Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia experimental visando à produção de extrato seco padronizado de Bauhinia forficata Link. Um planejamento experimental de três fatores e três níveis tipo Box-Behnken e análise multi-resposta foram empregados na otimização do processo de extração. Dois processos distintos de secagem foram investigados: o processo leito de jorro e a secagem por nebulização (ou spray-drying). O objetivo foi avaliar a viabilidade e desempenho de ambos secadores para a produção de extrato seco. As variáveis estudadas foram a razão percentual entre a vazão mássica da solução extrativa alimentada ao sistema pela capacidade de evaporação, (Ws/Wmáx), a temperatura de entrada do gás de secagem, (Tge), a posição do sistema de atomização no leito de jorro (top spray e bottom spray) e a vazão do gás de secagem utilizada no spray-dryer, (Wg). O desempenho operacional dos secadores foi avaliado principalmente através da produtividade, da eficiência térmica do processo, da taxa de evaporação volumétrica, da razão entre a massa de ar usada/massa de água evaporada e da taxa de recuperação do produto. O produto seco foi caracterizado quanto a distribuição granulométrica, morfologia das partículas, teor de umidade residual, taxa de degradação dos flavonóides (marcadores químicos) e características farmacotécnicas. Os resultados reportados mostram que o leito de jorro apresentou significativa superioridade em todos os parâmetros estudados em relação ao processo spray-dryer, para as configurações e condições operacionais investigadas. Isso permite concluir que o secador de leito de jorro é uma alternativa tecnologicamente viável para a produção de extratos secos de plantas medicinais brasileiras apresentando maior eficiência e produtividade, fornecendo um produto de alta qualidade e valor comercial. / This work presents the development of an experimental methodology aiming to the production of standardized dried extracts of Bauhinia forficata Link. An experimental planning of three factors and three levels type Box-Behnken and multi-response analysis were used in the optimization of the extraction process. Two different drying processes were studied: the spouted bed and the spraydrying processes. The objective was the evaluation of the viability and of the performance of both dryers for the production of dry extract. The investigated parameters were the percentile ratio between the mass feed flow rate of extractive solution to the system by the evaporation capacity of the dryer, (Ws/Wmáx), the inlet temperature of the drying gas, (Tge), the position of the atomization system in the spouted bed (top spray and bottom spray) and the mass flow rate of the drying gas used in the spray-dryer, (Wg). The operational performance of the dryers was evaluated mainly by the productivity, thermal efficiency of the process, rate of volumetric evaporation, ratio between the mass of air used by the mass of evaporated water and by the product recovery rate. The dried product was characterized by the particle size distribution, particles morphology, moisture content, flavonoid degradation rate (chemical marker), and by evaluation of pharmacotechnical properties. The results reported show that the spouted bed process presented a significant superiority in all parameters evaluated relative to the spray-drying process, for the configurations and operational conditions investigated. These results lead to the conclusion that the spouted bed process is an alternative technologically viable for the production of dry extracts of medicinal Brazilian plants, presenting high thermal efficiency and productivity, yielding a product of high quality and commercial value.

O produto seco por aspersão de Cecropia glazioui Sneth. (PCG) foi desenvolvido a partir da seleção de uma entre as diversas combinações de parâmetros de secagem. A matéria-prima vegetal foi caracterizada através da análise macro e microscópica. A avaliação química qualitativa foi realizada através de cromatografia em camada delgada (CCD) e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Para a análise quantitativa por CLAE, foi desenvolvida e validada a metodologia de gradiente em fase reversa, utilizando como marcador a isovitexina, flavonóide relatado para a espécie. A droga seca moída foi analisada com relação ao seu comportamento frente às condições de armazenamento e carga microbiológica. Para a caracterização da solução extrativa aquosa foram empregadas as técnicas cromatográficas desenvolvidas para a matéria-prima vegetal, sendo validada a metodologia quantitativa por CLAE. Para a obtenção do PCG em torre de secagem por aspersão foram avaliados a influência do fluxo de alimentação, a temperatura de admissão do fluido de secagem, a temperatura de saída do produto, o rendimento da operação e a umidade residual do produto final. O PCG foi caracterizado qualitativamente através do perfil cromatográfico por CCD e CLAE, seguindo o protocolo desenvolvido nos passos anteriores, além da realização do controle microbiológico. Na CCD, foi constatada a similaridade dos perfis cromatográficos da solução extrativa e do PCG, indicando a estabilidade no ciclo de transformação. A análise microbiológica demonstrou que o produto apresenta boa qualidade microbiológica, estando de acordo com os limites preconizados. O método desenvolvido por CLAE demonstrou-se eficiente, apresentando boa resolução para o pico de interesse tanto na análise da matéria-prima vegetal como de produtos derivados. Esse método foi validado quanto à especificidade, à precisão, à linearidade, à exatidão e à robustez. Os parâmetros validados e o desempenho do sistema foram satisfatórios, indicando que o método é adequado para a análise qualitativa e quantitativa em todas as fases do processamento. / A Cecropia glazioui Sneth. Spray-dried extract (PCG) was developed taken into account the combination of several operational drying parameters so as analytical procedures suitability. The plant raw material was submitted to macro and microscopic analysis. The qualitative chemical evaluation was performed by thin layer chromatography (TLC) and high performance liquid chromatography (HPLC). For quantitative purpose a gradient reversed phase HPLC method was developed, using isovitexin, previously described for this plant, as chemical marker. The milled dry leaves were analyzed conceming for their storage behavior and microbiological status. The same chromatographic techniques (TLC and HPLC) used for plant raw material were used in order to evaluate the quality ofthe aqueous extractíve solution and PCG. Spray-drying parameters for the PCG development as feeding rate, drying fluid admission and emission temperature so as PCG drying yield and residual moisture were considered. The resulting PCG was characterized through TLC and HPLC, following the further improved methodologies. Comparative TLC analysis between plant raw material, aqueous extractive solution and PCG showed the maintenance of the same chromatographic profile, indicating the suitability of the selected technological steps. Microbiological analysis conformed the established official tests. The developed HPLC method demonstrated to be efficient, showing high resolution for the peak of interest of raw material, extractive solution and spray-dried extract. Validation techniques, regarding specificity, accuracy, linearity, precision and robustness, expressed the adequacy of the HPLC method for qualitative and quantitative purposes.

Neste trabalho investigou-se o potencial tecnológico e econômico do processo de secagem em leito de jorro para a produção de extratos secos padronizados de plantas medicinais brasileiras utilizando como modelo experimental a Bauhinia forficata Link. O objetivo foi demonstrar que essa é uma tecnologia potencial para o processamento de plantas medicinais, mercado mundial que gira em torno de 22 bilhões de dólares anuais. Os extratos vegetais apresentam composição química complexa (ácidos graxos, açúcares, fibras, proteínas e resinas) o que torna a etapa de desidratação destes materiais uma tarefa desafiadora, principalmente quando a secagem ocorre sobre a superfície de corpos inertes como no secador de leito de jorro. Torna-se imprescindível, portanto, a utilização de adjuvantes de secagem como as maltodextrinas, amidos, dióxido de silício coloidal entre outros. Dentre os problemas operacionais frequentemente observados pode-se citar o acúmulo de produto sobre a superfície do material inerte tornando-o mais pesado e acarretando em instabilidades fluidodinâmicas e redução da produtividade do equipamento. Um aumento nas taxas de degradação térmica dos princípios ativos também é observado devido à elevação do tempo de exposição do material a elevadas temperaturas. A influência dos adjuvantes de secagem em diferentes proporções (20 a 80 %) sobre as propriedades físicas dos extratos foi avaliada através de ensaios de tensão superficial, ângulo de contato, desprendimento do filme de extrato da superfície inerte, densidade e comportamento reológico. Ensaios de secagem com diversos adjuvantes apontaram o dióxido de silício coloidal como o responsável pelos melhores resultados, sendo o material de escolha para os ensaios seguintes. Os ensaios de secagem realizados em duas configurações de leito de jorro (convencional e com instalação de tubo draft) foram delineados através de um planejamento composto central onde as variáveis estudadas foram a % de adjuvante (% Adj), a vazão do ar de secagem (Q/Qjm), e a vazão de suspensão alimentada ao sistema (Ws/Wg), sendo a temperatura de secagem (Tge), fixada em 150 C. Os resultados da análise estatística e as tendências observadas dos efeitos das variáveis independentes estudadas (% Adj, Q/Qjm e Ws/Wg) sobre as variáveis respostas, recuperação do produto (Rec), acúmulo de material no leito (Ac), perda por dessecação (Xp), degradação dos flavonóides (DTF), e diâmetro médio das partículas (Dp), mostram que as variáveis % Adj e Q/Qjm apresentaram significância estatística sobre o processo de secagem, para as condições operacionais estudadas. Análises físicas e químicas como Xp, DTF, Dp, perfil cromatográfico, difração de raios X e comportamento térmico, e o monitoramento do desempenho do equipamento de secagem (Rec e Ac) foram realizadas. Ensaios de atividade antioxidante e hipoglicemiante foram realizados para os melhores extratos apresentando resultados promissores. De posse do conhecimento tecnológico do processo, realizou-se um levantamento de sua viabilidade econômica. Foram estimados os gastos necessários para a montagem de uma unidade (pequena escala) produtora de extratos secos e os custos médios envolvidos na obtenção do produto final. Os resultados deste trabalho indicam a viabilidade técnica e econômica do processo em leito de jorro para a obtenção de extratos secos de plantas medicinais, despontando como um processo alternativo frente ao spray dryer comumente usado nas indústrias de processamento fitoterápico. / The aim of this work was to investigate the technological and economical feasibility of the spouted bed drying process for production of the standardized dried extracts of Brazilian medicinal plants using the Bauhinia forficata Link as an experimental model. The objective was to demonstrate the potential of this technology for the processing of medicinal plants, a world market of 22 billions of dollars a year. Vegetable extracts have a complex chemical composition (fatty acids, sugars, fibers, proteins and resins), making the dehydration of these materials a challenging task, mainly for drying on the surface of inert bodies, like the spouted bed drying. Thus, the use of drying aids like maltodextrins, starch, colloidal silicon dioxide is mandatory. Among the operating problems frequently observed, there is the product accumulation on the surface of the inert material increasing its weight, causing hydrodynamic instabilities and reduction of the equipment productivity. A high increase in the thermal degradation of the active substances is also observed. This behavior is attributed to the increase in the exposure time of the material at high temperatures. The effects of the different proportions of drying aids (20 to 80 %) on the physical properties of the extracts were evaluated through determination of the surface tension, contact angle, detachment of the extract film from the surface of the inert material, density and rheological behavior. Drying tests carried out with several drying aids showed a better performance with the colloidal silicon dioxide, being the selected material for the further tests. Drying runs were carried out in two spouted bed configurations (conventional and with draft tube), according to a central composite design. The variables studied were the % of the drying adjuvant, the drying gas flow rate, parameterized by the ratio Q/Qjm, and the flow rate of the extract fed to the system (Ws/Wg). The statistical analysis results and the effects presented by independent variables (% Adj, Q/Qjm and Ws/Wg), on the responses product recovery (Rec), product accumulation in the bed (Ac), loss on drying (Xp), flavonoid degradation (DTF), and mean powder diameter (Dp), showed a significant effect of the parameters % Adj and Q/Qjm, for the operating conditions investigated. Physical and chemical analysis of the dried product, such as loss on drying, degradation of the active substances, particle size distribution, chromatographic profiles, X-ray diffraction, thermal behavior, and the monitoring of the equipment performance (Rec and Ac) were performed. Evaluation of the antioxidant and hypoglycemic activity were carried out for the extracts obtained at optimized conditions, presenting promising results. After the technological investigation, an evaluation of the economical viability of the process was carried out. The installation costs of a small scale unity for production of dried extracts, and the average costs involved for the obtaining of the final product were estimated. The results of this work indicated the technical and economical feasibility of the spouted bed drying for the production of dried extracts of medicinal plants, emerging as an alternative to the spray drying, commonly used in the phytotherapic processing industries.

O produto seco por aspersão de Cecropia glazioui Sneth. (PCG) foi desenvolvido a partir da seleção de uma entre as diversas combinações de parâmetros de secagem. A matéria-prima vegetal foi caracterizada através da análise macro e microscópica. A avaliação química qualitativa foi realizada através de cromatografia em camada delgada (CCD) e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Para a análise quantitativa por CLAE, foi desenvolvida e validada a metodologia de gradiente em fase reversa, utilizando como marcador a isovitexina, flavonóide relatado para a espécie. A droga seca moída foi analisada com relação ao seu comportamento frente às condições de armazenamento e carga microbiológica. Para a caracterização da solução extrativa aquosa foram empregadas as técnicas cromatográficas desenvolvidas para a matéria-prima vegetal, sendo validada a metodologia quantitativa por CLAE. Para a obtenção do PCG em torre de secagem por aspersão foram avaliados a influência do fluxo de alimentação, a temperatura de admissão do fluido de secagem, a temperatura de saída do produto, o rendimento da operação e a umidade residual do produto final. O PCG foi caracterizado qualitativamente através do perfil cromatográfico por CCD e CLAE, seguindo o protocolo desenvolvido nos passos anteriores, além da realização do controle microbiológico. Na CCD, foi constatada a similaridade dos perfis cromatográficos da solução extrativa e do PCG, indicando a estabilidade no ciclo de transformação. A análise microbiológica demonstrou que o produto apresenta boa qualidade microbiológica, estando de acordo com os limites preconizados. O método desenvolvido por CLAE demonstrou-se eficiente, apresentando boa resolução para o pico de interesse tanto na análise da matéria-prima vegetal como de produtos derivados. Esse método foi validado quanto à especificidade, à precisão, à linearidade, à exatidão e à robustez. Os parâmetros validados e o desempenho do sistema foram satisfatórios, indicando que o método é adequado para a análise qualitativa e quantitativa em todas as fases do processamento. / A Cecropia glazioui Sneth. Spray-dried extract (PCG) was developed taken into account the combination of several operational drying parameters so as analytical procedures suitability. The plant raw material was submitted to macro and microscopic analysis. The qualitative chemical evaluation was performed by thin layer chromatography (TLC) and high performance liquid chromatography (HPLC). For quantitative purpose a gradient reversed phase HPLC method was developed, using isovitexin, previously described for this plant, as chemical marker. The milled dry leaves were analyzed conceming for their storage behavior and microbiological status. The same chromatographic techniques (TLC and HPLC) used for plant raw material were used in order to evaluate the quality ofthe aqueous extractíve solution and PCG. Spray-drying parameters for the PCG development as feeding rate, drying fluid admission and emission temperature so as PCG drying yield and residual moisture were considered. The resulting PCG was characterized through TLC and HPLC, following the further improved methodologies. Comparative TLC analysis between plant raw material, aqueous extractive solution and PCG showed the maintenance of the same chromatographic profile, indicating the suitability of the selected technological steps. Microbiological analysis conformed the established official tests. The developed HPLC method demonstrated to be efficient, showing high resolution for the peak of interest of raw material, extractive solution and spray-dried extract. Validation techniques, regarding specificity, accuracy, linearity, precision and robustness, expressed the adequacy of the HPLC method for qualitative and quantitative purposes.

O produto seco por aspersão de Cecropia glazioui Sneth. (PCG) foi desenvolvido a partir da seleção de uma entre as diversas combinações de parâmetros de secagem. A matéria-prima vegetal foi caracterizada através da análise macro e microscópica. A avaliação química qualitativa foi realizada através de cromatografia em camada delgada (CCD) e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Para a análise quantitativa por CLAE, foi desenvolvida e validada a metodologia de gradiente em fase reversa, utilizando como marcador a isovitexina, flavonóide relatado para a espécie. A droga seca moída foi analisada com relação ao seu comportamento frente às condições de armazenamento e carga microbiológica. Para a caracterização da solução extrativa aquosa foram empregadas as técnicas cromatográficas desenvolvidas para a matéria-prima vegetal, sendo validada a metodologia quantitativa por CLAE. Para a obtenção do PCG em torre de secagem por aspersão foram avaliados a influência do fluxo de alimentação, a temperatura de admissão do fluido de secagem, a temperatura de saída do produto, o rendimento da operação e a umidade residual do produto final. O PCG foi caracterizado qualitativamente através do perfil cromatográfico por CCD e CLAE, seguindo o protocolo desenvolvido nos passos anteriores, além da realização do controle microbiológico. Na CCD, foi constatada a similaridade dos perfis cromatográficos da solução extrativa e do PCG, indicando a estabilidade no ciclo de transformação. A análise microbiológica demonstrou que o produto apresenta boa qualidade microbiológica, estando de acordo com os limites preconizados. O método desenvolvido por CLAE demonstrou-se eficiente, apresentando boa resolução para o pico de interesse tanto na análise da matéria-prima vegetal como de produtos derivados. Esse método foi validado quanto à especificidade, à precisão, à linearidade, à exatidão e à robustez. Os parâmetros validados e o desempenho do sistema foram satisfatórios, indicando que o método é adequado para a análise qualitativa e quantitativa em todas as fases do processamento. / A Cecropia glazioui Sneth. Spray-dried extract (PCG) was developed taken into account the combination of several operational drying parameters so as analytical procedures suitability. The plant raw material was submitted to macro and microscopic analysis. The qualitative chemical evaluation was performed by thin layer chromatography (TLC) and high performance liquid chromatography (HPLC). For quantitative purpose a gradient reversed phase HPLC method was developed, using isovitexin, previously described for this plant, as chemical marker. The milled dry leaves were analyzed conceming for their storage behavior and microbiological status. The same chromatographic techniques (TLC and HPLC) used for plant raw material were used in order to evaluate the quality ofthe aqueous extractíve solution and PCG. Spray-drying parameters for the PCG development as feeding rate, drying fluid admission and emission temperature so as PCG drying yield and residual moisture were considered. The resulting PCG was characterized through TLC and HPLC, following the further improved methodologies. Comparative TLC analysis between plant raw material, aqueous extractive solution and PCG showed the maintenance of the same chromatographic profile, indicating the suitability of the selected technological steps. Microbiological analysis conformed the established official tests. The developed HPLC method demonstrated to be efficient, showing high resolution for the peak of interest of raw material, extractive solution and spray-dried extract. Validation techniques, regarding specificity, accuracy, linearity, precision and robustness, expressed the adequacy of the HPLC method for qualitative and quantitative purposes.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia experimental visando à produção de extrato seco padronizado de Bauhinia forficata Link. Um planejamento experimental de três fatores e três níveis tipo Box-Behnken e análise multi-resposta foram empregados na otimização do processo de extração. Dois processos distintos de secagem foram investigados: o processo leito de jorro e a secagem por nebulização (ou spray-drying). O objetivo foi avaliar a viabilidade e desempenho de ambos secadores para a produção de extrato seco. As variáveis estudadas foram a razão percentual entre a vazão mássica da solução extrativa alimentada ao sistema pela capacidade de evaporação, (Ws/Wmáx), a temperatura de entrada do gás de secagem, (Tge), a posição do sistema de atomização no leito de jorro (top spray e bottom spray) e a vazão do gás de secagem utilizada no spray-dryer, (Wg). O desempenho operacional dos secadores foi avaliado principalmente através da produtividade, da eficiência térmica do processo, da taxa de evaporação volumétrica, da razão entre a massa de ar usada/massa de água evaporada e da taxa de recuperação do produto. O produto seco foi caracterizado quanto a distribuição granulométrica, morfologia das partículas, teor de umidade residual, taxa de degradação dos flavonóides (marcadores químicos) e características farmacotécnicas. Os resultados reportados mostram que o leito de jorro apresentou significativa superioridade em todos os parâmetros estudados em relação ao processo spray-dryer, para as configurações e condições operacionais investigadas. Isso permite concluir que o secador de leito de jorro é uma alternativa tecnologicamente viável para a produção de extratos secos de plantas medicinais brasileiras apresentando maior eficiência e produtividade, fornecendo um produto de alta qualidade e valor comercial. / This work presents the development of an experimental methodology aiming to the production of standardized dried extracts of Bauhinia forficata Link. An experimental planning of three factors and three levels type Box-Behnken and multi-response analysis were used in the optimization of the extraction process. Two different drying processes were studied: the spouted bed and the spraydrying processes. The objective was the evaluation of the viability and of the performance of both dryers for the production of dry extract. The investigated parameters were the percentile ratio between the mass feed flow rate of extractive solution to the system by the evaporation capacity of the dryer, (Ws/Wmáx), the inlet temperature of the drying gas, (Tge), the position of the atomization system in the spouted bed (top spray and bottom spray) and the mass flow rate of the drying gas used in the spray-dryer, (Wg). The operational performance of the dryers was evaluated mainly by the productivity, thermal efficiency of the process, rate of volumetric evaporation, ratio between the mass of air used by the mass of evaporated water and by the product recovery rate. The dried product was characterized by the particle size distribution, particles morphology, moisture content, flavonoid degradation rate (chemical marker), and by evaluation of pharmacotechnical properties. The results reported show that the spouted bed process presented a significant superiority in all parameters evaluated relative to the spray-drying process, for the configurations and operational conditions investigated. These results lead to the conclusion that the spouted bed process is an alternative technologically viable for the production of dry extracts of medicinal Brazilian plants, presenting high thermal efficiency and productivity, yielding a product of high quality and commercial value.

Submitted by Izabel Monteiro (izabel_22@hotmail.com) on 2016-08-03T15:40:38Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jackeline de Souza Marinho.pdf: 2225410 bytes, checksum: 7a6f9be92271f2c88a3bc632cfead114 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-08-17T15:57:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jackeline de Souza Marinho.pdf: 2225410 bytes, checksum: 7a6f9be92271f2c88a3bc632cfead114 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-08-17T16:10:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jackeline de Souza Marinho.pdf: 2225410 bytes, checksum: 7a6f9be92271f2c88a3bc632cfead114 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-17T16:10:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jackeline de Souza Marinho.pdf: 2225410 bytes, checksum: 7a6f9be92271f2c88a3bc632cfead114 (MD5) Previous issue date: 2016-02-05 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Libidibia ferrea is an important plant species from Brazil, as pharmacology studies demonstrating potential therapeutic effects, such as anti-inflammatory and hypoglycemic associated with active substances, particularly in the stem bark and fruit. However, there are a few studies of the technological knowledge from transformation of the plant in a final dosage. Therefore, the aim of this study was to develop and assess the feasibility of obtaining solid dosage forms containing high spray dried product from fruit Libidibia ferrea. The plant material was collected, processed and characterized according to the quality control parameters. The spray dried extract (PSA) was produced from the optimization of the drying process of the extraction solution, which aimed to improve the yield and the physicochemical characteristics of the powder. The improved PSA was used to produce granulates, evaluating the efficiency of the method by wet and suitable granulating agent. The granules produced were characterized from a technological point of view and used as an intermediate for handling capsules. The influence of different flow regulators in the formulation of capsules (magnesium stearate, sodium lauryl sulfate and colloidal silicon dioxide) was studied by means of tests recommended by the Brazilian Pharmacopoeia (weight average, disintegration and liodisponibility). In order to evaluate the chemical stability during the production process it was determined content of total polyphenols in all process steps. The results obtained showed that the raw material is within the required quality standards and can be used for the production of pharmaceutical forms. The polyphenols content has not changed significantly during the drying process of the extraction solution, indicating that there was no degradation of constituents. The Eudragit E® proved to be a good granulation agent at a concentration of 15%, resulting in somewhat friable granules (1.68%) and high yield (80.6%) granulating the wet method. The presence of the flow regulators in the formulations did not cause significant differences in accordance with the tests performed demonstrate that the use thereof does not imply changes which impair the quality and efficacy of the product. The dissolution profile showed that the capsules did not suffer total dissolution (up 78.676%), which may be associated with several factors related to the formulation, dissolution medium, among others. Thus, the present study demonstrated that it is feasible the production of solid dosage forms, such as granules and capsules from the PSA given plant species, however further studies are still needed, particularly for the determination of chemical markers in order to analyze the stability of analytical method. / Libidibia ferrea é uma espécie vegetal de destaque no Brasil, uma vez que estudos farmacológicos demonstram potenciais efeitos terapêuticos, tais como anti-inflamatório e hipoglicemiante, atribuídos a substâncias ativas presentes, principalmente, na casca do caule e nos frutos. No entanto, os conhecimentos tecnológicos que propiciam a transformação da planta em uma forma farmacêutica final ainda são bastante incipientes. Por conseguinte, o objetivo desse estudo foi desenvolver e avaliar a viabilidade de obtenção de formas farmacêuticas sólidas contendo alto teor de produto seco por aspersão de frutos de Libidibia ferrea. O material vegetal foi obtido, processado e caracterizado de acordo com os parâmetros de controle de qualidade. O produto seco por aspersão (PSA) foi produzido a partir da otimização do processo de secagem da solução extrativa, que teve por finalidade melhorar o rendimento e as características físico-químicas do pó. O PSA otimizado foi utilizado para a produção de granulados, avaliando-se a eficiência do método por via úmida e o agente de granulação adequado. Os granulados produzidos foram caracterizados do ponto de vista tecnológico e utilizados como produto intermediário para a manipulação das cápsulas. Foi estudada a influência de diferentes reguladores de fluxo na formulação das cápsulas (estearato de magnésio, lauril sulfato de sódio e dióxido de silício coloidal) por meio de ensaios preconizados pela Farmacopeia Brasileira (peso médio, desintegração e liodisponibilidade). A fim de avaliar a estabilidade química durante o processo de produção, determinou-se o teor de polifenois totais em todas as etapas do processo. Os resultados obtidos permitiram verificar que a matéria-prima atende aos padrões de qualidade exigidos, podendo ser utilizada para a produção de formas farmacêuticas. O teor de polifenois não sofreu grandes alterações durante o processo de secagem da solução extrativa, indicativo de que não houve degradação de constituintes. O Eudragit E® demonstrou ser um bom agente de granulação na concentração de 15%, originando granulados pouco friáveis (1,68%) e de elevado rendimento (80,6%) pelo método de granulação por via úmida. A presença dos reguladores de fluxo nas formulações não ocasionou diferenças significativas de acordo com os ensaios realizados, demonstrando que a utilização destes não implica em alterações que comprometam a qualidade e eficácia do produto. O perfil de dissolução demonstrou que as cápsulas não sofreram dissolução total (máximo 78,676%), fato que pode estar associado a diversos fatores relacionados à formulação, meio de dissolução, entre outros. Dessa forma, o presente estudo demonstrou que é viável a produção de formas farmacêuticas sólidas, como granulados e cápsulas, a partir do PSA da dada espécie vegetal. No entanto, estudos mais aprofundados ainda são necessários, principalmente quanto ao doseamento de marcadores químicos, a fim de analisar a estabilidade por método analítico.

Neste trabalho investigou-se o potencial tecnológico e econômico do processo de secagem em leito de jorro para a produção de extratos secos padronizados de plantas medicinais brasileiras utilizando como modelo experimental a Bauhinia forficata Link. O objetivo foi demonstrar que essa é uma tecnologia potencial para o processamento de plantas medicinais, mercado mundial que gira em torno de 22 bilhões de dólares anuais. Os extratos vegetais apresentam composição química complexa (ácidos graxos, açúcares, fibras, proteínas e resinas) o que torna a etapa de desidratação destes materiais uma tarefa desafiadora, principalmente quando a secagem ocorre sobre a superfície de corpos inertes como no secador de leito de jorro. Torna-se imprescindível, portanto, a utilização de adjuvantes de secagem como as maltodextrinas, amidos, dióxido de silício coloidal entre outros. Dentre os problemas operacionais frequentemente observados pode-se citar o acúmulo de produto sobre a superfície do material inerte tornando-o mais pesado e acarretando em instabilidades fluidodinâmicas e redução da produtividade do equipamento. Um aumento nas taxas de degradação térmica dos princípios ativos também é observado devido à elevação do tempo de exposição do material a elevadas temperaturas. A influência dos adjuvantes de secagem em diferentes proporções (20 a 80 %) sobre as propriedades físicas dos extratos foi avaliada através de ensaios de tensão superficial, ângulo de contato, desprendimento do filme de extrato da superfície inerte, densidade e comportamento reológico. Ensaios de secagem com diversos adjuvantes apontaram o dióxido de silício coloidal como o responsável pelos melhores resultados, sendo o material de escolha para os ensaios seguintes. Os ensaios de secagem realizados em duas configurações de leito de jorro (convencional e com instalação de tubo draft) foram delineados através de um planejamento composto central onde as variáveis estudadas foram a % de adjuvante (% Adj), a vazão do ar de secagem (Q/Qjm), e a vazão de suspensão alimentada ao sistema (Ws/Wg), sendo a temperatura de secagem (Tge), fixada em 150 C. Os resultados da análise estatística e as tendências observadas dos efeitos das variáveis independentes estudadas (% Adj, Q/Qjm e Ws/Wg) sobre as variáveis respostas, recuperação do produto (Rec), acúmulo de material no leito (Ac), perda por dessecação (Xp), degradação dos flavonóides (DTF), e diâmetro médio das partículas (Dp), mostram que as variáveis % Adj e Q/Qjm apresentaram significância estatística sobre o processo de secagem, para as condições operacionais estudadas. Análises físicas e químicas como Xp, DTF, Dp, perfil cromatográfico, difração de raios X e comportamento térmico, e o monitoramento do desempenho do equipamento de secagem (Rec e Ac) foram realizadas. Ensaios de atividade antioxidante e hipoglicemiante foram realizados para os melhores extratos apresentando resultados promissores. De posse do conhecimento tecnológico do processo, realizou-se um levantamento de sua viabilidade econômica. Foram estimados os gastos necessários para a montagem de uma unidade (pequena escala) produtora de extratos secos e os custos médios envolvidos na obtenção do produto final. Os resultados deste trabalho indicam a viabilidade técnica e econômica do processo em leito de jorro para a obtenção de extratos secos de plantas medicinais, despontando como um processo alternativo frente ao spray dryer comumente usado nas indústrias de processamento fitoterápico. / The aim of this work was to investigate the technological and economical feasibility of the spouted bed drying process for production of the standardized dried extracts of Brazilian medicinal plants using the Bauhinia forficata Link as an experimental model. The objective was to demonstrate the potential of this technology for the processing of medicinal plants, a world market of 22 billions of dollars a year. Vegetable extracts have a complex chemical composition (fatty acids, sugars, fibers, proteins and resins), making the dehydration of these materials a challenging task, mainly for drying on the surface of inert bodies, like the spouted bed drying. Thus, the use of drying aids like maltodextrins, starch, colloidal silicon dioxide is mandatory. Among the operating problems frequently observed, there is the product accumulation on the surface of the inert material increasing its weight, causing hydrodynamic instabilities and reduction of the equipment productivity. A high increase in the thermal degradation of the active substances is also observed. This behavior is attributed to the increase in the exposure time of the material at high temperatures. The effects of the different proportions of drying aids (20 to 80 %) on the physical properties of the extracts were evaluated through determination of the surface tension, contact angle, detachment of the extract film from the surface of the inert material, density and rheological behavior. Drying tests carried out with several drying aids showed a better performance with the colloidal silicon dioxide, being the selected material for the further tests. Drying runs were carried out in two spouted bed configurations (conventional and with draft tube), according to a central composite design. The variables studied were the % of the drying adjuvant, the drying gas flow rate, parameterized by the ratio Q/Qjm, and the flow rate of the extract fed to the system (Ws/Wg). The statistical analysis results and the effects presented by independent variables (% Adj, Q/Qjm and Ws/Wg), on the responses product recovery (Rec), product accumulation in the bed (Ac), loss on drying (Xp), flavonoid degradation (DTF), and mean powder diameter (Dp), showed a significant effect of the parameters % Adj and Q/Qjm, for the operating conditions investigated. Physical and chemical analysis of the dried product, such as loss on drying, degradation of the active substances, particle size distribution, chromatographic profiles, X-ray diffraction, thermal behavior, and the monitoring of the equipment performance (Rec and Ac) were performed. Evaluation of the antioxidant and hypoglycemic activity were carried out for the extracts obtained at optimized conditions, presenting promising results. After the technological investigation, an evaluation of the economical viability of the process was carried out. The installation costs of a small scale unity for production of dried extracts, and the average costs involved for the obtaining of the final product were estimated. The results of this work indicated the technical and economical feasibility of the spouted bed drying for the production of dried extracts of medicinal plants, emerging as an alternative to the spray drying, commonly used in the phytotherapic processing industries.

As partes aéreas de Equisetum giganteum L. (Equisetaceae), espécie nativa da América do Sul, denominada cavalinha e rabo-de-cavalo, são utilizadas popularmente sob a forma de infuso ou decocto no tratamento de afecções urinárias e hepáticas e principalmente como diurética, hemostática, adstringente, remineralizante e emagrecedora. Entretanto, poucos estudos científicos foram realizados envolvendo esta espécie. Quanto às propriedades biológicas de seus extratos, têm sido relatadas atividades diurética e antimicrobiana, e ausência de efeitos tóxicos agudos em camundongos, quando administrados por via oral. Considerando a ampla disponibilidade de E. giganteum no mercado brasileiro e o seu potencial terapêutico, torna-se necessária a definição de parâmetros de controle de qualidade para a matéria-prima vegetal, bem como o desenvolvimento de produtos padronizados. Assim, este trabalho objetivou avaliar parâmetros de controle de qualidade e estabelecer critérios químicos que permitam diferenciar E. giganteum de outras espécies do gênero e, a partir de uma solução extrativa aquosa, desenvolver extrato seco por spray drying e caracterizá-lo. Para isso, partes aéreas de E. giganteum e outras espécies disponíveis foram utilizadas. Análises comparativas destas amostras foram realizadas por CCD, CLAE e teor de flavonóides totais. Para E. giganteum, o teor de cinzas, os constituintes fenólicos e flavonóides totais foram determinados por método espectrofotométrico no UV/VIS. Análise por CCD foi realizada em placas de gel de sílica; fase móvel acetato de etila:ácido fórmico:ácido acético glacial:água (100:11:11:26); e detecção com reagente Natural / UV a 365 nm. Análises por CLAE dos extratos metanólicos foram realizadas empregando coluna de fase-reversa (C18) e detector de arranjo de diodos. O material vegetal foi também submetido à hidrólise ácida, a qual foi otimizada empregando Desenho Composto Central Rotacional e Análise de Superfície de Resposta para investigar os efeitos da concentração de HCl e do tempo de hidrólise. As agliconas correspondentes aos flavonóides heterosídicos foram extraídas e analisadas por método de CLAE previamente validado. O teor de flavonóides totais foi avaliado por ensaio colorimétrico com cloreto de alumínio a 425 nm. Análises por CLAE-DAD e CLAE-EM/EM também foram realizadas na intenção de caracterizar os compostos fenólicos presentes em E. giganteum. Uma solução extrativa aquosa foi obtida por decocção a partir da matéria-prima vegetal e posteriormente seca por spray drying empregando equipamento NIRO® atomizer semi-industrial. O extrato seco obtido foi então caracterizado. Os resultados demonstraram para E. giganteum um teor de cinzas totais e insolúveis em ácido (a 600ºC) respectivamente de 20,07 ± 0,21% e 13,75 ± 0,39%. O teor de fenólicos totais foi de 7,27 ± 0,05 mg equivalente a ácido gálico por grama, e de 0,420 ± 0,014 g% para os flavonóides totais. Na análise por CCD de E. giganteum foi verificada a presença de manchas características de polifenóis, sendo que, na análise por CLAE, alguns constituintes apresentaram espectro de UV característicos de derivados do ácido cinâmico e do canferol A diferenciação entre E. giganteum e E. arvense, e em menor extensão para E. hyemale e E. bogotense, foi possível através do perfil cromatográfico obtido nas análises por CCD e CLAE. A possível presença de tiamina foi caracterizada por CCD nestas amostras. Nas condições ótimas de hidrólise determinadas para E. giganteum, canferol e, em menor teor, quercetina foram encontradas. A análise comparativa das agliconas dos flavonóides por CLAE e dos flavonóides totais por espectrofotometria revelou similaridades químicas entre E. giganteum, E. hyemale e E. bogotense, mas não para E. arvense, o qual apresentou um perfil de agliconas distinto. A maior parte dos compostos fenólicos puderam ser caracterizados em E. giganteum por meio da análise por CLAE-EM/EM, sendo encontrado principalmente derivados heterosídicos do canferol, mas também outros compostos fenólicos raros. A obtenção de extrato seco por spray drying a partir de solução extrativa aquosa de E. giganteum mostrou-se viável, com alto rendimento do processo (85,6%). O produto foi caracterizado como um pó fino com baixa densidade, baixa fluidez e alta umidade residual, mas baixa atividade de água. Com relação a sua composição química, o extrato seco apresentou alto teor de minerais e açúcares redutores. A presença na droga vegetal e no extrato seco de E. giganteum de alto teor de minerais, corrobora seu uso como remineralizante. Os resultados obtidos neste trabalho representam as primeiras contribuições para o estabelecimento de parâmetros e métodos para a caracterização e o controle de qualidade da droga vegetal de E. giganteum. A viabilidade de produção e a caracterização do extrato seco obtido contribuem para o desenvolvimento de novos produtos farmacêuticos e a avaliação de outras atividades biológicas. / Aerial stems of Equisetum giganteum L. (Equisetaceae, traditional name: ‘‘horsetail’’), a native plant from South America, are used in folk medicine for treating kidney and hepatic illness, due to their diuretic, hemosthatic, adstringent, remineralizant and weight loss properties. However, few scientific studies have been performed regarding this species. Concerning the biological properties, diuretic and antimicrobial activities, as well as no oral acute toxicity in mice have been reported. Considering the large availability of the E. giganteum in the Brazilian market and its therapeutic potential, the definition of the quality control parameters for the raw material, as well as the development of standardized products with well-established biological activities becomes necessary. Thus, the aim of this work was to establish identification methods and to evaluate quality control parameters for the E. giganteum raw material in order to compare this species with others of the genus, as well as to develop and to characterize a spray-dried product from an aqueous E. giganteum extractive solution. Dried aerial stems of E. giganteum and other species available were employed in the comparative analysis by TLC, HPLC and UV/VIS total flavonoid content. The ash content was determined. Total phenolic and flavonoid contents were determined by UV/VIS spectrophotometric method. The TLC analysis was carried out on silica gel plates; mobile phase ethyl acetate:formic acid:glacial acetic acid:water (100:11:11:26); and detection with Natural Product reagent / UV at 365 nm. HPLC analysis of methanol extracts was performed with a C18 column and a diode-array detector. The plant raw material was also submitted to acid hydrolysis which was optimized using Central Composite Rotational Design and Response Surface Analysis for investigate the effects of HCl concentration and hydrolysis time. The corresponding flavonoid aglycones were extracted and analyzed by a previously validated HPLC method. Total flavonoid content was measured also by aluminium chloride colorimetric assay at 425 nm. In attempt to characterize phenolic compounds in E. giganteum, HPLC-DAD and HPLC-MS/MS analysis were performed. An aqueous extractive solution (AES) was prepared by decoction of E. giganteum grounded stems using water. The resulting AES was spray-dried using a Niro Production Minor equipped with rotary atomizer (GEA, Copenhagen, Denmark). The spray-dried extract was then characterized. The content of total ash and acidinsoluble ash (at 600 °C) in E. giganteum stems were 20.07 ± 0.21% and 13.75 ± 0.39% (mean ± S.D.), respectively. The total phenolic content was 7.27 ± 0.05 mg expressed as gallic acid equivalent per gram (GAE/g), and the total flavonoid content was 0.420 ± 0.014 g% (w/w). In the TLC of E. giganteum was verified the presence of spots characteristic of polyphenols. The HPLC fingerprint revealed the existence of some constituents with UV spectra characteristics of cinnamic acid and kaempferol derivatives. The differentiation between E. giganteum and E. arvense, and in a minor extension for E. hyemale and E. bogotense, was possible by the chromatographic profile in TLC and HPLC analysis. The possible presence of thiamine was characterized by TLC in these samples. In the optimum condition found for hydrolysis of E. giganteum raw material, quercetin and kaempferol aglicones were found. The comparative analysis of flavonoids aglycones using HPLC and total flavonoids spectrophotometric methods revealed similarities between E. giganteum, E. hyemale and E. bogotense, but not for E. arvense, which showed a distinct profile of aglycones. The HPLC-MS/MS analysis of E. giganteum hydroethanol extractive solution allowed to characterize some flavonoids heterosides, mainly quercetin and kaempferol derivatives, and other rare compounds. The spray-dried extract (SDE) of E. giganteum was obtained with a high process yield (85.6%) and characterized as a very fine powder with low density, poor flowability and high loss on drying, but low water activity. The high content of reducing sugars and minerals, represented by total ash, was also observed in the SDE and can explain some these characteristics. The high content of sugars and minerals in the SDE also corroborate the traditional use of the plant as remineralizant. The results obtained in this study represent one of the first contributions to the establishment of parameters and methods for the characterization and quality control of raw material of E. giganteum. The feasibility of production and subsequent characterization of dried extract obtained contributes to the development of new pharmaceuticals products and to the evaluation of new biological activities.

Com o objetivo de verificar a viabilidade de obtenção de comprimidos contendo alto teor de produto seco nebulizado (PSN) de Maytenus ilicifolia Martius ex Reiss., foi avaliada a influência de adjuvantes farmacêuticos através da realização de planejamento fatorial 2 3. Os fatores qualitativos estudados foram: tipo de desintegrante (croscarmelose sódica e glicolato de amido sódico), tipo de lubrificante (dióxido de silício coloidal e estearato de magnésio) e tipo de material de carga/aglutinante (celulose microcristalina e lactose). Os complexos farmacêuticos (CF) apresentaram características tecnológicas diferenciadas, dependentes da composição da formulação. Todos os CF demonstraram baixa densidade e más propriedades de fluxo. Os compactos foram obtidos em máquina de comprimir altenativa, por compressão direta e pesagem individual de cerca de 650 mg de cada formulação, contendo 375 mg de PSN de M. ilicifolia. As condições de compressão foram fixadas de modo que todos as compactos possuíssem a mesma dureza. Os parâmetros tecnológicos analisados foram friabilidade, tempo de desintegração e eficiência de dissolução. O material de carga/aglutinante (MCA) foi a classe de adjuvantes com maior influência sobre os parâmetros estudados. Todos os fatores estudados apresentaram efeito significativo sobre a friabilidade, sendo que os compactos contendo lactose apresentaram valores, cerca de vinte vezes superiores aos com celulose microcristalina. Os fatores significantes sobre o tempo de desintegração foram o tipo de desagregante e tipo de MCA. Todos os compactos produziram diferentes perfis de dissolução. A eficiência de dissolução mostrou-se superior a 50% e, neste parâmetro, os fatores mais significantes foram o tipo de lubrificante e o tipo de MCA. / The influence of pharmaceutical excipients on the technological characteristics of compacts containing high amounts of Maytenus ilicifolia Martius ex Reiss. spray dried extract was evaluated by a 2 3 factorial design. The qualitative factors studied were: type of disintegrant (croscarmellose sodium and sodium starch glycolate), lubricant (colloidal silicon dioxide and magnesium stearate) and filler/binder (microcrystalline cellulose and lactose). The compacts were prepared by direct compression using a single flat punch tablet machine by individual weighing of 650 mg each formulation, containing circa 60 % of spray dried extract. The compression parameters were chosen in order to produce compacts with similar hardness. The technological parameters analyzed were: friability, disintegration time, and dissolution efficiency (DE%). The results showed that the filler/binder was the excipient class with greatest influence on the compact characteristics. All factors influenced significantly the friability. Compacts containing lactose presented higher friability than the microcrystalline cellulose ones. The type of disintegrant and filler/binder were the most important factor affecting the disintegration time. All compacts showed DE% values higher than 50% but different dissolution profiles. The release was stronger influenced by the type of lubricant and filler/binder. The results demonstrated the technological feasibility of compacts containing high quantity of M. ilicifolia spray dried extract.