O óleo essencial de orégano (OEO), devido à presença de compostos fenólicos na sua composição, como o carvacrol e timol, pode ser considerado um potencial agente antioxidante e antimicrobiano. Nos últimos anos há um crescente interesse na utilização desse óleo com a finalidade de reduzir ou substituir antioxidantes e conservantes sintéticos, os quais são amplamente utilizados na indústria de alimentos. Entretanto, o emprego direto de óleos essenciais em alimentos enfrenta alguns desafios tecnológicos, como sua baixa estabilidade durante a armazenagem e a dificuldade de incorporação devido ao seu caráter hidrofóbico. Portanto, a encapsulação do OEO em sistemas nanoemulsionados é uma alternativa para contornar tais problemas. Esta Tese teve como principal objetivo a produção e a caracterização de nanoemulsões encapsulando OEO para avaliar a atividade antioxidante e ação antibacteriana, para Staphylococcus aureus e Escherichia coli, in vitro e em patê de frango, sendo que este produto cárneo é considerado um alimento favorável para a multiplicação de micro-organismos e também é suscetível a oxidação lipídica e proteica durante o armazenamento. Foram produzidas nanoemulsões contendo 3,25 % (NA-3,25) e 5 % (NA-5) de OEO, as quais foram obtidas pelo método de temperatura de inversão de fases, com diâmetros reduzidos de gota (25,5±0,21 e 42,4±1,7 nm). Ambas as nanoemulsões apresentaram-se estáveis em relação ao seu tamanho médio durante 90 dias de armazenamento, o que viabilizou avaliar a atividade antimicrobiana e antioxidante das nanoemulsões in vitro e no patê de frango. O patê de frango produzido foi submetido a 5 tratamentos, com a finalidade de avaliar a estabilidade físicoquímica durante o armazenamento: T 1-sem antioxidantes e conservantes, T 2- 0,06 % (m/m) OEO não-emulsionado, T3- 6 % (m/m) das nanoemulsões NA-3,25, T4- 1,2 % (m/m) das nanoemulsões NA-5 e T5- BHT e nitrito de sódio. Os parâmetros de cor determinados durante o armazenamento mostram que em todos os tratamentos ocorreu descoloração. Entretanto, essa alteração de cor não foi observada pelos provadores durante a análise sensorial. Também foi possível observar durante o armazenamento do patê de frango que todos os tratamentos sofreram oxidação proteica, e portanto, o OEO livre e nanoemulsionado, bem como o antioxidante sintético BHT, não foram eficientes em inibir a oxidação das proteínas. As análises de oxidação lipídica mostraram que as nanoemulsões apresentaram maior ação antioxidante do que o OEO livre e o antioxidante sintético BHT e a análise sensorial do patê de frango indicou que o OEO nanoemulsionado e livre, nas concentrações empregadas neste estudo, 0,06 % e 0,2 % (m /m), afetaram as propriedades sensoriais de odor e sabor do produto cárneo em estudo. Portanto, a ação antibacteriana e antioxidante das nanoemulsões indicou que o OEO nanoemulsionado pode ser um potencial substituto aos conservantes e antioxidantes sintético utilizados na indústria de produtos cárneos. / Oregano essential oil (OEO) can be considered a potential antioxidant and antimicrobial agent due to the presence of phenolic compounds, such as carvacrol and thymol. In recent years, there has been growing interest in using this oil to reduce or replace artificial antioxidants and synthetic preservatives, which are widely used in the food industry. However, the direct incorporation of essential oils in food faces some technological challenges, such as low storage stability (due to high volatility of some compounds) and the difficulty of incorporation, as they are hydrophobic. Therefore, the encapsulation of OEO in nanodispersions can be an alternative to overcome these drawbacks. The main objective of this Thesis was the production and characterization of nanoemulsions encapsulating OEO to evaluate their antioxidant activity and antibacterial action, for Staphylococcus aureus and Escherichia coli, in vitro and in chicken pate, being that this meat product is considered a favorable food for the multiplication of microorganisms and is also susceptible to lipid and protein oxidation during storage. The nanoemulsions were produced with 3,25% (NA-3.25) and 5% (NA-5) OEO (m/m), obtained by the phase inversion temperature method and presented reduced droplet sizes (25.5 ± 0.12 and 42.4 ± 1.7 nm). Both nanoemulsions presented kinetic stability during 90 days of storage, which made it possible to evaluate the antimicrobial and antioxidant activity of nanoemulsions in vitro and in chicken pâté. The chicken pâté was submitted to 5 treatments, with the purpose of evaluating the physical-chemical stability of each treatment during storage: T1- without antioxidants and preservatives, T 2- 0.06 % (w / w) free OEO, T3 - 6 % (w / w) NA-3.5, T4- 1.2% (w / w) NA-5 and T5: BHT and sodium nitrite. Color parameters determined during storage show that all treatments were discolored, however, this color change was not observed by the panelists during the sensory analysis. The lipid oxidation reactions showed that the nanoemulsions presented higher antioxidant action than free OEO and synthetic antioxidant, BHT and the sensorial analysis of the chicken pâté indicated that the nanoemulsions and the free OEO, in the concentrations used in this study, 0.06% and 0.2 % (w / w), affected the odor and flavor properties of the meat product. Therefore, the antibacterial and antioxidant action of nanoemulsions indicated that nanoemulsified OEO may be a potential substitute for the preservatives and antioxidants synthetic used in the meat products industry.

A nanotecnologia se aplica a diversos setores da ciência, sendo que na área cosmética os investimentos tem reforçado a ideia de que produtos nanotecnológicos proporcionam vantagens reais aos consumidores. A exposição excessiva a luz solar pode causar efeitos indesejáveis como eritemas e câncer de pele, logo, os filtros solares são usados como auxilio na prevenção de tais efeitos. O p-metoxicinamato de octila e a benzofenona-3 são filtros UV químicos que absorvem radiação UVB e UVA respectivamente, ambos são amplamente empregados em produtos fotoprotetores. A crescente exigência do consumidor e os avanços no conhecimento sobre a obtenção e estabilidade dos sistemas dispersos viabilizam o desenvolvimento de veículos diferenciados, como as nanoemulsões, que alem da inerente estabilidade apresentam aspecto sensorial agradável e alta capacidade de espalhabilidade. Um método eficiente para se obter nanoemulsão, empregando baixa energia de emulsificação e da temperatura de inversão de fases (Phase Inversion Temperature, PIT), baseado na mudança de solubilidade dos tensoativos não iônicos etoxilados com a variaço da temperatura. Foram objetivos do presente estudo: desenvolvimento de nanoemulsão contendo p-metoxicinamato de octila e benzofenona-3, empregando o método da PIT; determinação do tamanho de partícula e a distribuição de tamanhos por meio de espectrometria acústica; determinação da eficácia fotoprotetora in vitro por espectrofotometria de refletância difusa com esfera de integração; e a avaliação da influencia das variáveis, velocidade de agitação, concentração de glicerina e de cloreto de sódio no processo de desenvolvimento da nanoemulsão. A nanoemulsão apresentou valor da PIT de 72,0 °C, brilho azulado, fluidez e estabilidade por, pelo menos, 90 dias quando armazenada em temperatura ambiente (22,0 ± 2,0 °C). A distribuição de tamanhos de partícula apresentou perfil bimodal com medias de tamanhos de 10 nm (61%) e 4,5 µm (39%). A avaliação da eficácia fotoprotetora in vitro apresentou FPS igual a 8,0 ± 0,9, não alcançando o potencial de \"amplo espectro\". A velocidade de agitação, a concentração de glicerina e de cloreto de sódio influenciaram na PIT, mas não no tamanho de partícula ou eficácia fotoprotetora in vitro. Sendo que, a concentração de NaCl teve maior influencia na PIT, seguida pela concentração de glicerina e velocidade de agitação. / Nanotechnology applies to various sectors of science, and in the cosmetics area, investments have enhanced the idea that nanotechnology products provide real benefits to consumers. Excessive exposure to sunlight can cause side effects such as erythema and skin cancer, thus sunscreens are used in preventing such effects. The octyl methoxycinnamate and benzophenone-3 are chemical UV filters which absorbs UVB and UVA radiation respectively, both are widely used in sunscreens products. The increasing consumer demand and advances in knowledge about the production and stability of dispersed systems enable the development of differentiated vehicles, such as nanoemulsions, which besides the inherent stability, show pleasant sensorial aspect, and high spread ability. An efficient method for obtaining nanoemulsion, employing low energy of emulsification is the phase inversion temperature (Phase Inversion Temperature, PIT) based on the change in solubility of ethoxylated nonionic surfactants with temperature variation. The objectives of this study: development of nanoemulsion containing p-octyl methoxycinnamate and benzophenone-3, using the method of PIT; determination of particle size and size distribution by means of acoustic spectrometer; determination of in vitro photoprotective efficacy by diffuse reflectance spectrophotometer with integrating sphere; and evaluation of the influence of variables, speed of agitation, concentration of glycerin and sodium chloride in the development process of the nanoemulsion. The nanoemulsion showed the PIT value of 72.0 °C, bluish brightness, fluidity and stability for at least 90 days if stored at room temperature (22.0 ± 2.0 °C). The particle size distribution showed bimodal profile with average sizes of 10 nm (61%) and 4.5 m (39%). The evaluation of the in vitro photoprotective efficacy showed FPS equal to 8.0 ± 0.9, not reaching the potential of \"broad spectrum\". The speed of agitation, concentration of glycerin and sodium chloride affected the PITbut not in the particle size or in vitro photoprotective efficacy. Given that the NaCl concentration had greater influence on the ITP, then the glycerin concentration and agitation speed.

A nanotecnologia se aplica a diversos setores da ciência, sendo que na área cosmética os investimentos tem reforçado a ideia de que produtos nanotecnológicos proporcionam vantagens reais aos consumidores. A exposição excessiva a luz solar pode causar efeitos indesejáveis como eritemas e câncer de pele, logo, os filtros solares são usados como auxilio na prevenção de tais efeitos. O p-metoxicinamato de octila e a benzofenona-3 são filtros UV químicos que absorvem radiação UVB e UVA respectivamente, ambos são amplamente empregados em produtos fotoprotetores. A crescente exigência do consumidor e os avanços no conhecimento sobre a obtenção e estabilidade dos sistemas dispersos viabilizam o desenvolvimento de veículos diferenciados, como as nanoemulsões, que alem da inerente estabilidade apresentam aspecto sensorial agradável e alta capacidade de espalhabilidade. Um método eficiente para se obter nanoemulsão, empregando baixa energia de emulsificação e da temperatura de inversão de fases (Phase Inversion Temperature, PIT), baseado na mudança de solubilidade dos tensoativos não iônicos etoxilados com a variaço da temperatura. Foram objetivos do presente estudo: desenvolvimento de nanoemulsão contendo p-metoxicinamato de octila e benzofenona-3, empregando o método da PIT; determinação do tamanho de partícula e a distribuição de tamanhos por meio de espectrometria acústica; determinação da eficácia fotoprotetora in vitro por espectrofotometria de refletância difusa com esfera de integração; e a avaliação da influencia das variáveis, velocidade de agitação, concentração de glicerina e de cloreto de sódio no processo de desenvolvimento da nanoemulsão. A nanoemulsão apresentou valor da PIT de 72,0 °C, brilho azulado, fluidez e estabilidade por, pelo menos, 90 dias quando armazenada em temperatura ambiente (22,0 ± 2,0 °C). A distribuição de tamanhos de partícula apresentou perfil bimodal com medias de tamanhos de 10 nm (61%) e 4,5 µm (39%). A avaliação da eficácia fotoprotetora in vitro apresentou FPS igual a 8,0 ± 0,9, não alcançando o potencial de \"amplo espectro\". A velocidade de agitação, a concentração de glicerina e de cloreto de sódio influenciaram na PIT, mas não no tamanho de partícula ou eficácia fotoprotetora in vitro. Sendo que, a concentração de NaCl teve maior influencia na PIT, seguida pela concentração de glicerina e velocidade de agitação. / Nanotechnology applies to various sectors of science, and in the cosmetics area, investments have enhanced the idea that nanotechnology products provide real benefits to consumers. Excessive exposure to sunlight can cause side effects such as erythema and skin cancer, thus sunscreens are used in preventing such effects. The octyl methoxycinnamate and benzophenone-3 are chemical UV filters which absorbs UVB and UVA radiation respectively, both are widely used in sunscreens products. The increasing consumer demand and advances in knowledge about the production and stability of dispersed systems enable the development of differentiated vehicles, such as nanoemulsions, which besides the inherent stability, show pleasant sensorial aspect, and high spread ability. An efficient method for obtaining nanoemulsion, employing low energy of emulsification is the phase inversion temperature (Phase Inversion Temperature, PIT) based on the change in solubility of ethoxylated nonionic surfactants with temperature variation. The objectives of this study: development of nanoemulsion containing p-octyl methoxycinnamate and benzophenone-3, using the method of PIT; determination of particle size and size distribution by means of acoustic spectrometer; determination of in vitro photoprotective efficacy by diffuse reflectance spectrophotometer with integrating sphere; and evaluation of the influence of variables, speed of agitation, concentration of glycerin and sodium chloride in the development process of the nanoemulsion. The nanoemulsion showed the PIT value of 72.0 °C, bluish brightness, fluidity and stability for at least 90 days if stored at room temperature (22.0 ± 2.0 °C). The particle size distribution showed bimodal profile with average sizes of 10 nm (61%) and 4.5 m (39%). The evaluation of the in vitro photoprotective efficacy showed FPS equal to 8.0 ± 0.9, not reaching the potential of \"broad spectrum\". The speed of agitation, concentration of glycerin and sodium chloride affected the PITbut not in the particle size or in vitro photoprotective efficacy. Given that the NaCl concentration had greater influence on the ITP, then the glycerin concentration and agitation speed.

Este trabalho teve por objetivo a preparação e caracterização de membranas de polissulfona (PSU) e a imobilização da enzima lipase nestes filmes, para a produção de membranas enantiosseletivas, visando utilização futura em separação de misturas quirais. Membranas de PSU foram preparadas pelo processo de inversão de fase, utilizando clorofórmio como solvente e água como agente coagulante para a inversão. Foram preparadas membranas com diferentes espessuras e os seguintes parâmetros para a inversão de fase foram definidos: concentração das soluções, tempo de evaporação do solvente, secagem e tratamento térmico. As membranas foram caracterizadas, visando a utilização em processo de eletrodiálise (ED) e imobilização da enzima lipase PS. Para a imobilização foi utilizado o glutaraldeído como agente bifuncional para ligação da enzima ao polímero. Na imobilização foram determinados os parâmetros cinéticos velocidade máxima (Vmáx) e constante de Michaelis-Menten (Km), a quantidade de enzima imobilizada nas membranas pelo método de Bradford e a atividade da enzima livre e imobilizada através da hidrólise do acetato de p-nitrofenila (PNPA). As membranas de PSU preparadas por inversão são hidrofóbicas, e apresentaram características de permesseletividade e capacidade de troca iônica inferiores às apresentadas pelas membranas comerciais Selemion®; CMT e CMV e resistência elétrica superior à destas membranas. O diâmetro dos poros nas membranas é menor que 100 nm. . A quantidade máxima de enzima imobilizada foi de 2,35 mg .g-1 de polímero em 18 horas de imobilização com um rendimento de 61,2%. A atividade da enzima decai após a imobilização, de 14780 U.g-1 (enzima livre) para 1184 U.g-1 (enzima imobilizada). / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-13T17:21:10Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Jadison Fabricio de Souza.pdf: 3168334 bytes, checksum: ec62af877268ce2e7d357db5c8c5e372 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-13T17:21:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Jadison Fabricio de Souza.pdf: 3168334 bytes, checksum: ec62af877268ce2e7d357db5c8c5e372 (MD5) / Preparation and characterization of polysulfone (PSU) membranes and the immobilization of lipase enzyme in these membranes to produce enantioselective membranes, in order to separate chiral compounds, is the subject of the present work. PSU membranes were prepared by phase inversion, using chloroform as solvent and water as nonsolvent. Membranes with different thickness were prepared and phase inversion parameters such as (solution concentrations, solvent evaporation time, drying and thermal treatment) were investigated. Membranes were characterized, in order to use them in electrodialysis process (ED) and in the lipase PS enzyme immobilization. For immobilization, bifunctional agent glutaraldehyde was used to link the enzyme to the polymer. On immobilization, the kinetic constants (Km e Vmax), the amount of immobilized enzyme with Bradford method and the activity of free and immobilized enzyme with p-nitrophenyl acetate (PNPA) hydrolysis, were determined. PSU membranes prepared by phase inversion are hydrophobic and, when compared with Selemion®; CMT and CMV commercial membranes, present lower permeselectivity, lower ion exchange capability and higher resistance. Membranes pore diameter is lower than 100 nm. The maximum amount of immobilized enzyme in the membranes reached 2.35 mg per gram of polymer after 18 hours of immobilization with a 61,2% yield . Enzyme activity decays after immobilization , from 14780 U.g-1 (free enzyme) to 1184 U.g-1 (immobilized enzyme).

A busca por tecnologias cada vez mais eficazes no tratamento de águas e efluentes fez com que o desenvolvimento de membranas desempenhasse um papel importante nos processos de separação. A nanofiltração apresenta-se como uma tecnologia promissora para remoção de sais multivalentes em soluções aquosas. O preparo de membranas poliméricas pela técnica de inversão de fases permite a obtenção de estruturas distintas. Neste estudo avaliou-se o uso de diferentes não-solventes no preparo de membranas de poli(fluoreto de vinilideno) pelo método de inversão de fases, quanto às características estruturais e propriedades funcionais. Foram utilizados como não-solventes: água destilada, solução de dodecil sulfato de sódio e etanol/água, resultando nas membranas denominadas MT1, MT2 e MT3, respectivamente. O uso de um surfactante aniônico, como o dodecil sulfato de sódio, no preparo de membranas de poli(fluoreto de vinilideno) apresenta-se como uma inovação tecnológica. O uso de diferentes não-solventes alterou a taxa de precipitação do polímero, o que ocasionou alterações na estrutura química, morfológica, cristalina e nas propriedades de transporte das membranas. Análises de microscopia eletrônica de varredura e porosimetria de deslocamento líquido-líquido mostraram a obtenção de estruturas assimétricas, com poros na ordem de 1-2 nm para as membranas MT1 e MT2, e estrutura simétrica, com alta porosidade, para a membrana MT3. A análise de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier mostrou a presença das fases cristalina α e β nas três membranas e no polímero. Análise termogravimétrica realizada em atmosfera inerte apresentou massa residual em torno de 20-30 % referente ao material carbonáceo, o qual foi eliminado com a utilização de atmosfera oxidante na análise. Os valores de cristalinidade aparente, do polímero e das membranas, apresentaram grandes variações quando determinados pela técnica de calorimetria exploratória diferencial, porém quando determinados a partir dos difratogramas obtidos pela técnica de difração de raios X, a variação foi pequena, apresentando valores em torno de 47%. A avaliação da composição química da superfície das membranas, por espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raio X, mostrou que houve variação na quantidade de ligações C-F quando diferentes não-solventes foram utilizados. Essas variações contribuíram para alterações na hidrofobicidade das membranas. As membranas MT1 e MT2 apresentaram características hidrofílicas, com ângulo de contato em torno de 70°, e a membrana MT3 apresentou característica hidrofóbica, com ângulo de contato em torno de 142°. A maior hidrofobicidade da membrana MT3 é resultante da rugosidade superficial e da maior composição relativa de ligações C-F na superfície desta membrana. Ensaios de permeação realizados até a pressão de 20 bar mostraram que a membrana MT2 sofreu maior efeito de compactação e apresentou menor fluxo de permeado. Os ensaios realizados com soluções de cloreto de sódio, de cálcio e férrico mostraram diferentes eficiências de retenção. Para as membranas MT1 e MT2 a retenção de sais mono e divalentes foi praticamente igual, em torno de 5%. Para a solução de cloreto férrico, a retenção apresentou valores médios em torno de 16% e 27% para as membranas MT1 e MT2, respectivamente. Em função do tamanho de poros apresentados e da pressão transmembrana aplicada nos ensaios de permeação, as membranas MT1 e MT2 podem ser utilizadas em processos de nanofiltração. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-03T19:42:35Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Monica Beatriz Thurmer.pdf: 13606935 bytes, checksum: 4fd6cc5e74e44b43096cb2a30daf32e2 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-03T19:42:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Monica Beatriz Thurmer.pdf: 13606935 bytes, checksum: 4fd6cc5e74e44b43096cb2a30daf32e2 (MD5) / The search for increasingly efficient technologies in water and effluent treatment made the development of membranes take on an important role in separation processes. The nanofiltration is presented as a promising technology for removal of multivalent salt in aqueous solution. The polymeric membranes preparation by phase inversion technique allows the obtaining of different structures. This study evaluated the use of different nonsolvents in the poly(vinylidene fluoride) membrane preparation, by phase inversion method, on the structural characteristics and functional properties. Were used as nonsolvents: distilled water, solution of sodium dodecyl sulfate and ethanol/water, resulting in the membranes called MT1, MT2 and MT3, respectively. Use of an anionic surfactant, like as sodium dodecyl sulfate, in the preparation of poly(vinylidene fluoride) membranes is presented as a technological innovation. The use of different non-solvents changed the rate of polymer precipitation which caused changes in chemical, morphology and crystalline structures, and transport properties of the membranes. Scanning electron microscopy and liquid-liquid displacement porosimetry analysis showed asymmetric structures, with pores on the order of 1-2 nm for the MT1 and MT2 membrane, and symmetrical structure, with a high porosity for MT3 membrane. The analysis by Fourier transform infrared spectroscopy showed the presence of α and β crystalline phases in the three membranes and in the polymer. Thermogravimetric analysis carried out in an inert atmosphere showed residual mass around 20-30% from the carbonaceous material, which was eliminated with the use of an oxidizing atmosphere in the analysis. The values of apparent crystallinity of the polymer and the membranes showed large variations, by differential scanning calorimetry technique, but when determined from the diffractograms obtained by X-ray diffraction technique, the variation was small, showed values around 47%. The evaluates of the membranes chemical surface composition by X-ray photoelectron spectroscopy showed that there was variation in the amount of C-F bonds, where different non-solvents were used. These variations contributed to changes in membranes hydrophobicity. The MT1 and MT2 membranes showed hydrophilic characteristics with contact angle around 70°, and the MT3 membrane showed hydrophobicity characteristics with contact angle around 142°. The highest hydrofobicity of the MT3 membrane is result of the surface roughness and the relative composition of CF bonds on this membrane surface. Permeation tests performed until a pressure of 20 bar, it was found that the MT2 membrane has a greater effect compression and showed a lower permeate flux. Tests conducted with solutions of sodium, calcium and ferric chloride showed different retention efficiencies. For MT1 and MT2 membranes the retention of mono and divalent salts was practically equal, around 5%. For the solution of ferric chloride, the retention showed medium values around 16% and 27% for the MT1 and MT2 membranes, respectively. Due to the pore size presented and transmembrane pressure applied on permeation tests, the MT1 and MT2 membranes may be used in nanofiltration processes.

Este trabalho teve por objetivo a preparação e caracterização de membranas de polissulfona (PSU) e a imobilização da enzima lipase nestes filmes, para a produção de membranas enantiosseletivas, visando utilização futura em separação de misturas quirais. Membranas de PSU foram preparadas pelo processo de inversão de fase, utilizando clorofórmio como solvente e água como agente coagulante para a inversão. Foram preparadas membranas com diferentes espessuras e os seguintes parâmetros para a inversão de fase foram definidos: concentração das soluções, tempo de evaporação do solvente, secagem e tratamento térmico. As membranas foram caracterizadas, visando a utilização em processo de eletrodiálise (ED) e imobilização da enzima lipase PS. Para a imobilização foi utilizado o glutaraldeído como agente bifuncional para ligação da enzima ao polímero. Na imobilização foram determinados os parâmetros cinéticos velocidade máxima (Vmáx) e constante de Michaelis-Menten (Km), a quantidade de enzima imobilizada nas membranas pelo método de Bradford e a atividade da enzima livre e imobilizada através da hidrólise do acetato de p-nitrofenila (PNPA). As membranas de PSU preparadas por inversão são hidrofóbicas, e apresentaram características de permesseletividade e capacidade de troca iônica inferiores às apresentadas pelas membranas comerciais Selemion®; CMT e CMV e resistência elétrica superior à destas membranas. O diâmetro dos poros nas membranas é menor que 100 nm. . A quantidade máxima de enzima imobilizada foi de 2,35 mg .g-1 de polímero em 18 horas de imobilização com um rendimento de 61,2%. A atividade da enzima decai após a imobilização, de 14780 U.g-1 (enzima livre) para 1184 U.g-1 (enzima imobilizada). / Preparation and characterization of polysulfone (PSU) membranes and the immobilization of lipase enzyme in these membranes to produce enantioselective membranes, in order to separate chiral compounds, is the subject of the present work. PSU membranes were prepared by phase inversion, using chloroform as solvent and water as nonsolvent. Membranes with different thickness were prepared and phase inversion parameters such as (solution concentrations, solvent evaporation time, drying and thermal treatment) were investigated. Membranes were characterized, in order to use them in electrodialysis process (ED) and in the lipase PS enzyme immobilization. For immobilization, bifunctional agent glutaraldehyde was used to link the enzyme to the polymer. On immobilization, the kinetic constants (Km e Vmax), the amount of immobilized enzyme with Bradford method and the activity of free and immobilized enzyme with p-nitrophenyl acetate (PNPA) hydrolysis, were determined. PSU membranes prepared by phase inversion are hydrophobic and, when compared with Selemion®; CMT and CMV commercial membranes, present lower permeselectivity, lower ion exchange capability and higher resistance. Membranes pore diameter is lower than 100 nm. The maximum amount of immobilized enzyme in the membranes reached 2.35 mg per gram of polymer after 18 hours of immobilization with a 61,2% yield . Enzyme activity decays after immobilization , from 14780 U.g-1 (free enzyme) to 1184 U.g-1 (immobilized enzyme).

O óleo essencial de orégano (OEO), devido à presença de compostos fenólicos na sua composição, como o carvacrol e timol, pode ser considerado um potencial agente antioxidante e antimicrobiano. Nos últimos anos há um crescente interesse na utilização desse óleo com a finalidade de reduzir ou substituir antioxidantes e conservantes sintéticos, os quais são amplamente utilizados na indústria de alimentos. Entretanto, o emprego direto de óleos essenciais em alimentos enfrenta alguns desafios tecnológicos, como sua baixa estabilidade durante a armazenagem e a dificuldade de incorporação devido ao seu caráter hidrofóbico. Portanto, a encapsulação do OEO em sistemas nanoemulsionados é uma alternativa para contornar tais problemas. Esta Tese teve como principal objetivo a produção e a caracterização de nanoemulsões encapsulando OEO para avaliar a atividade antioxidante e ação antibacteriana, para Staphylococcus aureus e Escherichia coli, in vitro e em patê de frango, sendo que este produto cárneo é considerado um alimento favorável para a multiplicação de micro-organismos e também é suscetível a oxidação lipídica e proteica durante o armazenamento. Foram produzidas nanoemulsões contendo 3,25 % (NA-3,25) e 5 % (NA-5) de OEO, as quais foram obtidas pelo método de temperatura de inversão de fases, com diâmetros reduzidos de gota (25,5±0,21 e 42,4±1,7 nm). Ambas as nanoemulsões apresentaram-se estáveis em relação ao seu tamanho médio durante 90 dias de armazenamento, o que viabilizou avaliar a atividade antimicrobiana e antioxidante das nanoemulsões in vitro e no patê de frango. O patê de frango produzido foi submetido a 5 tratamentos, com a finalidade de avaliar a estabilidade físicoquímica durante o armazenamento: T 1-sem antioxidantes e conservantes, T 2- 0,06 % (m/m) OEO não-emulsionado, T3- 6 % (m/m) das nanoemulsões NA-3,25, T4- 1,2 % (m/m) das nanoemulsões NA-5 e T5- BHT e nitrito de sódio. Os parâmetros de cor determinados durante o armazenamento mostram que em todos os tratamentos ocorreu descoloração. Entretanto, essa alteração de cor não foi observada pelos provadores durante a análise sensorial. Também foi possível observar durante o armazenamento do patê de frango que todos os tratamentos sofreram oxidação proteica, e portanto, o OEO livre e nanoemulsionado, bem como o antioxidante sintético BHT, não foram eficientes em inibir a oxidação das proteínas. As análises de oxidação lipídica mostraram que as nanoemulsões apresentaram maior ação antioxidante do que o OEO livre e o antioxidante sintético BHT e a análise sensorial do patê de frango indicou que o OEO nanoemulsionado e livre, nas concentrações empregadas neste estudo, 0,06 % e 0,2 % (m /m), afetaram as propriedades sensoriais de odor e sabor do produto cárneo em estudo. Portanto, a ação antibacteriana e antioxidante das nanoemulsões indicou que o OEO nanoemulsionado pode ser um potencial substituto aos conservantes e antioxidantes sintético utilizados na indústria de produtos cárneos. / Oregano essential oil (OEO) can be considered a potential antioxidant and antimicrobial agent due to the presence of phenolic compounds, such as carvacrol and thymol. In recent years, there has been growing interest in using this oil to reduce or replace artificial antioxidants and synthetic preservatives, which are widely used in the food industry. However, the direct incorporation of essential oils in food faces some technological challenges, such as low storage stability (due to high volatility of some compounds) and the difficulty of incorporation, as they are hydrophobic. Therefore, the encapsulation of OEO in nanodispersions can be an alternative to overcome these drawbacks. The main objective of this Thesis was the production and characterization of nanoemulsions encapsulating OEO to evaluate their antioxidant activity and antibacterial action, for Staphylococcus aureus and Escherichia coli, in vitro and in chicken pate, being that this meat product is considered a favorable food for the multiplication of microorganisms and is also susceptible to lipid and protein oxidation during storage. The nanoemulsions were produced with 3,25% (NA-3.25) and 5% (NA-5) OEO (m/m), obtained by the phase inversion temperature method and presented reduced droplet sizes (25.5 ± 0.12 and 42.4 ± 1.7 nm). Both nanoemulsions presented kinetic stability during 90 days of storage, which made it possible to evaluate the antimicrobial and antioxidant activity of nanoemulsions in vitro and in chicken pâté. The chicken pâté was submitted to 5 treatments, with the purpose of evaluating the physical-chemical stability of each treatment during storage: T1- without antioxidants and preservatives, T 2- 0.06 % (w / w) free OEO, T3 - 6 % (w / w) NA-3.5, T4- 1.2% (w / w) NA-5 and T5: BHT and sodium nitrite. Color parameters determined during storage show that all treatments were discolored, however, this color change was not observed by the panelists during the sensory analysis. The lipid oxidation reactions showed that the nanoemulsions presented higher antioxidant action than free OEO and synthetic antioxidant, BHT and the sensorial analysis of the chicken pâté indicated that the nanoemulsions and the free OEO, in the concentrations used in this study, 0.06% and 0.2 % (w / w), affected the odor and flavor properties of the meat product. Therefore, the antibacterial and antioxidant action of nanoemulsions indicated that nanoemulsified OEO may be a potential substitute for the preservatives and antioxidants synthetic used in the meat products industry.

A busca por tecnologias cada vez mais eficazes no tratamento de águas e efluentes fez com que o desenvolvimento de membranas desempenhasse um papel importante nos processos de separação. A nanofiltração apresenta-se como uma tecnologia promissora para remoção de sais multivalentes em soluções aquosas. O preparo de membranas poliméricas pela técnica de inversão de fases permite a obtenção de estruturas distintas. Neste estudo avaliou-se o uso de diferentes não-solventes no preparo de membranas de poli(fluoreto de vinilideno) pelo método de inversão de fases, quanto às características estruturais e propriedades funcionais. Foram utilizados como não-solventes: água destilada, solução de dodecil sulfato de sódio e etanol/água, resultando nas membranas denominadas MT1, MT2 e MT3, respectivamente. O uso de um surfactante aniônico, como o dodecil sulfato de sódio, no preparo de membranas de poli(fluoreto de vinilideno) apresenta-se como uma inovação tecnológica. O uso de diferentes não-solventes alterou a taxa de precipitação do polímero, o que ocasionou alterações na estrutura química, morfológica, cristalina e nas propriedades de transporte das membranas. Análises de microscopia eletrônica de varredura e porosimetria de deslocamento líquido-líquido mostraram a obtenção de estruturas assimétricas, com poros na ordem de 1-2 nm para as membranas MT1 e MT2, e estrutura simétrica, com alta porosidade, para a membrana MT3. A análise de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier mostrou a presença das fases cristalina α e β nas três membranas e no polímero. Análise termogravimétrica realizada em atmosfera inerte apresentou massa residual em torno de 20-30 % referente ao material carbonáceo, o qual foi eliminado com a utilização de atmosfera oxidante na análise. Os valores de cristalinidade aparente, do polímero e das membranas, apresentaram grandes variações quando determinados pela técnica de calorimetria exploratória diferencial, porém quando determinados a partir dos difratogramas obtidos pela técnica de difração de raios X, a variação foi pequena, apresentando valores em torno de 47%. A avaliação da composição química da superfície das membranas, por espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raio X, mostrou que houve variação na quantidade de ligações C-F quando diferentes não-solventes foram utilizados. Essas variações contribuíram para alterações na hidrofobicidade das membranas. As membranas MT1 e MT2 apresentaram características hidrofílicas, com ângulo de contato em torno de 70°, e a membrana MT3 apresentou característica hidrofóbica, com ângulo de contato em torno de 142°. A maior hidrofobicidade da membrana MT3 é resultante da rugosidade superficial e da maior composição relativa de ligações C-F na superfície desta membrana. Ensaios de permeação realizados até a pressão de 20 bar mostraram que a membrana MT2 sofreu maior efeito de compactação e apresentou menor fluxo de permeado. Os ensaios realizados com soluções de cloreto de sódio, de cálcio e férrico mostraram diferentes eficiências de retenção. Para as membranas MT1 e MT2 a retenção de sais mono e divalentes foi praticamente igual, em torno de 5%. Para a solução de cloreto férrico, a retenção apresentou valores médios em torno de 16% e 27% para as membranas MT1 e MT2, respectivamente. Em função do tamanho de poros apresentados e da pressão transmembrana aplicada nos ensaios de permeação, as membranas MT1 e MT2 podem ser utilizadas em processos de nanofiltração. / The search for increasingly efficient technologies in water and effluent treatment made the development of membranes take on an important role in separation processes. The nanofiltration is presented as a promising technology for removal of multivalent salt in aqueous solution. The polymeric membranes preparation by phase inversion technique allows the obtaining of different structures. This study evaluated the use of different nonsolvents in the poly(vinylidene fluoride) membrane preparation, by phase inversion method, on the structural characteristics and functional properties. Were used as nonsolvents: distilled water, solution of sodium dodecyl sulfate and ethanol/water, resulting in the membranes called MT1, MT2 and MT3, respectively. Use of an anionic surfactant, like as sodium dodecyl sulfate, in the preparation of poly(vinylidene fluoride) membranes is presented as a technological innovation. The use of different non-solvents changed the rate of polymer precipitation which caused changes in chemical, morphology and crystalline structures, and transport properties of the membranes. Scanning electron microscopy and liquid-liquid displacement porosimetry analysis showed asymmetric structures, with pores on the order of 1-2 nm for the MT1 and MT2 membrane, and symmetrical structure, with a high porosity for MT3 membrane. The analysis by Fourier transform infrared spectroscopy showed the presence of α and β crystalline phases in the three membranes and in the polymer. Thermogravimetric analysis carried out in an inert atmosphere showed residual mass around 20-30% from the carbonaceous material, which was eliminated with the use of an oxidizing atmosphere in the analysis. The values of apparent crystallinity of the polymer and the membranes showed large variations, by differential scanning calorimetry technique, but when determined from the diffractograms obtained by X-ray diffraction technique, the variation was small, showed values around 47%. The evaluates of the membranes chemical surface composition by X-ray photoelectron spectroscopy showed that there was variation in the amount of C-F bonds, where different non-solvents were used. These variations contributed to changes in membranes hydrophobicity. The MT1 and MT2 membranes showed hydrophilic characteristics with contact angle around 70°, and the MT3 membrane showed hydrophobicity characteristics with contact angle around 142°. The highest hydrofobicity of the MT3 membrane is result of the surface roughness and the relative composition of CF bonds on this membrane surface. Permeation tests performed until a pressure of 20 bar, it was found that the MT2 membrane has a greater effect compression and showed a lower permeate flux. Tests conducted with solutions of sodium, calcium and ferric chloride showed different retention efficiencies. For MT1 and MT2 membranes the retention of mono and divalent salts was practically equal, around 5%. For the solution of ferric chloride, the retention showed medium values around 16% and 27% for the MT1 and MT2 membranes, respectively. Due to the pore size presented and transmembrane pressure applied on permeation tests, the MT1 and MT2 membranes may be used in nanofiltration processes.

As doenças transmitidas por mosquitos representam uma das maiores causas de morbidade e mortalidade em todo o mundo, principalmente em países tropicais. O uso tópico de repelentes em determinadas situações torna-se a única alternativa para evitar o ataque por estes artrópodes. Os óleos de andiroba (Carapa guianensis) e copaíba (Copaifera sp.) possuem relatos de atividade repelente de insetos, podendo representar uma alternativa segura ao uso de repelentes sintéticos que apresentam riscos de toxidade em determinados casos. O objetivo desta pesquisa foi desenvolver nanoemulsões O/A, utilizando como fase oleosa os óleos de copaíba e andiroba, e testar in vivo a atividade repelente das mesmas frente ao mosquito Aedes aegypti, realizando um estudo comparativo com repelente comercial a base de DEET. Ensaios para avaliar os parâmetros físico-quimicos envolvidos no processo de obtenção das nanoemulsões, e estudos de sua estabilidade preliminar, também foram realizados. Os resultados apontam a viabilidade do método de emulsificação utilizando baixa energia na formação de nanoemulsões. A temperatura, velocidade de agitação, ordem de adição dos componentes e quantidade de tensoativo na formulação, demonstraram ser fatores críticos no processo. Foi possível obter três nanoemulsões estáveis com tamanho de glóbulos inferior a 300nm, sendo uma com 15% de óleo de andiroba; outra contendo 10% de óleo de copaíba e a terceira associando 10% de andiroba e 5% de copaíba. No ensaio repelente utilizando voluntários humanos, foi constatado que as nanoemulsões compostas de óleo de andiroba e óleo de andiroba adicionado de óleo de copaíba são capazes de repelir mosquitos Aedes aegypti por um período de 30 minutos, sendo estes resultados estatisticamente significativos em relação ao grupo controle. / Mosquito-borne diseases remain a major source of illness and death worldwide, particularly in tropical countries. Mosquito repellents may be one of the most effective tools for protecting humans from vector-borne diseases. In many circumstances, applying repellent to the skin may be the only feasible way to protect against insect bites. The oils from andiroba (Carapa guianensis seed oil) and copaíba (Copaifera oil) have been studied as possible mosquito repellents. These products can be represents a safe alternative in the use of synthetic repellent, that have toxic risks in some cases. The goals of this research were to development O/A nanoemulsion using andiroba seed oil and copaíba oil and test their repellent action in vivo against bites Aedes aegypti. This study compares the repel effectiveness of nanoemulsions developed in relation to the market product of DEET. Assays to evaluate the parameters involved physicist-chemistries in the process of attainment of the nanoemulsions, and studies of its preliminary stability, had been also carried through. The results showed viability of the emulsification method using low energy in the formation of nanoemulsions. The temperature, speed of agitation, order of addition of the components and amount of surfactant in the formulation, had demonstrated to be critical factors in the process. In this study, it was possible get three stable nanoemulsion with droplets size less than 300nm, using: 15% andiroba seed oil; 10% copaiba oil and mix of andiroba seed oil (10%) and copaíba oil (5%). The repellent test with human voluntaries proves that nanoemulsions with andiroba seed oil, and the mix of andiroba seed oil and copaiba oil, are able to repel Aedes aegypti for 30 minutes period, witch are statistic signification compared to the control group.

As emulsões múltiplas mostram-se como veículos promissores em várias áreas das ciências cosmética e farmacêutica. O estudo do método de obtenção de emulsões múltiplas em etapa única é ferramenta útil para elucidação de seus aspectos físico-químicos e para viabilizar sua aplicação tecnológica. O objetivo da pesquisa foi desenvolver e caracterizar os aspectos físico-químicos do processo de emulsificação em etapa única, das emulsões múltiplas A/O/A obtidas e dos tensoativos empregados. Testes preliminares de estabilidade e avaliação do seu perfil de liberação (cafeína) foram realizados. Nanoemulsões foram inicialmente obtidas pela metodologia proposta, resultado de processo de emulsificação por inversão de fases. Suas características físico-químicas foram determinadas (valores de pH, potencial zeta e granulometria) e a influência de aditivos avaliada. Para o desenvolvimento da emulsão múltipla foram realizadas análises qualitativas e quantitativas das variáveis relevantes à composição (tipo de fase oleosa, de tensoativo hidrofílico, valor de EHL, emprego de diagrama ternário) e ao método de emulsificação (temperatura de aquecimento das fases e de emulsificação, ordem de adição e velocidade de agitação). Os estudos das propriedades físico-químicas dos tensoativos e do filme interfacial formado (cloud point, tensão superficial, CMC, reologia interfacial, reologia de fluxo e isotermas de Langmuir) foram primordiais para compreensão dos fenômenos envolvidos e relevantes ao processo de emulsificação proposto. As emulsões múltiplas foram caracterizadas quanto aos aspectos macro e microscópico, granulometria, valores de pH, potencial zeta, viscosidade relativa, perfil reológico e influência da adição de macromoléculas. A temperatura de manipulação e de emulsificação (78±2grausC) foram parâmetros fundamentais para obtenção destes sistemas em etapa única. Seus aspectos macro e microscópico foram extremamente dependentes da temperatura de emulsificação. Os resultados indicam glóbulos múltiplos consideravelmente menores do que os relatados pela literatura. Foi possível observar, no intervalo de temperatura considerado crítico para o processo, valores de tensão superficial/interfacial mínimos. Os resultados de elasticidade superficial sugerem que o comportamento das moléculas de tensoativos, em associação ou não, foi marcadamente influenciado pela temperatura e que o aumento do número de moléculas do tensoativo hidrofólico na superfície foi desfavorável as interações intramoleculares. A isoterma para os tensoativos em associação e em função da temperatura exibiu marcante inflexão para a faixa de temperatura crítica. Este comportamento indica uma dramática alteração na microestrutura do filme interfacial. O processo de encapsulação foi considerado eficiente. Os resultados obtidos indicam que, no atual estágio de desenvolvimento, não foi possível definir um perfil de liberação para a emulsão múltipla em análise. O método de emulsificação escolhido permitiu a obtenção de sistema múltiplo em etapa única, determinado pelas características físico-químicas dos tensoativos empregados, em especial do tensoativo hidrofílico derivado do óleo de rícino e do processo proposto. A formação de emulsões múltiplas anormais não ocasionais ou momentâneas sugere uma combinação dos processos de inversão de fases transicional, influência do emprego de tensoativos não-iônicos etoxilados, e catastrófica, influência da razão entre o volume da fase dispersa e dispersante. As emulsões múltiplas obtidas apresentaram difícil reprodutibilidade microestrutural; entretanto podem ser consideradas estáveis frente às metodologias de avaliação e análise empregadas. / Multiple emulsions are potential vehicles not only for the cosmetic science, but also for the pharmaceutical science. Study the manufacture process of multiple emulsions by one step is a useful tool for understanding their physical-chemistry aspects and making their technological application practicable as well. The goals of this research were to development and characterize the physical chemistry features of the emulsification process by one step, the W/O/W multiple emulsions produced and the surfactants employed. Preliminary stability tests and evaluation of the release profile (caffeine) were carried out. Initially, nano-emulsions were produced by the proposed methodology, resulting from phase inversion emulsification process. Their physical chemistry aspects (pH and zeta potential values and size distribution) and electrolytes addition influence were evaluated. In order to develop the multiple emulsions, noteworthy qualitative and quantitative variables related to the composition (oil phase and hydrophilic surfactant types, HLB values, phase diagram) and to emulsification process (heating and emulsification temperatures, addition order and agitation speed) were analyzed. Analyses of the physical chemistry aspects of the surfactants in solution and their interfacial film (cloud point, surface tension, CMC, interfacial and flux rheology, and Langmuir isotherms) were essential in order to understand the phenomena related to proposed emulsification process. Multiple emulsion analyses (macroscopic, microscopic, size distribution, pH and zeta potential values, relative viscosity, rheological profile and macromolecule addition influence) were carried out. Production and emulsification temperatures (78±2grausC) were fundamental parameters in order to obtain multiple droplets by one step. Their macro and microscopic aspects were completely conditioned by the emulsification temperature. The sizes of the multiple droplets obtained were significantly smaller than those reported in the literature. For the critical temperature range, the minimum surface tension values were reached. Surface elasticity results suggest that the behavior of the surfactant molecules, in association or not, was fundamentally influenced by the temperature. Increasing surfactant molecule moieties on the surface, the intra molecular interactions were misplaced. The Langmuir isotherm as a function of the temperature demonstrated distinctive behavior for the critical temperature range, where the transition phase into solid state and soon afterwards some collapse could be observed. This phenomenon indicated some dramatic alteration of the surface film microstructure. The encapsulation process was regarded as efficient. The release profile studies demonstrated that the dispersed system in analysis was not ready yet for this research stage. The proposed emulsification process was able to produce multiple droplets by one step; moreover this result presented direct influence of the surfactant physical chemistry features, particularly the hydrophilic one, castor oil derivate, and of the methodology employed. The abnormal, non-occasional and non-transitory, multiple emulsion formation suggest a combination of transitional (ethoxylated non ionic surfactant influence), and catastrophic (dispersed/dispersant ratio influence) phase inversion processes. The obtained multiple emulsions presents microstructure aspects were not easily reproducible; however those were regarded stable for the analysis methodology employed.