favoráveis à remoção dos corantes laranja reativo e vermelho de prociona pelo C‐PW e AC‐PW foram coincidentes com seus potenciais de carga zero, mostrando que o mecanismo de interação foi eletrostático. O desempenho dos carvões ativados CAC e CPAC na remoção do corante verde brilhante foi efetivo numa faixa de pH mais ampla, variando de 2,0 a 10,5, evidenciando a interação do corante com os anéis aromáticos dos adsorventes. Os adsorventes removeram um alto percentual de corantes têxteis presentes em um efluente sintético, indicando alta capacidade de adsorção, equivalente à de carvões ativos comerciais de alta qualidade a baixo custo de obtenção. A entalpia e a entropia de adsorção dos corantes têxteis pelos adsorventes obtidos foram determinadas em experimentos de adsorção nas temperaturas de 298 K a 323 K, utilizando a constante de equilíbrio de Sips (KS). A magnitude da entalpia foi consistente com uma interação física entre o adsorvente e o adsorvato. Os valores negativos de ΔG indicaram que a adsorção foi espontânea e favorável para todas as temperaturas. Os valores positivos de ΔS° confirmaram a preferência das moléculas dos corantes pela superfície dos adsorventes e sugeriram mudanças estruturais ou acomodações no complexo de adsorção carbono‐corante. / This study was conducted in order to verify the efficiency of removal of textile dyes using the batch adsorption process using adsorbents prepared from the Brazilian pine‐fruit‐shell, Araucaria angustifolia. The materials were obtained by acid carbonization and chemical and physical activation from the Brazilian pine‐fruit‐shell, a food waste that is often overlooked. The Brazilian pine‐fruit‐shell (PW), the carbonaceous material (CPW) and the activated carbon materials (CAC and AC‐PW/CPAC) were tested as adsorbents for the removal of textile dyes from aqueous solution. During the stages of activation, the flow of carrier gas in the reactor, the heating rate and the final temperature were adjusted, in order to obtain activated carbons with high specific surface area and high adsorption capacity. The carbonization and the activation process produced materials with specific surface area higher than the starting material, PW. The contact time required to obtain the adsorption equilibrium using CPW and AC‐PW as adsorbents was different. The activated carbonaceous materials adsorbed the highest percentage of dye in less contact time. The Avrami fractionary order kinetic model provided the best fit to experimental data compared with other models. Equilibrium data were better fit to the Sips isotherm model using C‐PW and AC‐PW as adsorbents. The intra‐particle diffusion model showed that the adsorption processes involve more than one single kinetic stage. The first linear part can be attributed to intra‐particle diffusion and the second stage is the diffusion through smaller pores, which is followed by the establishment of equilibrium. The points of zero charge for both adsorbents confirm the ranges of optimal pH values for orange reactive and procion red removal from aqueous solution, showing an electrostatic interaction. The brilliant green dye amount adsorbed per unit of mass was practically constant for the pH values ranging from 2.0 to 10.5. It reinforced the hypothesis that the mechanism of adsorption should takes place by the interaction of the dye with the aromatic rings of the activated carbon. The adsorbents removed a high percentage of textile dyes present in a synthetic effluent, indicating high adsorption capacity, equivalent to that of high quality commercial coal, with low production cost. The enthalpy and entropy of adsorption of textile dyes were obtained from adsorption experiments ranging from 298 to 323 K, using Sips equilibrium constant (KS). The magnitude of enthalpy is consistent with a physical interaction of an adsorbent with an adsorbate. Enthalpy changes (ΔH°) indicate that adsorption followed endothermic processes. Negative values of ΔG indicate that dye adsorption by activated carbon materials is a spontaneous and favorable process for all studied temperatures. Enthalpy changes indicate that adsorption followed endothermic processes. The positive values of ΔS° confirm a high preference of dyes molecules for the carbon surface of adsorbents and also suggest the possibility of some structural changes or readjustments in the dye‐carbon adsorption complex. Besides, it is consistent with the dehydration of dye molecule before its adsorption to carbon surface, and the releases of these water molecules to the bulk solution.