GOMES, R. V. Imobilização de esporos de Bacillus subtilis em esferas de quitosana obtida de quitina de camarão para uso na biodegradação de hidrocarbonetos. 2007. 75f. Dissertação (Mestrado em Ciências Marinhas Tropicais) - Instituto de Ciências do Mar, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by Solange Gomes (solagom@yahoo.com.br) on 2013-02-04T18:56:38Z No. of bitstreams: 1 RAPHAELA GOMES4.pdf: 1270675 bytes, checksum: 3f134b2ee94adb6f0b9330073b67ed2e (MD5) / Approved for entry into archive by Nadsa Cid(nadsa@ufc.br) on 2013-06-05T15:41:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RAPHAELA GOMES4.pdf: 1270675 bytes, checksum: 3f134b2ee94adb6f0b9330073b67ed2e (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-05T15:41:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RAPHAELA GOMES4.pdf: 1270675 bytes, checksum: 3f134b2ee94adb6f0b9330073b67ed2e (MD5) Previous issue date: 2007 / The use of microorganisms or their meta bolic products for cleaning polluted areas represents one of the most important challenges of bioremediation. However, in spite of very promising, this technology shows as main limitation the use of free microorganisms in the environment, which could fault the effectiveness from biodegradation. In those circumstances, the microorganisms are exposed to environmental conditions and can be easily dispersed from the application site, and find resistance of the indigenous microorganisms. The cells immobilization in polymers minimizes those problems providing environmental protection, maintaining the microbial population concentrated in the action site and preventing the natural competition. Several polymers have been tested in the attempt of developing supports for cells immobilization. The chitosan, a chitin derived found predominantly in the shell of crustaceans, has been studied due to its intrinsic characteristics such as high positive charges density that can interact with the cellular surfaces of many microorganisms. Besides, the chitin is the second most abundant polymer in the world after cellulose. As the main by-product of the industry of the shrimp, the choice of chitosan as immobilization matrix also represents a form of recycling these residue s from shrimp culture. In spite of those advantages, the antimicrobial effects of the chitosan have limited its utilization. To be immobilized in chitosan the microorganism has to be not only resistant to harmful effects of chitosan, but preferentially, it is necessary that it doesn't produce enzymes to degrade the polymer, such as chitosanases. Few microorganisms are known to meet that get to fill out these requirements, what explains the shortage of works dealing on immobilization of cells in chitosan. So, the aim of this work was investigat e the immobilization of bacterial spores of a Bacillus strain in chitosan spheres and evaluating, after the ge rmination of the spores, the efficiency of the cells free or immobilized to degrade n-hexadecane and produce surfactants. The results showed that the immobilization of the spores was quite viable because they resisted to the toxic effect of chitosan and to the drastic treatment of spheres production, although it was necessary supplemented the medium growth with 1% glucose in addition to 1% n-hexadecane for the germination to occur. The results of biodegradation assays showed that, in both cases, with free or immobilized cells, the n-hexadecane was consumed after 48 h of cultivation, with 98.74% and 99.51%, respectively. In spite of the biodegradation percentages be statistically similar the use of B. subtilis LAMI007 immobilized was more advantageous since the culture degraded th e same n-hexadecane concentration with the biomass ten times smaller. The immobilized cells produced the same amount of surfactants as the free cells (around 50%), but the immobilized cells did not use the surfactants produced as source of carbon. Thus could facilitate the isolation of thos e substances from the supernatant of the cultures. In conclusion, it was proven to be viable the use of the chitosan in the immobilization of B. subtilis LAMI007 spores, as well as the potential of those cells to degrade hydrocarbons and produce su rfactant, both results can be applied for decontamination of polluted areas. / A utilização de microrganismos ou de seus produtos metabólicos para limpeza de áreas contaminadas por hidrocarbonetos representa uma das vertentes mais estudadas da biorremediação. Entretanto, apesar de muito promissora, esta tecnologia apresenta como principal limitação o fato de, na maioria dos casos, empregar bactérias livres no ambiente, podendo comprometer a eficácia da biodegradação. Nessas circunstâncias, os microrganismos ficam expostos às condições ambientais, podem ser facilmente dispersos do local de aplicação, além de encontrarem resistência da microbiota indígena. A imobilização de bactérias em polímeros minimiza esses problemas por proporcionar um microambiente protegido, além de manter a população microbiana concentrada no local de ação e impedir a competição natural com outros microrganismos. Vários polímeros têm sido pesquisados na tentativa de se desenvolver suportes para imobilização de células. A quitosana, um derivado da quitina encontrada predominantemente na carapaça dos crustáceos, tem sido atualmente estudada por possuir alta densidade de cargas positivas que favorecem a interação com as superfícies celulares de muitos microrganismos. Além disso, pela quitina ser o segundo polímero mais abundante no planeta e o principal subproduto da indústria do camarão, a escolha pelo uso da quitosana também representa uma forma de reciclagem dos resíduos da carcinicultura. Apesar dessas vantagens, os efeitos antimicrobianos da quitosana têm limitado o seu uso, visto serem inúmeros os microrganismos sensíveis a este polímero natural. Um microrganismo para ser imobilizado em matriz exclusivamente de quitosana deve não somente ser resistente aos seus efeitos danosos, mas preferencialmente, é necessário que ele não produza enzimas que degradem a matriz, como quitosanases. Poucos são os microrganismos conhecidos que conseguem preencher estes requisitos, o que explica a escassez de trabalhos que relatem a imobilização de células em suportes exclusivamente de quitosana. Dessa maneira, a relevância de ste trabalho encontra-se em dois pontos. Primeiramente em apresentar, de forma inédita, a imobilização de esporos bacterianos de uma linhagem de Bacillus subtilis em esferas fabricadas somente por quitosana. E segundo em avaliar, após a germinação dos esporos, a eficiência das células livres e imobilizadas dessa linhagem em biodegradar n-hexadecano. Os resultados mostraram que a imobilização dos esporos foi bastante viável e reprodutível, uma vez que eles resistiram à quitosana, ao drástico tratamento de fabricação das esferas, e germinaram quando na presença de glucose. Os ensaios de biodegradação mostraram que, em ambos os casos, o n-hexadecano foi consumido após 48h de cultivo, numa taxa de 98,74% e 99,51% para células livres e imobilizadas, respectivamente. Apesar das taxas de biodegradação terem sido estatisticamente semelhantes, o uso de B. subtilis LAMI007 imobilizado mostrou-se mais vantajoso pelo fato da cultura conseguir biodegradar a mesma concentração de n-hexadecano estando com a biomassa celular dez vezes menor, produzir e liberar a mesma quantidade de biossurfactantes no meio que o observado pelas células livres (em torno de 50%), e também por não utilizar os biossurfactantes produzidos como fonte de carbono, o que facilitou a detecção e seleção dessas substâncias no sobrenadante da cultura. Dessa forma, ficou comprovado ser viável o uso da quitosana na imobilização de esporos da linhagem de B. subitlis LAMI007, assim como o potencial dessas células em, uma vez germinadas, serem utilizadas na biorremediação de ambientes contaminados por hidrocarboneto.

Neste trabalho, hidrogéis a base de quitosana (QUI) com alginato (ALG), com morfologia controlada (micro e nanoesferas) foram obtidos através de complexação polieletrolítica, buscando-se otimizar os parâmetros de reação para produção de hidrogéis com propriedades adequadas para liberação controlada de fármacos. Os fatores principais e secundários foram definidos em um estudo preliminar na investigação da formação dos hidrogéis sob diferentes condições de reação (composição relativa do hidrogel, massa molar da quitosana dos polímeros, pH da solução e método de adição dos componentes) e o efeito destas nas propriedades finais dos hidrogéis. Através da seleção apropriada das variáveis independentes, foram obtidos hidrogéis com morfologia esférica e com tamanho de partícula em torno de 5,0 ± 2,0 micrômetros, com grau de inchamento mínimo de 708% em pH 1,2. Posteriormente, propôs-se a modificação química da quitosana através da inserção de grupamentos carboxila na estrutura para maior solubilidade em meio neutro, condição necessária para encapsulamento de peptídeos e proteínas. Complexos polieletrolíticos de quitosana carboximetilada (CMQUI) com alginato foram desenvolvidos em condições otimizadas de reação e tiveram suas propriedades comparadas com as dos hidrogéis ALG-QUI. Os resultados mostraram que os hidrogéis ALG-CMQUI apresentaram menor tamanho de partícula (2,3 ± 0,5 micrômetros), menor grau de inchamento em pH 1,2 (314%), e maior estabilidade térmica. Os hidrogéis com melhor balanço de propriedades foram avaliados utilizando-se um fármaco-modelo. O efeito das diferentes técnicas de produção dos hidrogéis na eficiência de encapsulamento e nos perfis de liberação do fármaco modelo foi avaliado sendo apontado o melhor sistema para utilização em sistemas de liberação controlada. Os hidrogéis apresentaram baixos valores de encapsulamento para os peptídeos avaliados devido à forte natureza hidrofílica destes. Como resultado deste estudo, um novo método de produção de complexos polieletrolíticos em emulsão foi proposto, levando-se em conta a natureza hidrofílica do fármaco, para a produção de hidrogéis nanoparticulados com morfologia controlada e excelente grau de encapsulamento (acima de 80%), sendo um método alternativo para o encapsulamento de fármacos hidrofílicos. / In this study, alginate-chitosan hydrogels were produced in aqueous medium with controlled morphology through polyelectrolyte complexation, aiming to establish the optimum reaction parameters for producing hydrogels with improved properties for drug delivery applications. A preliminary study settled the main and secondary factors to be evaluated and ALG-CHI hydrogels were obtained under different reaction conditions (hydrogel relative composition, chitosan molecular weight, pH and the components addition method). The hydrogels presented spherical shape an average diameter around 5.0 ± 2.0 micrometers, and the swelling degree and point of zero surface charge showed a linear dependence on the alginate content. The appropriate parameters have leaded to hydrogels with minimum swelling degree of 708% in pH 1,2. The chitosan chemical modification through carboxymethylic group’s insertion favored higher solubility in neutral aqueous media, and provided mild conditions for proteins and peptides’ encapsulation. Polyelectrolyte complexes made of carboxymethylchitosan (CMCHI) and ALG were produced following the previous established optimized reaction conditions and had their properties compared with ALG-CHI hydrogels. Results showed that ALG-CMCHI hydrogels presented smaller and more homogeneous microparticles (2.3 ± 0.5 micrometers), significantly lower swelling degree in pH 1,2 (314%) and superior thermal stability. The hydrogels with best properties balance were used to encapsulated a model peptide, and the parameters were evaluated regarding to encapsulation efficiency and peptide release profile and the best hydrogel-peptide system for employment in drug delivery systems was pointed out. The hydrogels presented low peptide encapsulation efficiency due to the hydrophilic nature of these. A new water-in-oil emulsion method was developed for nanoparticle hydrogels production with controlled morphology and improved encapsulation efficiency (over 80%) for encapsulation of hydrophilic drugs.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:56:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 326895.pdf: 2425069 bytes, checksum: 2079d8158801c4fdd73011562f82b2d9 (MD5) Previous issue date: 2014 / Este trabalho descreve o desenvolvimento de nanopartículas (NPs) biodegradáveis, incluindo NPs revestidas com quitosana (CS) e a utilização de promotores de permeação (SPEs), visando a liberação transdémica do terpinen-4-ol (T4OL). Três diferentes sistemas de NPs foram desenvolvidos: NPs de zeína, NPs de zeína na presença de SPEs e NPs de zeína revestidas com CS. As NPs foram preparadas pela adaptação de um processo de precipitação em antisolvente. Todos os sistemas investigados apresentaram forma esférica e mostraram tamanhos em torno de 200 nm, com uma estreita faixa de distribuição de tamanho. As NPs também foram caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão (TEM), tendo sido obtidos dados que confirmaram os valores do tamanho obtidos por espalhamento de luz dinâmico (DLS). As suspensões de NPs contendo T4OL apresentaram valores de eficiência de encapsulação (EE) próximos a 90%. O revestimento das NPs com CS foi confirmado através das medidas de tamanho das partículas e de potencial zeta (?). Foi avaliada a estabilidade das suspensões de NPs de zeína contendo T4OL em função do tempo. As NPs na presença ou ausência de SPEs foram estáveis por até 20 dias, enquanto para as NPs na presença ou ausência de CS a estabilidade foi até o 30o dia. As NPs de zeína também foram avaliadas quanto à liberação, permeação e retenção de T4OL através da pele de orelha suína, em um modelo da câmara de difusão de Franz. Foi estudado ainda o efeito dos SPEs sobre a permeação cutânea do T4OL contido nas NPs, tendo sido observada uma melhora na permeação do T4OL e que sua liberação ocorre de maneira mais controlada. Os resultados mostram que as NPs de zeína estudadas são sistemas nanoestruturados promissores para a entrega prolongada T4OL, exibindo potencial para ser utilizado em terapia anti - melanoma.<br> / Abstract : This study describes the development of biodegradable nanoparticles (NPs), including NPs recovered with chitosan (CS) and the utilization of skin penetration enhancers (SPEs), aiming the T4OL deliveryin the skin. Three different NP systems were developed: zein NPs, zein NPs in the presence of SPEs and zein NPs recovered with CS. Zein NPs were prepared using a modified antisolvent precipitation process (desolvation). All investigated systems presented spherical format and showed sizes at ca. 200 nm, with a narrow range of size distribution. The NPs were also characterized through transmission electronic microscopy analysis, being obtained data that confirmed the obtained size values by dynamic light scattering (DLS). The suspensions of NPs containing T4OL presented EE values of ca. 90%. Recovering of NPs with CS was confirmed by means of measurements of size particles and zeta potential (?). The stability of zein NPs suspensions were evaluated as a function of the time.The NPs in the absence and in the presence of SPEs were stable until the period of 20th day, while for the NPs in the presence and in the absence of CS the stability occurred until the 30th day. The delivey, permeation and retention of zein NPs T4OL through pig ear skin were also evaluated, using a Franz diffusion cell apparatus. The influence of the SPEs on the cutaneous permeation of T4OL contained in the NPs was also studied, being reported an improved T4OL permeation and that its release occurs in a more controlled fashion.The results show that the zein NPs studied here are promising nanostructured systems for the prolonged T4OL delivery, exhibiting a potential to be used in anti-melanoma therapy.

MAGALHÃES JÚNIOR, G. A.; Síntese de Microesferas e Nanopartículas de Quitosana e Goma do Chichá (Sterculia striata) como Matriz para Liberação Controlada de Fármaco para Tratamento da Malária. 2012. 150 f. Tese (Doutorado em Química Orgânica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, 2012. / Submitted by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2014-10-13T17:59:58Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_gamjunior.pdf: 1352598 bytes, checksum: 6118587fb17b69a25b47e67cf693fd2e (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2014-11-11T23:10:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_gamjunior.pdf: 1352598 bytes, checksum: 6118587fb17b69a25b47e67cf693fd2e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-11T23:10:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_gamjunior.pdf: 1352598 bytes, checksum: 6118587fb17b69a25b47e67cf693fd2e (MD5) Previous issue date: 2012 / The aim of this work was the synthesis and characterization of nano and microparticles for malaria drug delivery system. Chitosan microspheres of high molar mass (QTa) and chichá gum (CH) were synthesized by polyelectrolyte complexation and crosslinked with glutaraldehyde. The diameters of the microspheres crosslinked and non-crosslinked were 544  3 μm and 558  2 μm, respectively. The crosslinked beads were not soluble in acidic medium (pH 1.2). The swelling of microspheres was higher in pH 1.2 and that the crosslinked beads have less swelling than non-crosslinked. The sequential release of chloroquine from the microspheres was performed for 2 h followed by a release in pH 7.4. The crosslinked microsphere released 64% of chloroquine at pH 1.2, with a total of drug released of 92%. The release profile of the same sample at pH 7.4 provides a controlled release of the drug for about 50h. QT and CH nanoparticles were prepared using polyelectrolyte complexation and formation of Schiff base. In the formation of polyelectrolyte complex, parameters such as molecular weight of chitosan, the molar ratio of charge (n+/ n-), order of addition and concentration of the polyelectrolyte influence the size, zeta potential, polydispersity index and stability of the nanoparticles in solution. The zeta potential of particles in excess of QT was positive and when the charg molar ratio (n+/ n ) decreases to 0.1 the potential becomes negative due to the excess of CH. The nanoparticles diameters vary from 80 to 1,200 nm depending on the concentration of the polyelectrolyte and the chitosan used. Chitosan nanoparticles formed by a low molecular weight (QTb) were larger than those formed by chitosan of high molecular weight (QTa). The decrease of the charge ratio (n+/n-) and the polyelectrolyte concentrations lead to small size nanoparticle. The release of chloroquine in matrices of CH, QTa and QTb ratio ratio 5 and 0.1 lasted 15 days by releasing up to 99% of the drug, however only the ratio influenced the release profile. Nanoparticles formed by Schiff base reaction were produced. The influence of parameters such as degree of oxidation of CH, chitosan molar mass, addition and masses ration of polysaccharides on size, zeta potential and stability were investigated. The zeta-potential was positive for particles with an excess of QT and negative with excess CH. The particle diameters ranged from 30 to 450 nm, depending on the degree of oxidation of CH and the molar mass of QT. Particle formed with low oxidation of CH and high molar mass chitosan are bigger than those formed with low molar mass chitosan. A inverse behavior was observed when high oxidated CH was used. / Este trabalho tem como objetivo a síntese e caracterização de nano e micropartículas para liberação de fármaco para tratamento da malária. Microesferas de quitosana de alta massa molar (QTa) e goma do chichá (CH) foram sintetizadas por complexação polieletrolítica e reticuladas com glutaraldeído. Os diâmetros das microesferas reticuladas e não-reticuladas foram de 544  3 μm e 558  2 μm, respectivamente. As esferas reticuladas não foram solúveis em meio ácido (pH 1,2). Ensaios de intumescimento mostraram que as microesferas intumesciam mais em pH 1,2 do que em pH 7,4 e que as reticuladas possuíam menor intumescimento do que as não reticuladas. A liberação sequenciada de cloroquina, a partir das microesferas, foi realizada por 2 h em pH 1,2 seguida por uma liberação em pH 7,4. A microesfera reticulada liberou 64% da cloroquina em pH 1,2, com um total do fármaco liberado de 92%. O perfil de liberação da mesma amostra em pH 7,4 apresenta uma liberação controlada do fármaco por cerca de 50 h. Nanopartículas de QT e CH foram produzidas utilizando como rotas de síntese a complexação polieletrolítica e formação de base de Schiff. Na formação de complexos polieletrolíticos parâmetros como massa molar da quitosana, razão molar de carga (n+/n-), ordem de adição e concentração dos polieletrólitos influenciam no tamanho, potencial zeta, índice de polidispersividade e estabilidade das nanopartículas em solução. O potencial zeta das partículas com excesso de QT é positivo e quando se diminui a razão molar de carga (n+/n-) para 0,1 o potencial torna-se negativo devido o excesso de chichá. Os diâmetros das nanopartículas variaram de 80 a 1200 nm dependendo da concentração dos polieletrólitos e da quitosana utilizada. Nanopartículas formadas por quitosana de baixa massa molar (QTb) possuem tamanho maior do que as formadas por quitosana de alta massa molar (QTa). Quando a razão de cargas (n+/n-) e a concentração dos polieletrólitos diminuem o tamanho das nanopartículas também diminui. Na liberação da cloroquina em matrizes de CH, QTa e QTb de razão 5 e 0,1 duraram cerca 15 dias liberando até 99% do fármaco, porém apenas a razão de cargas influenciou no perfil da liberação. Nanopartículas formadas via base de Schiff foram preparadas. A influência de parâmetros tais como: grau de oxidação da goma do chichá, massa molar da quitosana, ordem de adição e razão entre as massas dos polissacarídeos foram investigados em relação ao tamanho, potencial zeta e estabilidade. O potencial zeta mostrou-se positivo para partículas com excesso de QT e negativo para partículas com excesso de CH. Os diâmetros das partículas variaram de 30 a 450 nm, dependendo do grau de oxidação do CH e da massa molar de QT. Para goma do chichá com menor grau de oxidação nanopartículas de QTa apresentaram-se maiores do que as formadas por QTb, e para a goma com maior grau de oxidação nanopartículas de QTb possuíam maiores tamanhos do que as formadas por QTa.

OLIVEIRA, E. F.; PAULA, H. C. B. Matrizes de gomas regionais para o encapsulamento do óleo essencial de Lippia Sidoides. 2012. 78 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2014-11-06T19:14:40Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_efoliveira.pdf: 1495147 bytes, checksum: dda6aa4113c59cdf24b5bf22b0f16479 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-11-24T17:30:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_efoliveira.pdf: 1495147 bytes, checksum: dda6aa4113c59cdf24b5bf22b0f16479 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-24T17:30:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_efoliveira.pdf: 1495147 bytes, checksum: dda6aa4113c59cdf24b5bf22b0f16479 (MD5) Previous issue date: 2012 / Aiming to preserve the properties and optimize the encapsulation of the Lippia sidoides essential oil (LSEO), this work reports on the preparation of chitosan-gum nanoparticles loaded with LSEO by spray-drying, using gums extracted from native trees of northeast of Brazil. The gums used were extracted from exudates of Anacardium Occidentale tree (Cashew gum), Sterculia striata trees (Chichá gum) and Anadenanthera macrocarpa trees (Angico gum). Samples were characterized by FTIR and UV/VIS spectroscopy, particle size and zeta potential, thermal analysis (TGA/DSC) and gas chromatography (GC-MS). The FTIR spectrum showed the main bands of chitosan and gums, in 1550 and 1647 cm-1. Particle sizes ranged from 17 nm to 800 nm, where the angico gum matrix presented the smallest sizes and cashew gum matrix the larger sizes. The zeta potential varied from -40 mV +30 mV, where chichá gum matrix presented the biggest variation. Thermal analysis showed the events of mass loss for the samples, where up to 200° C there are a maximum of 20% mass lost compared to the initial mass. The encapsulation of LSEO ranged between 6 and 16%, where the cashew gum and chichá gum matrixes presented the highest values. Cashew gum samples showed good encapsulation stability after 12 months, where the encapsulated oil content has not changed. The encapsulated oil did not present significant difference in its composition to the initial oil, encapsulating the key components. The release of LSEO from the matrixes was relatively slow, where between 60 and 100% of the oil was released in 48 hours. The kinetic study of LSEO release indicated that the release followed the Higuchi model, with the release by the samples varying between fickians and non-fickians phenomena. / Com o objetivo de preservar as propriedades e otimizar o encapsulamento do óleo essencial de Lippia sidoides (OELS), foi preparado nanopartículas de quitosana e goma carregadas com OELS via spray-drying, usando gomas nativas da região do Nordeste brasileiro. As gomas foram extraídas dos exsudatos das árvores da Anacardium Occidentale (goma do cajueiro), Sterculia striata (goma do chichá) e Anadenanthera macrocarpa (goma do angico). As nanopartículas foram caracterizadas por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e na região do UV/VIS, tamanho de partículas e potencial zeta, análise térmica (TGA/DSC), e cromatografia gasosa (GC-MS). O espectro do FTIR mostrou as principais bandas da quitosana e das gomas, em 1550 e em 1647 cm-1. Observou-se diferentes propriedades nas nanopartículas em função do tipo de matriz utilizada. As partículas produzidas apresentaram tamanho de 17 a 800 nm, onde a matriz de goma do cajueiro produziu as partículas maiores, e a matriz de goma do chichá as partículas menores. O potencial zeta variou de -40 mV a +30 mV, onde houve maior variação quando utilizou-se a matriz com goma do chichá. A análise térmica evidenciou os eventos de perda de massa para as amostras, onde até 200 °C as amostras perdem no máximo 20% da sua massa inicial. O encapsulamento do OELS variou entre 6 e 16 %, onde as matrizes com goma do cajueiro e do chichá apresentaram os maiores valores. As amostras com goma do cajueiro apresentaram boa estabilidade de encapsulamento após 12 meses, onde o teor de óleo encapsulado não se alterou. A análise por cromatografia gasosa mostrou que o óleo encapsulado não apresentou em sua composição diferença significativa à do óleo inicial, encapsulando os principais componentes. A liberação do OELS pelas matrizes foi relativamente lenta, onde entre 60 e 100% do óleo foi liberado em 48 horas. O estudo cinético da liberação do OELS indicou que a liberação segue o modelo de Higuchi, com a liberação pelas amostras variando entre fenômenos fickianos e não-fickianos.

NASCIMENTO, J. K. M. Membranas de quitosana-graft-acrilato de sódio incorporadas com nanopartículas de prata para o desenvolvimento de curativos. 2012. 77 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2014-11-19T20:29:30Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_jkmnascimento.pdf: 1875159 bytes, checksum: 3b7fcf890b841321d324440bd2b45087 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-12-07T17:48:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_jkmnascimento.pdf: 1875159 bytes, checksum: 3b7fcf890b841321d324440bd2b45087 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-07T17:48:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_jkmnascimento.pdf: 1875159 bytes, checksum: 3b7fcf890b841321d324440bd2b45087 (MD5) Previous issue date: 2012 / Silver nanoparticles (NPsAg) can be obtained by chemical, physical and biological methods. One of the most used methods is based on chemical reduction with sodium borohydride in the presence of stabilizers. Chitosan can act as NPsAg stabilizer. The grafting of acrylic monomers in the side chain of chitosan gives copolymers with improved physical roperties. Type graft copolymer based on chitosan and sodium acrylate was obtained by copolymerizing a system solution using free radical initiation, and from this membrane were prepared. NPsAg membranes were synthesized by the method of reduction with borohydride. The copolymer was characterized by proton absorption in the infrared (FTIR), thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, elemental analysis, absorption capacity in water and scanning electron microscopy. The reason monomer / polysaccharide used in the reaction was 1/2. The grafting percentage was 49%. FTIR and elemental analysis confirmed the formation of the copolymer. Observed absorption capacity water membrane of the copolymer 13% higher compared to chitosan membrane, confirming the efficiency of grafting of the sodium acrylate in increasing hydrophilicity of the material. Nanocomposite chitosan-graft-sodium acrylate / Ag were obtained by varying the concentrations of silver nitrate (2, 5 and 10 mmol.L-1) and sodium borohydride (40, 100 and 200 mmol.L-1) added to the membranes. The nanocomposites were characterized by spectrophotometry in the UV-Vis region. The Color changes in the membranes from light yellow to dark brown shows the formation of silver nanoparticles. The analysis showed UV-Vis absorption bands in the region of 430 nm, confirming the formation of silver nanoparticles in the membranes of the copolymer. The displacement of the plasmon band of the samples 2/40, 5/100 and 10/200 mmol.L-1, respectively, for shorter wavelengths demonstrate that decreased particle diameter with increasing concentration of silver ions. The bacteriological test showed that the nanocomposite membranes exhibit antibacterial activity against Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa species. studies Preliminary indicate that the nanocomposite has potential for the study with potential application as dermatological dressing. / Nanopartículas de prata (NPsAg) podem ser obtidas por métodos químicos, físicos e biológicos. Um dos métodos mais utilizados baseia-se na redução química com boroidreto de sódio, na presença de estabilizantes. Quitosana pode agir como estabilizante de NPsAg. A enxertia de monômeros acrílicos na cadeia lateral da quitosana origina copolímeros com ropriedades físicas melhoradas. Copolímero do tipo enxertado à base de quitosana e acrilato de sódio foi obtido por copolimerização em solução utilizando um sistema de iniciação via radical livre e a partir deste foram preparadas membranas. NPsAg foram sintetizadas nas membranas por método de redução com boroidreto. O copolímero foi caracterizado por espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial, análise elementar, capacidade de absorção em água e microscopia eletrônica de varredura. A razão monômero/polissacarídeo utilizada na reação foi de 1/2. A porcentagem de enxertia foi de 49%. FTIR e análise elementar confirmaram a formação do copolímero. Observou-se uma capacidade de absorção de água da membrana do copolímero 13% maior em relação à membrana de quitosana, confirmando a eficiência da enxertia do acrilato de sódio no aumento da hidrofilicidade do material. Nanocompósitos quitosana-graft-acrilato de sódio/Ag foram obtidos variando-se as concentrações de nitrato de prata (2, 5 e 10 mmol.L-1) e boroidreto de sódio (40, 100 e 200 mmol.L-1) adicionados às membranas. Os nanocompósitos foram caracterizados por espectrofotometria na região do UV-Vis. A mudança nas cores das membranas de amarelo claro para marrom escuro evidencia a formação das nanopartículas de prata. A análise por UV-Vis mostrou bandas de absorção na região de 430 nm, confirmando a formação das nanopartículas de prata nas membranas do copolímero. O deslocamento da banda plasmônica das amostras 2/40, 5/100 e 10/200 mmol.L-1, respectivamente, para menores comprimentos de onda demonstra que houve diminuição do diâmetro das partículas à medida que aumenta a concentração do íons prata. O teste bacteriológico mostrou que as membranas dos nanocompósitos apresentam atividade antibacteriana contra as espécies Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa. Os estudos preliminares indicam que o nanocompósito apresenta potencial para o estudo com potencial aplicação como curativo dermatológico.

CARVALHO, Técia Vieira. Biomateriais à base de quitosana de camarão e bactérias para remoçao de metais traços e petróleo. 2006. 98f. Dissertação (Mestrado em Ciências Marinhas Tropicais) - Instituto de Ciências do Mar, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006. / Submitted by Debora Oliveira (deby_borboletinha@hotmail.com) on 2011-12-22T14:16:11Z No. of bitstreams: 1 2006_dis_tvcarvalho.pdf: 1836129 bytes, checksum: 7d81ecd876f7bd10ac9216d70ed6e881 (MD5) / Approved for entry into archive by Nadsa Cid(nadsa@ufc.br) on 2012-01-23T16:57:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_dis_tvcarvalho.pdf: 1836129 bytes, checksum: 7d81ecd876f7bd10ac9216d70ed6e881 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-01-23T16:57:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_dis_tvcarvalho.pdf: 1836129 bytes, checksum: 7d81ecd876f7bd10ac9216d70ed6e881 (MD5) Previous issue date: 2006 / As the environmental problems caused by the impacts of industrial activities increase the man tries to improve or to develop new descontamination techniques. The bioremediation stands out for a wide range of microorganisms that can metabolize many of the pollutants, besides not leaving residues or recalcitrant by-products, as it usually happens with other techniques. One of the most recent innovations in this concern is the use of immobilized microorganisms. The immobilization has many advantages besides facilitating the control of the process and the microorganisms. The chitosan, a natural polysaccharide that can be obtained from crustacea shells, presents several characteristics that turn it an ideal support for immobilization of certain microorganisms such as its biodegradability, lipofilic properties, capacity to form gel and beads and it can be reticulated. In this work was prepared a chitosan starting from chitin of shrimp shells with degree of desacetilation of 78% and molar mass of 117.000 Da. This polymer was used for immobilization of the Staphylococcus saprophyticus subsp. saprophyticus strain, selected by the cell-wall hydrophobicity, what turns it an emulsificant. Beads, membranes, films and hydrogels were produced with and without immobilized bacteria. The products were tested for oil-water emulsification, removal of copper and lead from contaminated water and as clotting of oil in water. The products were also available for the mechanical resistance, uniformity, solubility and analyzed by electronic microscopy of varredure. The results showed that the incorporation of the bacteria into chitosan improved significantly the resistance of this polymer. The chitosan membrane supported up to 53.62 Mpa while a similar membrane containing immobilized bacteria supported up to 73.96 Mpa. The beads with the bacterium also stood out for the uniformity and mechanical resistance during the tests of oil-water emulsification. The beads with cells unlike the beads without cells promoted the hydrocarbon emulsification, reaching of 60%. The films obtained by the treatment of the membranes with glycerol 20% behaved very different far from the membranes. The films were less resistant to traction, supporting 20.50 Mpa and 8.91 Mpa, for films without cells and with cells respectively. On the other hand, the films were significantly more elastic than the membranes, as proven by the values of the Young modules, 146.4 Mpa and 222.8 Mpa, for films without cells and with cells, respectively. The membranes with immobilized bacteria removed copper and lead more efficiently than the membranes without cells, while the films showed the same result independently of having or not immobilized cells. Both films were impermeable to the passage of copper and lead solutions. The beads containing cells were significantly more efficient for metal adsorption from samples of polluted waters. Comparatively, the copper was better adsorpted than the lead. There were not observed any difference on the removal of 200 μg/g of copper and lead that should be attributed to the differences of fresh and sea water. The copper and lead adsorption was of 20mg/g of chitosan while the desorption was more than 90% for the copper and more than 80% for the lead. No differences were observed among the petroleum coagulation spilled in water with chitosan gels with or without cells. In conclusion, the products developed and tested in this work showed great potential for bioremediation applications. / Ao mesmo tempo em que se avolumam os problemas ambientais causados pelos impactos de atividades industriais o homem tenta aperfeiçoar ou desenvolver novas técnicas de descontaminação. A biorremediação se destaca pela ampla gama de microrganismos que podem metabolizar muitos dos principais poluentes, além de não deixar resíduos ou subprodutos recalcitrantes, como geralmente ocorre com outras técnicas. Uma das mais recentes inovações nesta área diz respeito ao uso de microrganismos simobilizados. A imobilização traz uma serie de vantagens, além de facilitar o controle do processo e dos microrganismos. A quitosana, um polissacarídeo natural que pode ser obtido de carapaças de crustáceos, agrega várias características que o tornam um suporte ideal para imobilização de certos organismos. Destaca-se sua biodegradabilidade, lipofilicidade, capacidade de formar gel e microesferas, além de poder ser reticulado. Neste trabalho foi preparada uma quitosana a partir de quitina de carapaças de camarão com grau de desacetilação de 78% e massa molar média de 117.000 Da. Esse polímero serviu de matriz para imobilização de uma cepa da bactéria Staphylococcus saprophyticus subsp. saprophyticus, selecionada pela hidrofobicidade de sua parede celular, o que a torna um emulsificante. Foram produzidos esferas, membranas, filmes e hidrogéis de quitosana sem e com a bactéria imobilizada. Os produtos foram testados quanto à capacidade de emulsificação de misturas óleo-água, remoção de cobre e chumbo de amostras de águas contaminadas e como coagulantes de óleo em água. Os produtos também foram avaliados quanto à resistência mecânica, uniformidade, solubilidade, além de serem analisados por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que a incorporação da bactéria a quitosana melhorou significativamente a resistência desse polímero. A membrana de quitosana suportou até 53,62 Mpa enquanto uma membrana semelhante contendo bactérias imobilizadas suportou até 73,96 Mpa. As esferas com a bactéria também se destacaram pela uniformidade e resistência a agitação mecânica durante os testes de emulsificação de misturas óleo-água. As esferas com células ao contrário das esferas sem células promoveram a emulsificação de hidrocarbonetos, atingindo um percentual de 60% de emulsificação. Os filmes obtidos pelo tratamento das membranas comglicerol 20% se comportaram bem diferentes das membranas. Os filmes foram menos resistentes a tração, suportando 20,50 Mpa e 8,91 Mpa, para filmes sem células e com células respectivamente. Por outro lado, foram significativamente mais elásticos do que as membranas, como provado pelos valores dos módulos de Young, 146,4 Mpa e 222,8 Mpa, para filmes sem células e com células, respectivamente. As membranas com bactérias imobilizadas removeram mais eficientemente cobre e chumbo do que as membranas sem células, enquanto os filmes independentemente de terem ou não células imobilizadas foram impermeáveis à passagem dessas soluções. As esferas de quitosana contendo células foram significativamente mais eficientes para adsorver cobre e chumbo de amostras de águas contaminadas. Comparativamente, o cobre foi melhor adsorvido do que o chumbo nas esferas. Não foram observadas diferenças na remoção de até 200 μg/g de cobre e chumbo atribuíveis às diferenças da água doce e água do mar. A adsorção de cobre e chumbo foi da ordem de 20 mg/g de quitosana enquanto a capacidade de dessorção foi de mais de 90% para o cobre e mais de 80% para o chumbo. Não foram observadas diferenças entre a coagulação de amostras de petróleo derramadas em água com géis de quitosana sem células ou com células. Conclusivamente, os produtos desenvolvidos e testados neste trabalho possuem grande potencial para emprego em atividades de biorremediação.

Orientador: Leonardo Fernandes Fraceto / Banca: Hudson Wallace Pereira de Carvalho / Banca: Daniel Junior de Andrade / Banca: Halley Caixeta de Oliveira / Banca: Marystela Ferreira / Resumo: Os artrópodes tem sido uma das principais causas de perdas agrícolas em todo o mundo. Só no Brasil essas perdas podem chegar a 7,7 % ao ano. A utilização extensiva de pesticidas sintéticos tem sido a principal forma de controle deste tipo de praga, no entanto, os efeitos adversos destes compostos tanto para o meio ambiente quanto para a saúde humana tem motivado a busca por alternativas menos impactantes. Neste contexto, diversos mecanismos estão sendo estudados a fim de minimizar estes danos, como por exemplo, o desenvolvimento de sistemas de liberação modificada, utilizando polímeros biodegradáveis e proteínas. Aliado a isto, a utilização de pesticidas botânicos também tem demostrado potencialidade para o combate a essas pragas, devido aos menores impactos causados por esses produtos de origem natural. Portanto, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento (preparo e caracterização) de sistemas nanocarreadores produzidos a partir dos polímeros quitosana e goma arábica e da proteína zeína para os compostos botânicos (geraniol, citronelal, eugenol e cinamaldeído), bem como, os potenciais efeitos cito e fitotóxicos destes sistemas. Ademais foram também realizados ensaios de atividade biológica destes sistemas em pragas agrícolas (mosca-branca, ácaro-rajado e lagarta falsamedideira). Os compostos botânicos apresentaram elevada eficiência de encapsulação em ambos os sistemas carreadores, sendo que os sistemas foram capazes de proteger os compostos contra uma degradação premat... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Arthropods have been a major cause of agricultural losses worldwide. Only in Brazil can these losses reach 7.7% per year. The extensive use of synthetic pesticides has been the main form of control of this type of pest, however, the adverse effects of these compounds for both the environment and human health have motivated the search for less impactful alternatives. In this context, several mechanisms are being studied in order to minimize these damages, such as the development of modified release systems using biodegradable polymers and proteins. In addition to this, the use of botanical pesticides has also shown potential for combating these pests, due to the lower impacts caused by these products of natural origin. Therefore, the present work showed the development (preparation and characterization) of nanocarrier systems produced from chitosan and gum arabic polymers and zein protein for the botanical compounds (geraniol, citronellal, eugenol and cinnamaldehyde), as well as the potential effects and phytotoxic systems. In addition, tests of the biological activity of these systems on agricultural pests (whitefly, two-spotted spider mite and soybean looper) were also carried out. The botanical compounds showed high encapsulation efficiency in both carrier systems, and the systems were able to protect the compounds against premature degradation and also against ultraviolet radiation. The phyto and cytotoxicity results showed that encapsulation decreased the toxic effect of ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Neste trabalho foi desenvolvido um novo bioprocesso para a síntese de lactosacarose, um candidato a prebiótico. A lactosacarose foi produzida por transgalactosilação, catalisada pela β-galactosidase de Bacillus circulans imobilizada em macroesfera de quitosana, utilizando a lactose e a sacarose como substratos. No processo de imobilização, os resultados indicam que a melhor razão entre a concentração de enzima e de suporte foi de 200 mg.g-1. A estabilidade térmica da enzima imobilizada foi determinada e comparada com a estabilidade térmica da enzima livre em temperaturas de 50, 60 e 70 °C e para esta última foi verificada a estabilidade na presença e ausência de substrato. A imobilização aumentou de 10 a 260 vezes a estabilidade térmica da enzima, sendo este efeito inversamente relacionado com a temperatura. A otimização das condições de produção indica, para a β-galactosidase imobilizada e livre, que a melhor condição de produção de lactosacarose e de oligossacarídeos totais, ocorre na temperatura de 30 °C e pH 7,0. Nesta condição, após 24 h, foi alcançada a produção de 79 g.L-1 de lactosacarose, 35 g.L-1 de galacto-oligossacarídeos (GOS) e 260 g.L-1 de oligossacarídeos totais. O processo de imobilização possibilitou a reutilização da enzima imobilizada por 30 ciclos, mantendo aproximadamente 95% da concentração inicial de lactosacarose, GOS e oligossacarídeos totais produzidos inicialmente. Portanto, o bioprocesso de imobilização de β-galactosidase de Bacillus circulans em macroesfera de quitosana pode ser considerado um potencial catalisador para produção industrial de lactosacarose. / This work developed a new process for the synthesis of lactosucrose, a candidate for prebiotic. The lactosucrose was produced by transgalactosylation that was catalyzed by a Bacillus circulans β-galactosidase immobilized on macrospheres of chitosan using lactose and sucrose as substrates. In the process of immobilization, the results indicate that the best ratio of the concentration of enzyme and carrier was 200 mg.g-1. The thermal stability of the immobilized enzyme was determined and compared with the thermal stability of the free enzyme at temperatures of 50, 60 and 70 °C and for the latter was verified stability in the presence and absence of substrate. The immobilization increased (10-260 times) the thermal stability of the enzyme, which is inversely related to the temperature. The results of the experiment optimization of lactosucrose production conditions indicate point out that, for free and immobilized β-galactosidase, the best condition lactosucrose production and total oligosaccharides occurs at a temperature of 30 °C and pH 7.0. In this condition, after 24 h, producing 79 g.L-1 lactosucrose was reached, 35 g.L-1 galactooligosaccharides (GOS) and 260 g.L-1 of total oligosaccharides. The immobilization process enabled the reuse of immobilized enzyme for 30 cycles, maintaining approximately 95% of the initial concentration of lactosucrose, GOS and total oligosaccharides produced initially. Therefore, the bioprocess of β-galactosidase from Bacillus circulans immobilization on macrospheres of chitosan can be considered a potential catalyst for industrial.

Em biocatálise, tem crescido o uso de enzimas imobilizadas em função das diferentes vantagens observadas pelo uso desta técnica, quando comparada ao o uso de enzimas livres. O bom desempenho de enzimas imobilizadas está diretamente relacionado ao tipo de suporte usado no processo de imobilização. Neste sentido, é de fundamental importância a busca por novos suportes que aliem qualidades mecânicas, biocompatibilidade e que, ao mesmo tempo, consigam melhorar as características da enzima a ser imobilizada. No presente trabalho foram desenvolvidos materiais híbridos a base de sílica, contendo diferentes proporções de quitosana, 10 e 20%, e um material a base de sílica que foi organofuncionalizado com APTMS. A enzima escolhida como modelo foi a β-galactosidase devido a sua aplicação na indústria de alimentos. A fim de proceder à imobilização covalente da enzima, foi realizada a ativação dos suportes com glutaraldeído. Os três materiais, com e sem enzima imobilizada, foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho, análise elementar C, H, N e termogravimétrica, comprovando a incorporação da quitosana. Isotermas de adsorção e dessorção de N2 mostraram que os materiais são mesoporosos e que a enzima não está bloqueando os poros. Por outro lado, a microscopia eletrônica de varredura indicou que a quitosana está dispersa em regiões micrométricas na sílica. O desempenho dos materiais imobilizados como biocatalisadores foi testado para a reação de hidrólise da lactose. Quanto aos parâmetros de imobilização, foi observado um maior rendimento de imobilização na matriz de sílica. No entanto, a enzima imobilizada nas matrizes híbridas com 10 e 20% de quitosana apresentou maiores valores de eficiência, respectivamente 62 e 47%, enquanto que para a sílica pura a eficiência foi de 37%. Tanto enzima livre quanto a imobilizada nos diferentes suportes apresentaram uma tendência semelhante à perda de atividade relativa quando submetidas a tratamento térmico. Além disso, a imobilização da enzima não apresentou melhorias na amplitude dos valores de atividade relativa em diferentes pH(s). A estabilidade operacional da enzima imobilizada foi avaliada pela hidrólise da lactose utilizando um reator de leito fixo, no qual, tanto o imobilizado enzimático em suporte de sílica pura quanto o do material híbrido, permaneceram com aproximadamente 100% de atividade por um período de uso contínuo de 200 horas. Sendo assim, o suporte híbrido proposto proporcionou a manutenção da atividade catalítica da enzima imobilizada, tornando-se uma alternativa viável e interessante para a aplicação na indústria de alimentos, uma vez que a presença de quitosana agrega outras características além da estabilidade mecânica própria da sílica. / In biocatalysis, the use of immobilized enzymes has grown, in terms of different advantages observed by the use of this technique as compared to the use of free enzymes. The good performance of immobilized enzymes is directly related to the type of support used in the immobilization process. In this sense, the search for new supports which combine mechanical properties, biocompatibility and, at the same time, are able to improve the characteristics of the enzyme to be immobilized is of fundamental importance. In this work were developed sílica-based hybrid materials, containing different ratios of chitosan, 10 and 20% and a silica based material which was organofunctionalized with APTMS. The enzyme chosen as a model was β-galactosidase due to its application in the food industry. In order to carry out the covalent immobilization of the enzyme, the supports were activated with glutaraldehyde. The three materials, with and without the immobilized enzyme, were characterized by infrared spectroscopy, elemental and thermogravimetric analysis, proving the incorporation of chitosan. Nitrogen adsorption and desorption isotherms showed that the materials are mesoporous and that the enzyme is not blocking the pores. On the other hand scanning electron microscopy indicated that chitosan is dispersed in micrometric regions in silica. The performance of the immobilized materials as biocatalysts was tested for lactose hydrolysis reaction. As for immobilization parameters, it was observed a higher immobilization yield in the silica matrix. However, the immobilized enzyme in the hybrid matrices showed higher efficiency, respectively 62 and 47% for the hybrid with 10 and 20% of chitosan, whereas for pure silica the efficiency was 37%. Both free and immobilized enzymes showed a similar trend in losing relative activity when subjected to heat treatment. Furthermore, the enzyme immobilization showed no improvement in amplitude value of the relative activity at different pH(s). The operational stability of the immobilized enzyme was evaluated by the lactose hydrolysis using a fixed bed reactor in which both the immobilized enzyme on pure silica support as on the hybrid material remained with approximately 100% activity for a period of continuous use of 200 hours. Therefore, the proposed hybrid support provided the maintenance of the catalytic activity of the immobilized enzyme, making it a viable and interesting alternative for application in the food industry, since the presence of chitosan aggregates characteristics other than the own mechanic stability of the silica.