abstract: It is estimated that wind induced soil transports more than 500 x 106 metric tons of fugitive dust annually. Soil erosion has negative effects on human health, the productivity of farms, and the quality of surface waters. A variety of different polymer stabilizers are available on the market for fugitive dust control. Most of these polymer stabilizers are expensive synthetic polymer products. Their adverse effects and expense usually limits their use. Biopolymers provide a potential alternative to synthetic polymers. They can provide dust abatement by encapsulating soil particles and creating a binding network throughout the treated area. This research into the effectiveness of biopolymers for fugitive dust control involved three phases. Phase I included proof of concept tests. Phase II included carrying out the tests in a wind tunnel. Phase III consisted of conducting the experiments in the field. Proof of concept tests showed that biopolymers have the potential to reduce soil erosion and fugitive dust transport. Wind tunnel tests on two candidate biopolymers, xanthan and chitosan, showed that there is a proportional relationship between biopolymer application rates and threshold wind velocities. The wind tunnel tests also showed that xanthan gum is more successful in the field than chitosan. The field tests showed that xanthan gum was effective at controlling soil erosion. However, the chitosan field data was inconsistent with the xanthan data and field data on bare soil. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Civil and Environmental Engineering 2011

Submitted by THAÍSA ZANETONI MARTINS null (thaisa_martins00@hotmail.com) on 2016-05-02T21:00:40Z No. of bitstreams: 1 Dissertação completa e corrigida em pdf.pdf: 3120972 bytes, checksum: 2a88d2765e9af6b31401eaf64047de8a (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-04T19:30:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 martins_tz_me_jabo.pdf: 3120972 bytes, checksum: 2a88d2765e9af6b31401eaf64047de8a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-04T19:30:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 martins_tz_me_jabo.pdf: 3120972 bytes, checksum: 2a88d2765e9af6b31401eaf64047de8a (MD5) Previous issue date: 2016-04-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O cancro cítrico tem como agente causal a bactéria Xanthomonas citri subsp. citri (Xac), que afeta diferentes espécies de citros economicamente importantes. É uma doença ainda sem método curativo, e pela sua relevância e dano econômico, faz-se necessário o entendimento em termos moleculares da interação Xac-citros para o desenvolvimento de estratégias que controlem a doença. O objetivo do presente trabalho foi investigar os efeitos da deleção da ORF XAC0024 presente no genoma da Xac isolado 306, que codifica uma proteína hipotética conservada e que apresenta vários domínios putativos, entre eles o domínio peptidase M23. A hipótese é que esta proteína pode estar envolvida com a patogenicidade e/ou virulência da bactéria. Para obter o mutante ΔXAC0024 foi utilizada a técnica de mutagênese sítio-dirigida, seguida de recombinação homóloga com o vetor suicida pOK1. O mutante ΔXAC0024 foi analisado em relação às características de patogenicidade, crescimento in vivo e in vitro, capacidade de autoagregação, produção de biofilme e produção de goma xantana. O teste de patogenicidade e a curva de crescimento in vivo foram realizados em limão cravo utilizando o método de infiltração por seringa para a inoculação da bactéria. Os sintomas do desenvolvimento da doença foram registrados por fotografia digital até o 25º dia após a inoculação (dai) e a curva de crescimento in vivo também foi determinada até o 25º dai. A curva de crescimento in vitro e a agregação célula-a-célula foram analisadas em meio de cultura líquido NB. O ensaio de produção de biofilme foi feito em meio de cultura líquido XVM2 em superfície abiótica empregando cristal violeta para sua visualização e espectrofotometria para sua quantificação. A extração da goma xantana foi realizada por meio da precipitação com isopropanol após dissolução de KCl em meio goma com as bactérias multiplicadas em 96 horas. Verificou-se que o mutante ΔXAC0024 foi menos virulento em relação à Xac selvagem e que o seu desenvolvimento in planta é limitado; porém, em meio nutritivo NB apresenta crescimento similar à Xac selvagem. O mutante ΔXAC0024 apresentou ainda maior formação de goma xantana, diminuição na capacidade de se autoagregar e inalterabilidade na formação de biofilme em relação à Xac selvagem. Essa é a primeira evidência de que a ORF XAC0024 interfere na virulência da bactéria, afeta a produção de goma xantana e a agregação celular de Xac 306. A hipótese é de que a proteína codificada pela ORF XAC0024 participe do sistema de degradação do peptideoglicano na divisão celular em Xac, sendo que experimentos adicionais são necessários para confirmar esta hipótese. / The bacteria Xanthomonas citri subsp. citri (Xac) is the causal agent of citrus canker, a disease that affects different species of economically important citrus. There is no a curative method for this disease, and do to its relevance and economic damage, it is necessary to understand at molecular level the Xac-citrus interaction in order to develop strategies to control the disease. The objective of this study was to investigate the effects of the deletion of the ORF XAC0024 present in the genome of Xac strain 306, which encodes a conserved hypothetical protein and has several putative domains, including peptidase M23 domain. It is hypothesized that this protein may be involved in the pathogenicity and / or virulence of the bacterium. For the ΔXAC0024 mutant was used for site-directed mutagenesis technique, followed by homologous recombination with the suicide vector pOK1. The ΔXAC0024 mutant was analyzed in relation to pathogenicity characteristics, growth in vivo and in vitro, self-aggregation capacity, biofilm production and production of xanthan gum. The pathogenicity test and in vivo growth curves were performed on Rangpur lime using syringe-infiltration method for the inoculation of bacteria. Symptoms of the disease development were recorded by digital photography to the 25° day after inoculation (dai) and in vivo growth curve was also determined to give the 25°. The growth curve in vitro and cell-to-cell aggregation were analyzed in liquid culture medium NB. Biofilm production test was done in a liquid culture medium XVM2 on abiotic surface using crystal violet for your viewing and spectrophotometry for its quantification. The extraction of xanthan gum was performed by isopropanol precipitation after dissolving KCl among gum with bacteria grown in 96 hours. It was found that the ΔXAC0024 mutant was less virulent compared to the wild Xac and its development in planta is limited; however, in nutrient medium NB presents similar growth to the wild Xac. The ΔXAC0024 mutant also showed increased formation of xanthan gum, decreased ability to self-aggregation and inviolability in biofilm formation compared to wild Xac. This is the first evidence that ORF XAC0024 interfere with bacterial virulence affects the production of xanthan gum and cell aggregation Xac 306. The hypothesis is that the protein encoded by ORF XAC0024 participate in the peptidoglycan degradation in division system cell in Xac, and further experiments are needed to confirm this hypothesis.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-03-20Bitstream added on 2014-06-13T20:35:45Z : No. of bitstreams: 1 pigatto_g_me_sjrp.pdf: 376138 bytes, checksum: 0d3df3ba13a94adf6610c9416261a91c (MD5) / Xanthomonas campestris é uma bactéria fitopatogênica que causa a podridão negra no sistema vascular das plantas da família das cruciferaceaes. Produz um exopolissacarídeo denominado goma xantana, que possui propriedades reológicas únicas sendo utilizada amplamente como agente de suspensão, espessante, emulsionante e estabilizante. É aplicados em indústrias petrolíferas, alimentícias, farmacêuticas, mineração, têxtil, termoquímicas, tintas, cosméticos e produtos agropecuários. O Brasil é um grande produtor mundial de cana de açúcar e álcool etílico. Produtos estes utilizados para a produção de xantana; o primeiro como substrato da fermentação e o segundo para a separação da goma. Apesar de todo esse potencial, o Brasil importa grande quantidade de goma xantana que poderá ser produzida com grande competitividade internacional. Portanto, este trabalho objetivou a utilização da técnica de irradiação ultravioleta, em uma linhagem específica de Xanthomonas campestris, para a obtenção de mutantes estáveis que possam melhorar o rendimento e/ou qualidade de goma obtida. A quantificação foi realizada através da determinação da biomassa, viscosidade, cálculos do rendimento da biomassa e goma. A irradiação UV por 600 segundos causou uma redução de 92,2% na população irradiada e as linhagens sobreviventes foram isoladas e analisadas nos testes de produção e viscosidade da goma xantana. As linhagens I6, I7, I9 e I10 apresentaram um aumento de 102% na produção de goma comparando com a linhagem não irradiada. Em relação à viscosidade do caldo, as linhagens irradiadas obtiveram um aumento de 48% comparadas com as não irradiadas de 20 e 30 rpm. A viscosidade da solução de goma xantana 1%, também foram superiores quando comparadas com a não irradiada. O aumento de... / Xanthomonas campestris is fitopatogenic bacterium that causes the black rotten in the vascular system of the plants of the family of the cruciferaceaes. It produces an exopolysaccharides that forms the xanthan gum, which is used in ample variety as agent of suspension, thicker, emulsifier and stabilizing, and singular rheological properties. It is applied in petroliferous, nourishing, pharmaceutical industries, of mining, textile, thermo chemistries, inks, cosmetics and farming products. Brazil is the worldwide producing greater of sugar cane of sugar and ethyl alcohol. Products theses used for the xanthan production; the first one as substratum of the fermentation, and the second as for the separation of the gum. Despite all this potential, the Brazil imports lot of xanthan gum that could be produced with great international competitiveness. This aimming work the used of the ultraviolet technique of irradiation in a specific strain of Xanthomonas campestris to obtain the mutants that can improve the income and/or quality of produced gum, through the determination of the biomass, viscosity, calculations of the income of the biomass and gum. The UV irradiation during 60 seconds caused a reduce of the 92.2% in the irradiated strains and the survived strains were isolated and analysed in the tests of production and viscosity of xanthan gum. The strains I6, I7, I9 e I10 showed increased in the xanthan production of 102% comparing with the non-irradiated strain. In relation the viscosity of the broth the irradiated strains the increase of 48% in shear rate of 20 and 30 rpm compared with the no irrdiated. The viscosity of the xanthan solution 1% irradiated were higher also whwn compared with no irradiated in both shear rate (20 and 30 rpm. The increase of viscosity was of 17% to rotational speed of 20 rpm and 16% to 30 rpm. The ...(Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Silvio Roberto Andrietta / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T21:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_ErikaDurao_D.pdf: 4132476 bytes, checksum: f7ca415cbb893825fe426e0ef7afa813 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade de produção de goma xantana em reator de coluna de bolha utilizando processo de batelada repetida bem como otimizar as condições de produção e avaliar algumas etapas típicas da recuperação da goma. Foram utilizadas neste estudo duas linhagens da bactéria Xanthomonas campestris: ATCC 13951 (ou NRRL B-1459) e ATCC 55298. Os ciclos variaram de 3 a 8 bateladas consecutivas de 48 horas. Ao final de cada batelada, parte do caldo fermentado era retirado do reator e aproximadamente 20% do volume era deixado no reator para servir de inóculo para a próxima batelada que se iniciava com a adição de meio para produção de goma. O primeiro ensaio preliminar que consistiu de um ciclo com 6 bateladas demonstrou ser viável o processo em bateladas repetidas de modo que ensaios subseqüentes foram realizados com a finalidade de se otimizar as condições de operação para cada linhagem por planejamento fatorial de dois níveis em configuração estrela com repetição do ponto central. Os fatores estudados foram concentração inicial de sacarose, vazão de ar e temperatura e as respostas analisadas foram rendimento, concentração final de xantana bruta e o índice de consistência k (mPa.sn), parâmetro reológico indicativo da qualidade da goma produzida. De uma maneira geral, os fatores estudados não apresentaram efeitos significativos nas respostas estudadas. Nos ensaios do planejamento fatorial, para a linhagem ATCC 13951, obteve-se valores médios de 10,7±1,9 g/L para a concentração final de xantana, 48,6±14,3% para o rendimento, 1228±310 mPa.sn para o índice de consistência e 0,29±0,022 para o índice de comportamento de fluxo. Para a linhagem ATCC 55298 obtivesse valores médios de 11,1±1,6 g/L para a concentração final de xantana, 50,5±11,7% para o rendimento, 1478±223 mPa.sn para o índice de consistência e 0,27±0,016 para o índice de comportamento de fluxo. A análise dos resultados por meio da função desejabilidade global apontou condições ótimas de trabalho que foram validadas experimentalmente. Os ensaios de validação, tanto com a linhagem ATCC 13951 quanto com a linhagem ATCC 55298, apontaram que a concentração inicial de sacarose em 20 g/L, temperatura de 31ºC e aeração de 1,5 vvm maximizam rendimento e concentração final de xantana. / Abstract: The aim of this work is to evaluate xanthan production in a bubble column reactor using a repeated batch process as well as to optimize de gum production operational conditions and evaluate some of the typical steps of the recovery process. Two Xanthomonas campestris strains were evaluated: ATCC 13951 (or NRRL B-1459) and ATCC 55298. The cycles were comprised of 3 to 8 repeated 48-hour batches. At the end of each batch 20% of the broth volume was left inside the fermentor to serve as innoculum to the next bacth that were initiated by addition of fresh medium. Preliminary experimental assay showed satisfactory results in a cycle with six 48-hour successive batches so that subsequent assays were conducted to optimize the operational conditions for each strain using two level factorial design plus star configuration with three central point replicates. The factors evaluated were the initial sucrose concentration, temperature and aeration and the responses were the final xanthan concentration, the overall yield and the consistency index. The evaluated factors did not presented significant effect on the responses studied. The mean values obtained in the assays with strain ATCC 13951 were 10.7±1.9 g/L to final xanthan concentration, 48.6±14.3% to the overall yield, 1228±310 mPa.sn to the consistency index and 0.29±0.022 to the flow behavior index. The mean values obtained in the assays with strain ATCC 55298 were 11.1±1.6 g/L to final xanthan concentration, 50.5±11.7% to the overall yield, 1478±223 mPa.sn to the consistency index and 0.27±0.016 to the flow behavior index. The analysis of the factorial design results through desirability function pointed the optimal conditions to maximize yield and product quality and these conditions were validated experimentally. It was concluded that for both strains, the optimal conditions were 20g/L initial sucrose, 31ºC and 1.5 vvm. / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Ângela Maria Moraes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T00:10:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_RenataFrancielleBombaldide_M.pdf: 3223063 bytes, checksum: 499816d787b51fb2d1c646cab724d531 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A quitosana, o alginato e a xantana são polímeros naturais biodegradáveis e biocompatíveis muito utilizados na obtenção de curativos para tratamento de lesões de pele. Compostos ativos podem ser adicionados a dispositivos formados pela combinação destes biopolímeros a fim de torná-los mais efetivos para a aplicação desejada. Estes dispositivos podem ser expostos a diferentes condições de umidade durante seu processamento, armazenamento e uso. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo a avaliação do comportamento de membranas constituídas de complexos de quitosana com alginato (Q-A) e com xantana (Q-X) na presença de diferentes proporções de água, e a incorporação do antibiótico eritromicina a estas membranas a fim de se obter dispositivos adequados para o tratamento de lesões de pele, infectadas ou não. Os ensaios de caracterização realizados incluíram a avaliação do aspecto visual, cor e opacidade, bem como da morfologia dos filmes, a determinação do ângulo de contato com água, a capacidade de absorção e perda de massa em etanol e em soluções aquosas, a taxa de transmissão de vapor d¿água, a resistência mecânica e a espessura em diferentes condições de umidade, o espectro de absorção no infravermelho, a análise da eficiência de incorporação da eritromicina e a cinética de sua liberação. Os ensaios de incorporação foram realizados pelos métodos de adição direta à mistura polimérica (AD) e impregnação em solução etanólica contendo a droga (IE). Observou-se que os dois tipos de membranas estudados apresentam comportamentos diferentes em água, sendo que a de Q-X possui superfície menos hidrofílica, porém consiste na que absorve maior quantidade de água. As propriedades mecânicas de Q-A e Q-X só foram afetadas para condições de elevada umidade. A adição da eritromicina diminuiu a opacidade dos filmes, porém não alterou sua cor. A eficiência de incorporação da droga foi mais elevada para o método AD (máximo de 54%), porém maior quantidade do composto permaneceu retida nos filmes quando se utilizou o método IE (máximo de 2130 mg/g), para ambas as formulações. Devido ao tamanho relativamente grande da molécula de eritromicina, sua liberação das matrizes foi lenta, sendo a quantidade máxima de antibiótico liberada igual a 25 mg/g, para Q-X por incorporação por IE. Logo, estes dispositivos podem atuar como agentes de liberação por longos períodos, exigindo assim trocas menos frequentes e resultando em tratamento menos traumático e mais confortável ao paciente / Abstract: Chitosan, alginate and xanthan gum are biodegradable and biocompatible natural polymers widely used as wound dressings for the treatment of skin lesions. Active compounds can be added to devices constituted of the combination of these biopolymers to make them more effective for the intended application. These devices can be exposed to different humidity conditions during their processing, storage and use. In this context, this work aimed to evaluate the behavior of membranes made of chitosan associated with alginate (C-A) and xanthan (C-X) in the presence of different proportions of water, and the incorporation of the antibiotic erythromycin to these membranes to obtain devices suitable for the treatment of skin lesions. The membranes were characterized regarding to visual appearance, color, opacity, morphology, water contact angle, water vapor transmission rate, swelling capacity in ethanol and aqueous solutions as well as mass loss in the same media, tensile strength, strain at break and thickness in different humidity conditions, absorption spectra in the infrared region, drug incorporation efficiency and release kinetics. The incorporation of erythromycin was performed by two distinct methods: addition directly to the polymeric mixture (AD) and absorption of drug from solution (AS). The results showed that the two types of membranes exhibit different behaviors in water. The C-X films present less hydrophilic surface, but higher swelling capacity in water. The mechanical properties of C-A and C-X were only affected in high humidity conditions. The addition of erythromycin decreased the opacity of the films, but did not change their color. The drug incorporation efficiency was higher for the AD method (maximum 54%), but greater amount of the compound remained in the films when using the AS method (maximum of 2130 mg/g) for both formulations. Due to the large size of erythromycin molecule, its release from the matrices was slow. The maximum amount of antibiotic released was equal to 25 mg/g, obtained for C-X membranes wherein the antibiotic was incorporated by AS method. Therefore, these devices may act as release systems for extended periods, requiring less frequent exchange and enhancing patient comfort during the treatment / Mestrado / Engenharia Química / Mestra em Engenharia Química

Orientador: Rosiane Lopes da Cunha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-03T10:00:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cavallieri_AngeloLuizFazani_M.pdf: 989418 bytes, checksum: babcf5e74dc6ff4aa7b552001a22f631 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Proteínas e polissacarídeos correspondem a biopolímeros muito utilizados pela indústria de alimentos devido às suas características funcionais, porém apresentam uma incompatibilidade natural quando em soluções. Sistemas compostos por proteínas do soro e xantana foram avaliados neste trabalho em diferentes condições de pH, com as proteínas nativas e desnaturadas termicamente. Análises de eletroforese em gel de poliacrilamida foram realizadas para verificar o efeito do tratamento térmico nas proteínas do soro, mostrando que o aquecimento de soluções de proteínas do soro a 80oe por trinta minutos causou a formação de grandes agregados protéicos estabilizados principalmente por interações dissulfídicas. Estes agregados tiveram influência marcante no comportamento de fases destas proteínas com a xantana. Soluções nativas de isolado protéico de soro 5% (p/p) e xantana entre 0,01 % a 1 % se revelaram compatíveis, porém quando as proteínas foram termicamente desnaturadas, estes sistemas se mostraram termodinamicamente incompatíveis, separando em duas fases. Um diagrama de fases capaz de descrever a região de incompatibilidade termodinâmica desses sistemas foi determinado, porém limitações experimentais atribuídas principalmente à ineficiência da ultracentrifugação na separação das fases incompatíveis quando as soluções possuem elevada viscosidade impediu a determinação da binodal de equilíbrio. O principal mecanismo termodinâmico envolvido na incompatibilidade termodinâmica seria a baixa entropia quando as proteínas do soro estão agregadas, porém efeitos de volume excluído entre os agregados e as grandes moléculas de xantana também poderiam estar envolvidos nesta incompatibilidade, principalmente quando as soluções são diluídas. A técnica reológica conhecida como compressão biaxial imperfeita com lubrificação foi adequada na determinação de diferenças de consistência de géis ácidos de isolado protéico de soro 7% (p/p). As soluções (48h armazenamento/10°C) apresentaram estabilização de pH entre 3,36 e 5,63 e os índices de comportamento do fluido em regime extensional variaram entre 0,19 e 0,43, enquantoque..os. Indices .deconsistência . extensional. variaramentre.131.eA127 kPa.sn, indicando o caráter pseudoplástico destes géis. Os géis mais consistentes foram obtidos nos pHs 4,73 e 5,10. Interações dissulfídicas foram responsáveis pela estabilização dos agregados no tratamento térmico e podem estar envolvidas no processo de gelificação, enquanto que interações eletrostáticas seriam as principais envolvidas na agregação das proteínas durante a redução do pH / Abstract: Proteins and polysaccharides are two biopolymers widely used in food industry for their functional characteristics, but these biopolymers show natural thermodynamic incompatibility in solution. Native and heat denatured whey proteins and xanthan systems were studied in this work in different pH conditions. Polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) analysis was used to verify the effect of heat treatment on whey proteins showing that the experimental conditions (80OC for 30 minutes) caused protein aggregation in large aggregates stabilized mainly by disulfíde interactions. The large protein aggregates had great influenceon phase behavior between such proteins and xanthan. Native whey protein (5% w/w) and xanthan (0,01-1% w/w) solutions are soluble, but such solutions beco me not soluble and show thermodynamic incompatibility, when the proteins are heat denatured. A phase diagram was established and it was able to describe the concentration region of ingredients incompatibility. The binodal line was not drawn due to experimental limitations, probably associated to the inefficiency of the uJtracentrifugation to separate the incompatible phases of high viscosity. Low mixture entropy due to protein aggregation is the main thermodynamic event leading to phase separation of this systems, but excluded volume effects between protein aggregates and great xanthan molecules could be involved in this incompatibility, mainly for diluted solutions. Imperfect lubricated squeezing flow viscosimetry analysis was able to distinguish consistency differences in acidified whey protein isolate (7% w/w) gels. The pH of whey protein solutions (48h storage/10°C) was stabilized between 3,36 and 5,63 and the flow index values under extensional fJow were between 0,19 and 0,43, while the consistency index values under extensíonal flow were between 131 and 4127 kPa.sn, indicating the shear thinning behavior of such gels. The strongest gels were obtaíned in the pH range between 4,73 and 5,10. Disulphide interactions were responsible for protein aggregation caused by the heat treatment, while eJectrostatic interactions could be the mainly factor determining protein aggregation duríng pH reduction / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

A busca por embalagens flexíveis rapidamente degradáveis tem sido intensa nos anos mais recentes. Amidos de variadas fontes têm sido avaliados para a produção de filmes, sendo que a maioria destes apresenta boas características mecânicas e de barreira ao oxigênio, entretanto, uma série de limitações é observada com relação às suas características hidrofílicas e permeabilidade ao vapor d´água. O amido de ervilha normalmente apresenta teores mais elevados de amilose, o que pode melhorar a obtenção da rede formadora de filmes. Além disto, as associações amido-goma podem modificar a gelatinização e retrogradação do amido, processos que interferem na formação de filmes. O acréscimo de plastificantes também tem se mostrado de importância para melhorar as propriedades mecânicas dos filmes. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito da adição de goma xantana e de glicerol ao amido de ervilha verde de alto teor de amilose (cv. Utrillo) na elaboração de filmes e em suas características. Soluções filmogênicas (SF) com diferentes teores de amido de ervilha (3, 4 e 5%), de goma xantana (0, 0,05 e 0,1%) e de glicerol (proporção glicerol-amido de 1:5 p/p) foram estudadas. As SF foram obtidas por ebulição (5 min.), seguida de autoclavagem por 1h. a 120°C. Os filmes foram prepa rados segundo a técnica de casting. O aumento da concentração de amido na solução filmogênica aumentou a espessura, fator de ruptura, resistência à perfuração e solubilidade dos filmes em água. O aumento da concentração da goma xantana interferiu apenas nas propriedades associadas à cor dos filmes, aumentando os valores da tonalidade e decrescendo o croma a* e a transparência. O aumento da concentração do glicerol interferiu nas propriedades mecânicas dos filmes, gerando redução dos valores de resistência máxima à tração, tensão na ruptura, resistência à perfuração e fator de ruptura. O plastificante também gerou aumento do alongamento na ruptura, redução da transparência e aumento da espessura e da solubilidade do filme em água. / In the past few years, the attempt to obtain degradable flexible packaging has increased considerably. In this sense, starches obtained from different botanical sources have been evaluated to produce films. Most of these films present good mechanical characteristics and provide a good barrier to oxygen. Nevertheless, some limitations have been observed in relation to their hydrophilic properties and permeability to water vapor. Studies using starch from green peas with high levels of amylose to produce films were not found in the literature. The higher levels of amylose can improve the achievement of the matrix that forms films. In addition, starch-gum associations can modify starch gelatinization and retrogradation, processes which interfere with film formation. The addition of plasticizers has also been considered important to improve the mechanical properties of films. The aim of this study was to evaluate the effect of the addition of xanthan gum and glycerol to the starch of green peas with high content of amylose (cv. Utrillo) in the preparation of films and in their features. Filmogenic solution (FS) with different levels of pea starch (3, 4 and 5%), xanthan gum (0, 0.05 and 0.1%) and glycerol (glycerol-starch ratio of 1:5 p/p) were tested. The FS was obtained by boiling (5 min.), followed by autoclaving for 1h. at 120°C. The films were prepared by casting. The increased concentration of starch in the solution increased the thickness, factor of rupture, puncture force and solubility of films in water. Increasing amounts of xanthan affected only the properties associated with the color of the films, increasing the values of hue angle and decreasing the chroma a* and transparency. The increased concentration of glycerol interfered in the mechanical properties of the films, causing reduction of the maximum values of tensile strength, strain at break, puncture force and factor of rupture. The plasticizer also caused an increase of elongation at break, reduced transparency and increased thickness of the film and the solubility in water.

To confirm computer simulations and Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis, benchtop experiments are needed with a fluid that mimics blood and its viscoelastic properties. Blood is challenging to use as a working fluid in a laboratory setting because of health and safety concerns. Therefore, a blood analogue is necessary to perform benchtop experiments. Viscosity is an important property of fluids for modeling and experiments. Blood is a shear thinning fluid, so it has a decreasing viscosity with higher shear rates. This project seeks to create a blood mimicking fluid for benchtop laboratory use. Numerous fluids with different combinations of water, glycerin, and xanthan gum were created to mimic the shear thinning property of blood at different hematocrit levels. Since the amount of xanthan gum is very small, an analytical balance was used. To mix the solution, an immersion blender and a heat circulator were used. The data were obtained from 10-90 torque percent, which is the range over which the rheometer is accurate, so the exact ranges of shear rate tested depended on the test fluid. The created solutions were compared to blood at the equivalent hematocrit and previously performed tests.The three different equivalent hematocrits all produced results similar to viscosities of blood. The results were similarly representative of blood at different equivalent viscosities for the 0.0075% xanthan gum and the 0.075% xanthan gum by weight. The solutions were able to mimic the shear thinning behavior of blood at different equivalent hematocrits. The fluids with 0.075% xanthan gum and 50% water and 50% glycerin is a better representative than the fluids with 0.075% xanthan gum and 60% water and 40% glycerin.

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Le traitement de l’asthme concerne une large population et fait appel très majoritairement à une administration par voie pulmonaire. Cette voie présente certains inconvénients qui pourraient être palliés par le recours à la voie buccale comme envisagé dans cette étude, avec une amélioration attendue de la compliance et de la biodisponibilité. Aussi ce travail a eu pour objectif de développer et caractériser une formulation mucoadhésive thermogélifiante à base de salbutamol. Au regard des contraintes liées à la voie buccale et à la prise en charge du traitement de l’asthme aigu, les principales propriétés pharmacotechniques attendues pour optimiser la biodisponibilité de cette formulation ont été : (i) une gélification optimale autour de 30°C après pulvérisation pour faciliter notamment l’administration ; (ii) des propriétés mécaniques et mucoadhésives importantes pour assurer un maintien de la forme au site d’absorption ; (iii) une cinétique de libération compatible avec le traitement de la phase aigüe de la pathologie. Le choix des excipients a été défini afin d’avoir la plus grande innocuité de la formulation finale. Les travaux expérimentaux ont mis en évidence l’intérêt de certaines techniques innovantes pour la caractérisation de ce type de formulation comme notamment l’étude de libération à l’aide de l’appareil de dissolution à flux continu, la détermination de la cytotoxicité par microscopie holographique digitale et l’évaluation de la mucoadhésion in vitro et in vivo par imagerie. Les résultats ont aussi permis de proposer des modèles mathématiques pour l’interprétation des mécanismes de libération du salbutamol et quantifier l’importance des phénomènes de diffusion et d’érosion. Les conclusions de cette étude sont favorables à la poursuite du développement en vue d’une commercialisation. / The treatment of asthma concerns a large population and generally necessitates an administration by the pulmonary route. This route has some drawbacks which could be overcome by the buccal route, like considered in this study expecting an improvement of the compliance and the bioavailability. The aim of this work was to develop and characterize a thermogelling mucoadhesive formulation containing salbutamol sulfate. The main properties of the formulation were: (i) thermogelation around 30°C to facilitate the administration by spray; (ii) strong mechanical properties and high mucoadhesive strength to maintain the formulation in situ; (iii) drug release kinetics adapted to the treatment. The excipients were selected with regard to the final formulation safety. The experimental work emphasized the great interest of certain techniques in the characterization of this kind of formulation, for example the drug release study using flow through apparatus, the cytotoxicity study using digital holographic microscopy and also the mucoadhesion study by in vivo imaging. The use of mathematical models provided a relevant understanding of drug release mechanisms. The conclusion of this study is favorable to a further development of the project for a future marketing.