Orientador: Daniel Barrera-Arellano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-15T08:05:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_MarileneDeMoriMorselli_M.pdf: 5112345 bytes, checksum: 0515b869d93054892980d08c8bb30fd9 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A facilidade de obtenção de micropartículas lipídicas e a possibilidade de produção em escala industrial aumentam o interesse do mercado alimentício de processar este tipo de material. Contudo, estas micropartículas apresentam desvantagens com relação à baixa encapsulação e à expulsão de material de recheio durante a estocagem. Assim, a finalidade deste trabalho foi estudar o comportamento das microcápsulas lipídicas produzidas pelo processo spray chilling utilizando as seguintes misturas em diferentes proporções: ácidos esteárico (AE) e oléico (AO), óleo de soja totalmente hidrogenado (STH) e ácido oléico (AO), álcool cetoestearílico (ACE) e ácido oléico (AO) como materiais de parede (matriz), lecitina de soja como tensoativo e solução de glicose como recheio. O objetivo foi aumentar a eficiência de encapsulação, verificando o efeito da composição e estrutura da matriz lipídica. Para este propósito, foram caracterizadas as matérias-primas lipídicas em composição de ácidos graxos e triacilgliceróis, bem como, as misturas lipídicas avaliadas por calorimetria diferencial de varredura (DSC), teor de gordura sólida (SFC) e curva de isosólidos. Nas micropartículas, foram avaliadas morfologia de superfície e microestrutura, tamanho e distribuição de partícula, quantidade de glicose superficial (não encapsulada), eficiência de encapsulação e perfil de liberação em solução aquosa. As micropartículas apresentaram formas esféricas e rugosas, com diâmetros médios entre 83 e 115 µm. Os resultados de eficiência de encapsulação nas misturas do AE e STH foram acima de 75% e nas misturas do ACE menor que 9%. A liberação do recheio foi avaliada a cada 30 minutos por 2 horas, obtendo-se valores de 28 a 89% ao término deste período para as misturas do AE e STH. Foi observado, nestas misturas, que a liberação de recheio é inversamente proporcional à quantidade de AO na mistura lipídica. Nas misturas do ACE, a liberação foi de 100% (efeito burst). A adição do lipídio líquido (AO) ao lipídio sólido (AE e STH) foi um fator determinante na modificação da cristalização da mistura lipídica, proporcionando uma alta eficiência de encapsulação / Abstract: The ease to obtain lipid microparticles and the possibility of their production in an industrial scale increase the interest of the food market to process this kind of particles. However, these microparticles present disadvantages with regard to low encapsulation and the expulsion of the core material core during storage. Thus, the purpose of this work was to study the behavior of lipid microcapsules produced by the spray chilling process, using the following mixtures in different proportions: stearic acid (SA) and oleic acid (OA), fully hydrogenated soybean oil (FHSO) and oleic acid (OA), cetostearyl alcohol (CEA) and oleic acid (OA) as the wall material (matrix), soy lecithin as surfactant and glucose solution as core. The objective was to increase the encapsulation efficiency, checking the composition effect and the lipid matrix structure. For this purpose, the lipid materials were characterized as to their fatty acids and triacylglycerol composition and the lipid mixtures were evaluated by differencial scanning calorimetry (DSC), solid fat content (SFC) and iso-solid curve. The surface morphology and microstructure were evaluated in the microparticles, as well as the particle size distribution, amount of core on the surface (not encapsulated), the encapsulation efficiency and controlled-release in an aqueous solution. The microparticles showed spherical and wrinkled shape with average diameters between 83 and 115 µm. The results of encapsulation efficiency of the mixtures with SA and FHSO were over 75% and lower than 9% in the mixtures with CEA. The core release was evaluated every 30 minutes for 2 hours obtaining values from 28 to 89% at the end of this period for the mixtures SA and FHSO. It was observed, in these mixtures, that the core release is inversely proportional to the quantity of AO in the lipid mixture. In the CEA mixtures, the core release was above 100% (burst effect). The addition of the liquid lipid (OA) to the solid lipid (SA and FHSO) was a determining factor in the modification of the crystallization of the lipid mixture providing high encapsulation efficiency / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientadores: Priscilla Efraim, Ana Paula Badan Ribeiro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-26T16:56:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_JuliceDutra_D.pdf: 26424877 bytes, checksum: eced1650a81af1c56e7eb7df9b5ca109 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A cristalização de gorduras é um fenômeno complexo que, se controlada, pode ser aplicada em diversos setores das indústrias químicas e de alimentos. Na produção de chocolates, o uso de agentes ativos de nucleação pode se dar pela incorporação de triacilgliceróis de alto ponto de fusão, fundidos ou na forma sólida, à massa de chocolate ou à manteiga de cacau, resultando em um grande número de núcleos de cristalização bem definidos, que consistem na base para a ordenação estrutural do sistema, podendo melhorar e/ou acelerar a etapa de temperagem de chocolates. Baseando-se nestes fatos, o objetivo deste trabalho foi produzir e caracterizar micropartículas lipídicas sólidas (SLM) de óleos totalmente hidrogenados (hardfats) de palma (FHPO), algodão (FHCO), soja (FHSO) e crambe (FHCrO) utilizando a técnica de spray cooling (SC), a fim de se estudar a influência da adição dessas SLM como agentes de nucleação no processo de temperagem de chocolate amargo. As SLM foram produzidas variando-se os parâmetros de processo: temperatura de manutenção dos hardfats (70 a 85 °C), temperatura de solidificação das SLM (0 a 24 °C), diâmetro do atomizador (0,7 e 1 mm) e pressão do ar comprimido de atomização (1,25 a 1,75 kgf/cm2). As SLM produzidas apresentaram polimorfismo ?, formato esférico e diâmetros médios entre 56,12 e 2514,32 ?m, dependendo dos hardfats e das condições de processo utilizadas. A cinética de transição polimórfica das SLM acondicionadas a 25, 35 e 45 °C foi investigada por 141 dias, avaliando-se a configuração visual, o comportamento térmico de fusão e o polimorfismo das SLM. A transição completa das SLM para o polimorfismo de seus respectivos hardfats ocorreu de forma mais rápida no acondicionamento a 45 °C, com transição completa observada nas SLM do FHSO, FHPO e FHCO após 24 h, sem alteração do aspecto visual. Em 35 °C, a transição das SLM do FHPO e FHCO ocorreu após 4 dias e em 25 °C observou-se transição completa apenas nas SLM do FHCO. Para as SLM do FHCrO o polimorfismo ? foi predominante nos tratamentos a 25 e 35 °C e só houve transição polimórfica no tratamento a 45°C após 15 dias. Observou-se redução do tempo da etapa de temperagem de chocolates adicionados de SLM do FHSO com polimorfismo ?, os quais apresentaram tensão de ruptura e cor similares às de chocolates submetidos à temperagem realizada da forma convencional. Os resultados indicam que a técnica de SC é adequada para produção de SLM dos hardfats estudados. Porém, para o uso destas SLM como agentes de cristalização é necessária a indução da transição polimórfica para o polimorfismo mais estável, preferencialmente de forma não estática, para evitar a formação de aglomerados / Abstract: Fats crystallization is a complex phenomenon which, when controlled, can be applied in several chemical and food industries sectors. In chocolate production, the use of nucleating agents can occur by the incorporation of high melting point triglycerides, melted or in solid form. The seeds can be added directly in the chocolate mass or in the cocoa butter, resulting in a large number of well-defined crystallization nuclei, which are the basis for the structural arrangement of the fat crystal network. In this way, the seeds can improve and/or accelerate the chocolate tempering step. Based on these facts, the objective of this research was to produce and to characterize solid lipid microparticles (SLM) from fully hydrogenated oils (hardfats) of palm (FHPO), cottonseed (FHCO), soybean (FHSO) and crambe (FHCrO), using the spray cooling (SC) technique in order to study the influence of the addition of these SLM as nucleating agents in dark chocolate tempering process. The SLM were produced by varying the process parameters: hardfats maintenance temperature (70 to 85 °C), SLM solidification temperature (0 to 24 °C), nozzle diameter (0.7 to 1 mm) and atomiser air pressure (1.25 to 1.75 kgf/cm2). The SLM produced presented ? polymorphism, spherical shape and mean diameter between 56.12 and 2514.32 µm, depending on the hardfats and process conditions used. The polymorphic transition kinetics of SLM stored at 25, 35 and 45 °C was investigated by 141 days evaluating the visual configuration, the thermal melting behavior and the SLM polymorphism. The full transition from SLM to polymorphism of their respective hardfats occurred more quickly at 45 °C, with full transition of SLM observed in the SLM of FHSO, FHPO and FHCO after 24 hours, without altering the visual aspect. At 35 °C, the SLM transition of FHPO and FHCO occurred after 4 days, and at 25 °C the complete transition was observed only in the SLM of FHCO. For SLM of FHCrO, ? polymorphism was predominant in the treatments at 25 and 35 °C and there was only polymorphic transition in the treatment at 45 °C after 15 days. It was observed time reduction on the tempering chocolates steps with the addition of SLM of FHSO with ? polymorphism, which showed similar rupture tension and color to the chocolate subjected to the conventional way of tempering. The results indicate that SC technique is suitable for the SLM production of the studied hardfats. However, for use of these SLM as crystallization agents is required to induce the polymorphic transition for the most stable polymorph, preferably non-static way in order to avoid the agglomerates formation / Doutorado / Tecnologia de Alimentos / Doutora em Tecnologia de Alimentos

Os carreadores micro e nanoparticulados como os lipossomos, nanoparticulas polimericas e microparticulas e nanoparticulas lipidicas solidas sao investigadas por suas vantagens em relacao as formulacoes tradicionais, tais como: liberacao sustentada dos ativos, minimizar efeitos colaterais, aumentar estabilidade fisico-quimica das moleculas labeis, diminuir a toxicidade entre outras. As microparticulas lipidicas solidas produzidas neste trabalho sao compostas de cera de abelha e oleo de cafe verde, este oleo e um produto rico em acidos graxos, esterois, di e triterpenos e tocoferois. Para a producao destas microparticulas foi escolhida a tecnica de spray congealing, que e considerada rapida e ambientalmente correta, uma vez que nao utiliza nenhum tipo de solvente. As misturas fundidas contendo concentracoes determinadas de oleo de cafe verde e cera de abelha foram atomizadas numa camara de resfriamento onde houve a solidificacao e formacao das microparticulas. Foi utilizado um planejamento experimental do tipo Box-Behnken, que auxiliou na avaliacao dos resultados obtidos, verificando a influencia das diversas variaveis do processo. As microparticulas foram caracterizadas por analise termica, microscopia de varredura eletronica, tamanho, atividade fotocatalitica, eficiencia de encapsulacao e estabilidade. A avaliacao das microparticulas mostrou que a concentracao do oleo de cafe verde foi a variavel que mais influenciou no processo. Em concentracoes maiores, este oleo aumenta a viscosidade da mistura fundida atomizada, aumentando o tamanho da particula formada e provocando maiores imperfeicoes em sua superficie, o que foi confirmado por um estudo reologico das misturas de cera de abelhas e oleo de cafe verde. Os tamanhos das microparticulas obtidas em diferentes condicoes de spray congealing variaram de 50 a 140 ?Êm, e estao adequadas para que nao ocorra a sua penetracao cutanea. O estudo de atividade fotocatalitica demonstrou que o oleo de cafe verde microencapsulado apresenta propriedades de protecao antioxidante ao oleo de ricino muito maiores do que o oleo puro. A composicao do oleo de cafe verde em relacao ao acido linoleico, palmitico, oleico e estearico, determinada por cromatografia a gas com espectrometria de massa esta de acordo com o encontrado na literatura. As microparticulas formadas a partir de misturas contendo 40% de oleo de cafe verde apresentaram melhor estabilidade e melhor acao na protecao de outras substancias contra a oxidacao. No teste de estabilidade acelerada, usando o acido linoleico como marcador quimico, as perdas corresponderam a 27, 6 e 3% para as microparticulas encapsuladas com 20, 30 e 40% de oleo de cafe verde, respectivamente. No mesmo teste, a perda de acido linoleico foi de 45% para o oleo nao encapsulado. Os resultados demonstram que a microencapsulacao do oleo de cafe verde pode ser uma excelente alternativa para a protecao deste contra a oxidacao e que o processo de spray congealing, bem como a cera de abelhas foram escolhas adequadas para a sua preparacao. / The micro and nanoparticulate carriers such as liposomes, polymeric nanoparticles and solid lipid nanoparticles and microparticles are investigated for their advantages over traditional formulations such as sustained release of the drugs, minimize side effects, increase physical and chemical stability of labile molecules, decrease toxicity among others. The solid lipid microparticles produced in this work are composed of beeswax and green coffee oil, this oil is a product rich in fatty acids, sterols, tocopherols and di and triterpenes. For the generation of microparticles was chosen spray congealing technique, which is considered fast and environmentally friendly, since it does not use any type of solvent. The molten mixtures containing certain concentrations of green coffee oil and beeswax were atomized in a cooling chamber where there was solidification and formation of microparticles. We used an experimental design like Box-Behnken, who assisted in the evaluation of the results, checking the influence of various process variables. The microparticles were characterized by thermal analysis, scanning electron microscopy, size, photocatalytic activity, encapsulation efficiency and stability. The evaluation of the microparticles showed that the green coffee oil concentration was the variable that most influenced the process. At higher concentrations, this oil increases the viscosity of the molten mixture atomized, increasing the size of the particle formed and causing major imperfections on its surface, which was confirmed by a study of the rheological mixture of beeswax and green coffee oil. The sizes of the microparticles obtained at different spray congealing conditions ranged from 50 to 140 ?Ým, and are not suitable for your skin penetration occurs. The study showed that the photocatalytic activity of green coffee oil microencapsulated has properties antioxidant protection to castor oil much higher than the pure oil. The composition of green coffee oil relative to linoleic, palmitic, oleic and stearic acids, determined by gas chromatography with mass spectrometry is consistent with findings in the literature. The microparticles formed from mixtures containing 40% of green coffee oil showed better stability and better action in protecting other substances from oxidation. In accelerated stability test, using linoleic acid as a chemical marker, the losses amounted to 27, 6 and 3% for the microparticles containing 20, 30 and 40% green coffee oil, respectively. In the same test, the loss of linoleic acid was 45% for the unencapsulated oil. The results show that the microencapsulation of green coffee oil can be an excellent alternative for protection against this oxidation and that the spray congealing process, as well as beeswax were appropriate choices for their preparation.

O beta-caroteno é uma substância lipofílica com características nutricionais importantes, mas devido a sua susceptibilidade à degradação, sua ingestão diária pode ficar comprometida. O sistema de encapsulação em micropartículas lipídicas sólidas pode ser uma alternativa para solucionar essa questão, por possuir a propriedade de liberação controlada do bioativo, que aumenta a biodisponibilidade no organismo humano, entre outras qualidades. Existem questões a serem elucidadas acerca da estrutura, modo de preparo e a aplicabilidade de sistemas de micropartículas lipídicas sólidas, e para isso foram testadas formulações utilizando como lipídio sólido a estearina de palma. O tensoativo utilizado neste trabalho foi o isolado proteico de soja, que foi disperso em água deionizada e submetido a tratamento térmico em diferentes condições de pH. Estas dispersões foram caracterizadas quanto ao potencial zeta, tensão interfacial em contato com a estearina de palma, hidrofobicidade superficial, perfil de aminoácidos, caracterização de frações proteicas por meio de eletroforese (SDS-PAGE), calorimetria diferencial de varredura e difratometria em raios-X. A caracterização físico-química dos sistemas de micropartículas foi realizada através de ensaios de distribuição de tamanho de partícula, potencial zeta e concentração de beta-caroteno. Estes ensaios objetivaram avaliar a viabilidade da aplicação na indústria de alimentos, mais especificamente, de sua incorporação em iogurte. Os iogurtes aplicados de micropartículas lipídicas sólidas encapsulando beta-caroteno foram analisados em termos de colorimetria instrumental, análises de pH, acidez, teor de gordura, proteína, densidade, reologia e avaliação de aceitação sensorial. Os resultados obtidos mostraram a possibilidade de estabilização de sistemas com as dispersões de isolado proteico. As dispersões que obtiveram melhor desempenho foram as submetidas a tratamento térmico em pH 12. Os indicaram alta viabilidade de aplicação, especialmente para os sistemas contendo alfa-tocoferol. / Beta-carotene is a hydrophobic bioactive compound with important nutritional value but its high tendency to degradation can reduce its health benefits related to dietary intake. Encapsulation lipid carriers such as solid lipid microparticles (SLM) are feasible alternatives to solve this issue, for example, by increasing its bioavailability. There are many questions about structure, formulation and procedures to be answered and also about its feasibility of application on food products. Aiming at answering some of those questions, this present study tested palm stearin as a solid lipid for the formulations. Soy protein isolate dispersed in deionized water at pH ranging from 3 to 12 were prepared and tested by zeta potential, surface tension in contact with palm stearin, surface hydrophobicity, aminoacids profile, electrophoresis (SDS-PAGE), differential scanning calorimetry (DSC) and Fourier transform infrared spectroscopy. Physicochemical characterization of the SLM systems loaded with beta-carotene was done by particle size, zeta potential and beta-carotene concentration. Aforesaid studies aimed at improving our understanding about the physicochemical stability of those systems and also at evaluating the viability of their incorporation in stirred yoghurt. Different formulations of yoghurt were manufactured and tested by colorimetric analysis, pH, titratable acidity in lactic acid, lipids and protein concentrations, density, rheology and sensory acceptance trials. The results were significantly positive. For the soy protein isolate analysis, the dispersions produced by thermal treatment under alkaline ph (namely, pH 12) had the best performance. Concerning the SLM systems incorporated in yoghurt, further interesting results were found. Yoghurts produced with SLM added to alpha-tocopherol (alfa-tocopherol:beta-carotene concentrations of 1:2 and 1:1) were significantly better from those without alpha-tocopherol regarding colour stability for the observation period of 25 days. Future extensions may focus on enhancing beta-carotene loads to SLM systems as well as on testing the incorporation of SLM systems (or their adaptations) in other food products, particularly those requiring additional colour intensity.

O beta-caroteno é uma substância lipofílica com características nutricionais importantes, mas devido a sua susceptibilidade à degradação, sua ingestão diária pode ficar comprometida. O sistema de encapsulação em micropartículas lipídicas sólidas pode ser uma alternativa para solucionar essa questão, por possuir a propriedade de liberação controlada do bioativo, que aumenta a biodisponibilidade no organismo humano, entre outras qualidades. Existem questões a serem elucidadas acerca da estrutura, modo de preparo e a aplicabilidade de sistemas de micropartículas lipídicas sólidas, e para isso foram testadas formulações utilizando como lipídio sólido a estearina de palma. O tensoativo utilizado neste trabalho foi o isolado proteico de soja, que foi disperso em água deionizada e submetido a tratamento térmico em diferentes condições de pH. Estas dispersões foram caracterizadas quanto ao potencial zeta, tensão interfacial em contato com a estearina de palma, hidrofobicidade superficial, perfil de aminoácidos, caracterização de frações proteicas por meio de eletroforese (SDS-PAGE), calorimetria diferencial de varredura e difratometria em raios-X. A caracterização físico-química dos sistemas de micropartículas foi realizada através de ensaios de distribuição de tamanho de partícula, potencial zeta e concentração de beta-caroteno. Estes ensaios objetivaram avaliar a viabilidade da aplicação na indústria de alimentos, mais especificamente, de sua incorporação em iogurte. Os iogurtes aplicados de micropartículas lipídicas sólidas encapsulando beta-caroteno foram analisados em termos de colorimetria instrumental, análises de pH, acidez, teor de gordura, proteína, densidade, reologia e avaliação de aceitação sensorial. Os resultados obtidos mostraram a possibilidade de estabilização de sistemas com as dispersões de isolado proteico. As dispersões que obtiveram melhor desempenho foram as submetidas a tratamento térmico em pH 12. Os indicaram alta viabilidade de aplicação, especialmente para os sistemas contendo alfa-tocoferol. / Beta-carotene is a hydrophobic bioactive compound with important nutritional value but its high tendency to degradation can reduce its health benefits related to dietary intake. Encapsulation lipid carriers such as solid lipid microparticles (SLM) are feasible alternatives to solve this issue, for example, by increasing its bioavailability. There are many questions about structure, formulation and procedures to be answered and also about its feasibility of application on food products. Aiming at answering some of those questions, this present study tested palm stearin as a solid lipid for the formulations. Soy protein isolate dispersed in deionized water at pH ranging from 3 to 12 were prepared and tested by zeta potential, surface tension in contact with palm stearin, surface hydrophobicity, aminoacids profile, electrophoresis (SDS-PAGE), differential scanning calorimetry (DSC) and Fourier transform infrared spectroscopy. Physicochemical characterization of the SLM systems loaded with beta-carotene was done by particle size, zeta potential and beta-carotene concentration. Aforesaid studies aimed at improving our understanding about the physicochemical stability of those systems and also at evaluating the viability of their incorporation in stirred yoghurt. Different formulations of yoghurt were manufactured and tested by colorimetric analysis, pH, titratable acidity in lactic acid, lipids and protein concentrations, density, rheology and sensory acceptance trials. The results were significantly positive. For the soy protein isolate analysis, the dispersions produced by thermal treatment under alkaline ph (namely, pH 12) had the best performance. Concerning the SLM systems incorporated in yoghurt, further interesting results were found. Yoghurts produced with SLM added to alpha-tocopherol (alfa-tocopherol:beta-carotene concentrations of 1:2 and 1:1) were significantly better from those without alpha-tocopherol regarding colour stability for the observation period of 25 days. Future extensions may focus on enhancing beta-carotene loads to SLM systems as well as on testing the incorporation of SLM systems (or their adaptations) in other food products, particularly those requiring additional colour intensity.

Le développement de formes à libération prolongée destinées à ladministration pulmonaire est un domaine qui a, jusquà présent, été relativement peu étudié mais pour lequel il y a actuellement un intérêt croissant. Le but de notre travail est de développer une forme destinée à ladministration par inhalation qui libérerait de façon prolongée un agent bronchodilatateur. Dans le cadre de ce travail, les microparticules lipidiques solides (MLS) ont été choisies comme véhicule en vue de lobtention dune libération prolongée. Les MLS présentent en effet de nombreux avantages en termes de coûts de production, de stabilité et de biocompatibilité comparativement à dautres systèmes microparticulaires. Le salbutamol, principe actif ß2-mimétique choisi initialement pour cette étude, nétant pas suffisamment lipophile pour sincorporer de façon efficace dans les MLS, un dérivé plus lipophile du salbutamol, lacétonide de salbutamol (AS) a été synthétisé. Les caractéristiques physico-chimiques de lAS ont été déterminées, sa stabilité a été évaluée et des méthodes de dosage ont été mises au point. Des MLS vierges (non chargées en AS) ont tout dabord été produites après optimisation des paramètres de fabrication en vue dobtenir une taille adéquate pour ladministration par inhalation. Des études de tolérance au niveau pulmonaire effectuées in vivo sur des rats ont montré la biocompatibilité de ces MLS. Lactivité pharmacologique de lAS a été évaluée à la fois par des essais ex vivo de bronchodilatation sur organes isolés ainsi que par des essais daffinité (binding) envers les récepteurs ß1 et ß2-adrénergiques. Ces études nont malheureusement pas permis de conclure avec certitude quant à léventuel effet ß2-mimétique de lAS. Cependant, en raison de son caractère lipophile, lAS sera utilisé comme molécule modèle tout au long du processus de développement. LAS a donc été incorporé dans les MLS et les paramètres de production ont été étudiés et fixés par la méthodologie des plans dexpérience en vue doptimiser le pourcentage de particules possédant un diamètre géométrique convenant à ladministration par inhalation. La concentration en AS naffectant pas de façon significative la taille des MLS, celles-ci pourront être produites en utilisant la concentration en AS désirée. La caractérisation de ces MLS par microscopie électronique a montré que, lorsque la charge théorique initiale augmente, des cristaux dAS sont observés à lextérieur des MLS. Des essais de libération menés in vitro dans un premier temps puis ex vivo (en présence de fragments de poumons de porcs) ont permis de montrer une prolongation de la libération de lAS à partir des MLS comparativement à la libération à partir de mélanges physiques de MLS vierges et dAS. Ces résultats montrent la capacité des MLS possédant une taille pour administration pulmonaire, à libérer de façon prolongée la molécule qui y est incorporée. Cette libération est dautant plus prolongée que la charge en AS diminue. La présence denzymes pulmonaires na cependant pas modifié la cinétique de libération. Des poudres pour inhalation à base de MLS à 5% en AS ont été formulées en utilisant différents excipients porteurs et compétiteurs en différentes concentrations relatives. Les fractions respirables mesurées in vitro sont, dans le meilleur des cas, égales à 15%. Cependant, les MLS à 5% en AS administrées seules ont une fraction respirable proche de 25%. Leurs propriétés découlement savérant acceptables, il peut être envisagé dadministrer les MLS telles quelles en tant que poudre pour inhalation./ The sustained release of drugs for pulmonary delivery is a research field which has been so far rather unexploited but which is currently becoming increasingly attractive. The aim of this research work is to develop a pulmonary delivery system which will be able to sustain the release of a bronchodilator agent. Therefore, solid lipid microparticles (SLMs) were chosen in order to provide a sustained release to its incorporated substance. Indeed, this kind of drug carrier offers many advantages. In comparison with other microparticulate dosage forms, SLMs production costs are relatively low, they are physiologically compatible and their physical stability is well established. Salbutamol, a well-known short-acting ß2-adrenergic receptor agonist, was initially chosen for this study but this molecule proved to be not lipophilic enough to be efficiently incorporated into SLMs. Thats the reason why salbutamol acetonide (SA) was synthetized from salbutamol in order to get a more lipophilic molecule and thereby to increase the incorporation into SLMs. Then, the physico-chemical properties of SA were characterized, its stability was studied and chromatographic assays were developed. Drug free SLMs were produced using manufacturing parameters which were optimized in order to get particles with a suitable range of size for pulmonary administration. Tolerance studies were then carried out in vivo on rats to check SLMs biocompatibility in the respiratory tractus. Ex vivo tests using isolated organs were carried out in order to investigate the bronchodilating activity of SA. The obtained results were completed with a binding study to evaluate the affinity between SA on the one hand and ß1 and ß2-adrenergic receptors on the other hand. Unfortunately those studies didnt allow us to conclude about the possible ß2-mimetic activity of SA. Owing to its lipophilic character, SA will be used all along this research work as a model molecule for the development of SLMs as sustained release system for pulmonary delivery. SA was then incorporated into SLMs: the production parameters were studied using the methodology of experimental design in order to optimize the percentage of particles with a suitable diameter for pulmonary administration. It has been noticed that SA concentration does not affect significantly the particle size. So SLMs can be produced using the pre-established production parameters whatever the desired SA concentration. The characterization of the obtained SLMs-SA by scanning electron microscopy showed especially that SA crystals appear outside of the particles when the theoretical drug loading increases. Drug release studies were carried out both in vitro and ex vivo i.e. using fragments of porcine pulmonary tissues. These studies showed that SA release from SLMs is sustained in comparison with SA release from physical mixtures of drug free SLMs and SA. The obtained results tend to prove that produced SLMs are suitable carriers in order to get a sustained release of the incorporated substance. It has also been noticed that the release rate increases when the drug loading increases. Concerning the ex vivo studies, it may be concluded that the presence of pulmonary enzymes does not modify SA release profiles. Inhalation powders containing SLMs with 5% SA were finally developed using different carrier excipients and ternary agents at different relative concentrations. Respirable fractions were determined in vitro and proved to be at best equal to 15%. However, SLMs 5% SA have also been administered alone without any additional excipients. In this case, the obtained respirable fraction is close to 25%. Seeing that the flowability of SLMs 5% SA appeared to be acceptable, they could be administered just as they are as inhalation powder.

Orientadores: Carlos Raimundo Ferreira Grosso / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-10T13:38:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leonel_AldaJusceline_M.pdf: 1114899 bytes, checksum: 0e2498fa7d8941ce552ac5eced6c86a2 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Apesar de micropartículas lipídicas possuírem vantagens, como baixa toxicidade e não utilizarem solventes orgânicos em sua produção, elas apresentam alguns inconvenientes como a baixa capacidade de encapsulação do recheio e a possibilidade de expulsão do material de recheio encapsulado durante o armazenamento. Este trabalho teve como objetivo estudar a formação e a estabilidade de micropartículas de lipídios preparadas por spray cooling compostas por ácidos graxos (esteárico e oléico) e gordura vegetal hidrogenada como matriz, lecitina de soja como tensoativo e solução de glicose como material de recheio. Foram avaliados morfologia de superfície, tamanho de partícula, quantidade de recheio encapsulada e não encapsulada (superficial) e comportamento de liberação do recheio em solução aquosa. Para o estudo da estabilidade, medidas da retenção do recheio ao longo do tempo em temperatura controlada, medidas de difração de raios-X (0, 7, 14, 21 e 28 dias) e medidas calorimétricas (tempo zero) foram efetuadas. Valores de eficiência de encapsulação foram superiores a 70%, e as maiores quantidades de glicose não encapsulada foram encontradas nas formulações nas quais foram adicionadas maiores quantidades de recheio. A liberação do recheio também apresentou correlação com a quantidade de recheio utilizado, onde menores quantidades de recheio foram mais bem retidas. Os diâmetros médios das micropartículas situaram-se entre 25 e 32 µm, e as partículas apresentaram paredes rugosas porém contínuas. No estudo da estabilidade, as formulações com maiores quantidades de recheio (solução de glicose 80%) ou sem a adição de tensoativo (solução de glicose 40%, sem lecitina) apresentaram, na quantidade de glicose superficial, 18 e 56% de recheio não encapsulado no último dia de análise, respectivamente, sendo significativamente diferente das outras duas formulações, uma com solução de glicose 60% e outra com solução de glicose 40%, que apresentaram resultados de 5% e 2% no último dia de análise. Os resultados de difração de raios-X não apresentaram alterações ao longo dos 28 dias de estudo e os resultados de DSC foram semelhantes no tempo zero entre as diferentes formulações estudadas. A utilização da mesma matriz lipídica nas formulações parece responsável pelos resultados da difração de raios-X e calorimétricos obtidos / Abstract: Although lipid microparticles have advantages, just as low toxicity and no use of organic solvents in their production, they present some incovenients, as low capacity of encapsulation of core material and the expulsion of encapsulated core during its storage. The aim of this work was to study the formation and the stability of lipid microparticles prepared by spray cooling, composed by fatty acids (stearic and oleic) and hydrogenated vegetable fat as matrix, soya lecithin as surfactant and glucose solution as core material. For this propose, surface morphology, particle size, no encapsulated (surficial) core measure, total encapsulated core material and core release behavior in aqueous solution were evaluated. The stability study was evaluated with measures of core retention along of the time in controlled temperature, X-ray diffraction measurements (0, 7, 14, 21 and 28 days) and calorimetric measurements (zero time). The efficiency of encapsulation was above 70% and the biggest amounts of glucose no encapsulated were found in the formulations in which were added the biggest amount of core material. Results of release of core material also showed correlation with the amount of core material utilized, where low amount of core material showed better retention. The mean diameters of microparticles remained between 25 and 32 µm and they exhibited rough walls, but continuous. In the stability study, formulations with high amounts of core material (solution of glucose 80%) or without the addition of surfactant (solution of glucose 40%, without lecithin) showed 18 and 56% of no encapsulated core material in the last day of analysis, respectively. This result were significantly different compared with the other two formulations, one with solution of glucose 60% and the other with solution of glucose 40%, that showed results of 5% and 2% of superficial glucose in the last day of analysis. The X-ray diffraction results didn¿t show alterations after 28 days. The DSC results showed similar profile for the formulations studied at zero time. The use of the same lipid materials to produce the microparticles during the stability study may be responsible for X-ray and calorimetric results obtained. / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição

Os carreadores micro e nanoparticulados como os lipossomos, nanoparticulas polimericas e microparticulas e nanoparticulas lipidicas solidas sao investigadas por suas vantagens em relacao as formulacoes tradicionais, tais como: liberacao sustentada dos ativos, minimizar efeitos colaterais, aumentar estabilidade fisico-quimica das moleculas labeis, diminuir a toxicidade entre outras. As microparticulas lipidicas solidas produzidas neste trabalho sao compostas de cera de abelha e oleo de cafe verde, este oleo e um produto rico em acidos graxos, esterois, di e triterpenos e tocoferois. Para a producao destas microparticulas foi escolhida a tecnica de spray congealing, que e considerada rapida e ambientalmente correta, uma vez que nao utiliza nenhum tipo de solvente. As misturas fundidas contendo concentracoes determinadas de oleo de cafe verde e cera de abelha foram atomizadas numa camara de resfriamento onde houve a solidificacao e formacao das microparticulas. Foi utilizado um planejamento experimental do tipo Box-Behnken, que auxiliou na avaliacao dos resultados obtidos, verificando a influencia das diversas variaveis do processo. As microparticulas foram caracterizadas por analise termica, microscopia de varredura eletronica, tamanho, atividade fotocatalitica, eficiencia de encapsulacao e estabilidade. A avaliacao das microparticulas mostrou que a concentracao do oleo de cafe verde foi a variavel que mais influenciou no processo. Em concentracoes maiores, este oleo aumenta a viscosidade da mistura fundida atomizada, aumentando o tamanho da particula formada e provocando maiores imperfeicoes em sua superficie, o que foi confirmado por um estudo reologico das misturas de cera de abelhas e oleo de cafe verde. Os tamanhos das microparticulas obtidas em diferentes condicoes de spray congealing variaram de 50 a 140 ?Êm, e estao adequadas para que nao ocorra a sua penetracao cutanea. O estudo de atividade fotocatalitica demonstrou que o oleo de cafe verde microencapsulado apresenta propriedades de protecao antioxidante ao oleo de ricino muito maiores do que o oleo puro. A composicao do oleo de cafe verde em relacao ao acido linoleico, palmitico, oleico e estearico, determinada por cromatografia a gas com espectrometria de massa esta de acordo com o encontrado na literatura. As microparticulas formadas a partir de misturas contendo 40% de oleo de cafe verde apresentaram melhor estabilidade e melhor acao na protecao de outras substancias contra a oxidacao. No teste de estabilidade acelerada, usando o acido linoleico como marcador quimico, as perdas corresponderam a 27, 6 e 3% para as microparticulas encapsuladas com 20, 30 e 40% de oleo de cafe verde, respectivamente. No mesmo teste, a perda de acido linoleico foi de 45% para o oleo nao encapsulado. Os resultados demonstram que a microencapsulacao do oleo de cafe verde pode ser uma excelente alternativa para a protecao deste contra a oxidacao e que o processo de spray congealing, bem como a cera de abelhas foram escolhas adequadas para a sua preparacao. / The micro and nanoparticulate carriers such as liposomes, polymeric nanoparticles and solid lipid nanoparticles and microparticles are investigated for their advantages over traditional formulations such as sustained release of the drugs, minimize side effects, increase physical and chemical stability of labile molecules, decrease toxicity among others. The solid lipid microparticles produced in this work are composed of beeswax and green coffee oil, this oil is a product rich in fatty acids, sterols, tocopherols and di and triterpenes. For the generation of microparticles was chosen spray congealing technique, which is considered fast and environmentally friendly, since it does not use any type of solvent. The molten mixtures containing certain concentrations of green coffee oil and beeswax were atomized in a cooling chamber where there was solidification and formation of microparticles. We used an experimental design like Box-Behnken, who assisted in the evaluation of the results, checking the influence of various process variables. The microparticles were characterized by thermal analysis, scanning electron microscopy, size, photocatalytic activity, encapsulation efficiency and stability. The evaluation of the microparticles showed that the green coffee oil concentration was the variable that most influenced the process. At higher concentrations, this oil increases the viscosity of the molten mixture atomized, increasing the size of the particle formed and causing major imperfections on its surface, which was confirmed by a study of the rheological mixture of beeswax and green coffee oil. The sizes of the microparticles obtained at different spray congealing conditions ranged from 50 to 140 ?Ým, and are not suitable for your skin penetration occurs. The study showed that the photocatalytic activity of green coffee oil microencapsulated has properties antioxidant protection to castor oil much higher than the pure oil. The composition of green coffee oil relative to linoleic, palmitic, oleic and stearic acids, determined by gas chromatography with mass spectrometry is consistent with findings in the literature. The microparticles formed from mixtures containing 40% of green coffee oil showed better stability and better action in protecting other substances from oxidation. In accelerated stability test, using linoleic acid as a chemical marker, the losses amounted to 27, 6 and 3% for the microparticles containing 20, 30 and 40% green coffee oil, respectively. In the same test, the loss of linoleic acid was 45% for the unencapsulated oil. The results show that the microencapsulation of green coffee oil can be an excellent alternative for protection against this oxidation and that the spray congealing process, as well as beeswax were appropriate choices for their preparation.

Orientador: Míriam Dupas Hubinger / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-24T20:09:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Consoli_Larissa_M.pdf: 32030703 bytes, checksum: 03d005ea2ebe3bbcf9a246d82a8d00a2 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Os compostos fenólicos são conhecidos por suas propriedades antioxidantes, mas podem apresentar susceptibilidade a fatores como oxigênio e luz, perdendo estas propriedades. A microencapsulação pode ser uma alternativa para a proteção destes compostos. A técnica de spray chilling apresenta vantagens como custo relativamente baixo e possibilidade de ampliação de escala. Este trabalho teve como objetivo a aplicação da tecnologia spray chilling à microencapsulação de compostos fenólicos, utilizando ácido gálico como composto fenólico modelo. Misturas de óleo de soja (OS) e óleo de soja totalmente hidrogenado (OSTH) (com proporções de 20 a 90 % de OSTH) foram avaliadas como materiais de parede. Os lipídios foram caracterizados quanto à composição em ácidos graxos, comportamento térmico por calorimetria de varredura diferencial (DSC) e isoterma de cristalização. Avaliou-se a capacidade de formação de partículas de cada mistura através da atomização em spray chilling. O ácido gálico (solução aquosa a 6 % g/g e 60 °C) foi disperso nas misturas lipídicas com o emulsificante PGPR (polirricinoleato de poliglicerol) para formação de emulsões, preparadas com 4 % de emulsificante (em relação à massa lipídica) e 4 minutos de agitação a 9.500 rpm. As micropartículas foram produzidas variando-se a proporção OSTH : OS (60:40, 70:30, 80:20 e 90:10) e a razão MP:MR (material de parede e material de recheio ¿ 70:30 e 80:20), com os seguintes parâmetros: diâmetro do bico atomizador de 0,7 mm, vazão do ar de resfriamento e do ar no bico atomizador, de 35.000 L/h e 667 L/h, respectivamente. A vazão de alimentação da emulsão foi de 0,530 L/h. Foram obtidas micropartículas com eficiências de encapsulação variando de 54,14 ± 2,82 (%) até 101,83 ± 6,74 (%). Maiores proporções de OSTH na mistura lipídica e a menor razão MP : MR influenciaram no aumento da eficiência de encapsulação. Os diâmetros médios variaram de 23,91 ± 1,60 µm a 35,98 ± 2,17 µm e apresentarem oscilação pequena em função das variáveis. A morfologia mostrou partículas de forma esférica e superfície lisa, com presença de cristais e alguns aglomerados de partículas menores. Avaliou-se a estabilidade de duas formulações por 28 dias armazenadas a 5 e 25 °C. A estocagem refrigerada conferiu melhores características de liberação do recheio no meio aquoso e evitou a formação de aglomerados de partículas / Abstract: Phenolic compounds are known for their antioxidant properties, but they may exhibit susceptibility to factors such as oxygen and light, which may cause them to lose these properties. Microencapsulation can be an alternative for the protection of these compounds. The spray chilling technique presents advantages such as relatively low cost and the possibility of scaling-up. This work presented aimed the implementation of the spray chilling technique for the microencapsulation of phenolic compounds, using gallic acid as a model phenolic compound. Blends of soybean oil (SO) with fully hydrogenated soybean oil (FHSO) (in proportions from 20 up to 90% of FHSO) were assessed as wall materials. Lipids were characterized for fatty acid composition, thermal behavior by differential scanning calorimetry (DSC) and isothermal crystallization. The particle-forming ability of each blend was evaluated by atomization in spray chilling. Gallic acid (aqueous solution at 6 % wt/wt - 60 °C) was dispersed in the lipid blends with the emulsifier PGPR (polyglycerol polyricinoleate) for forming emulsions, which were prepared with 4 % of emulsifier (relative to mass of lipid) and stirred for 4 minutes at 9500 rpm. Production of microparticles were made varying the proportion FHSO : OS (60:40 , 70:30 , 80:20 and 90:10) and the ratio WM : CM (wall material to core material - 70:30 and 80:20 ), with the following parameters: diameter of the atomizer nozzle 0.7 mm, cooling air flow and atomizing air flow rates were, respectively, 35,000 L/h and 667 L/h. The feed flow rate of the emulsion was 0.530 L/h. Encapsulation efficiencies of microparticles ranged from 54.14 ± 2.82 (%) to 101.83 ± 6.74 (%). Higher proportions of FHSO in the lipid mixture and the smallest ratio WM : CM led to greater encapsulation efficiencies. The average diameters ranged from 23.91 ± 1.60 µm to 35.98 ± 2.17 µm and presented small variation in function of the variables. The morphology showed particles of spherical shape and smooth surface with some crystals and agglomerates of smaller particles. The stability of two formulations was evaluated over 28 days under different storage temperatures (5 and 25 °C). Storage under refrigeration gave the best release characteristics in aqueous media and prevented the formation of particle agglomerates / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestra em Engenharia de Alimentos

Orientador: Carlos Raimundo Ferreira Grosso / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-25T11:21:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnayaFernandez_SilviaCristina_M.pdf: 2061655 bytes, checksum: 298bb14374c8c4e430d6af745191e686 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Apesar da facilidade da produção e da possibilidade de fabricação em escala industrial, as micropartículas lipídicas apresentam desvantagens como a baixa capacidade de encapsula-ção e a possibilidade de expulsão do material de recheio durante o armazenamento. Foram propostas micropartículas lipídicas contendo lipídios sólidos e líquidos como mate-riais de parede com o objetivo de minimizar a expulsão do material de recheio. Desta forma o presente trabalho teve como finalidade estudar a formação de microcápsulas lipídicas produzidas pelo processo Spray Cooling, compostas por misturas, em diferentes proporções de ácido oleico, linolênico e cera de carnaúba como matriz, lecitina de soja como surfactante e solução de glicose e glicose sólida como materiais de recheio. O objetivo foi aumentar a eficiência de encapsulação, avaliando e verificando o efeito da composição e estrutura da matriz lipídica, testando o comportamento da partícula com a inclusão de um novo compo-nente na matriz lipídica como é a cera de carnaúba. Nas micropartículas foram avaliadas a morfologia de superfície e microestrutura por microscopia eletrônica de varredura, tamanho e distribuição de partícula, quantidade de glicose superficial (não encapsulada), eficiência de encapsulação e comportamento de liberação do recheio em solução aquosa. As micro-partículas apresentaram formas esféricas com paredes rugosas, os diâmetros médios situa-ram-se numa faixa de 36 e 58 µm. Os resultados de eficiência de encapsulação nas misturas com a glicose em solução encontraram-se numa faixa de 52 a 62%, e nas misturas contendo o recheio sólido os valores de eficiência de encapsulação situaram-se numa faixa de 54 a 66%. As maiores quantidades de glicose superficial foram encontradas nas formulações nas quais foram adicionadas quantidades de recheio sólido. A liberação do recheio foi avaliada a cada 30 minutos durante 2 horas, observando-se que nos primeiros 30 minutos, as formu-lações que continham a glicose sólida apresentaram valores acima de 86% (efeito burst), enquanto que a liberação do recheio nas misturas contendo a glicose em solução apresentou valores de 22 a 72%. Ao término desse período, nestas misturas foi observado que a libera-ção de recheio ocorreu progressivamente. A utilização da matriz lipídica nas formulações parece responsável pelos resultados, considerando que a adição do lipídio liquido à cera de carnaúba foi um fator determinante na modificação da cristalização da mistura lipídica pro-porcionando uma melhoria na eficiência de encapsulação destas partículas / Abstract: The manufacturing and large scale production of micro particles is easy; however these products show some disadvantages such as poor encapsulation and deficient core material expulsion during storage. To avoid this problem the use of nanostructured lipids have been proposed with the purpose of minimizing the expulsion of core material. This work was conducted to study the formation of lipid microcapsules, produced during spray cooling, from mixtures which contained different proportions of: oleic acid and carnauba wax as matrices, soybean lecithin as a surfactant and glucose solution and solid glucose as core materials. The objective of this study was to increase the efficiency of encapsulation by assessing and verifying the effect of composition and structure of the lipid matrix. The per-formance was evaluated with the addition of a new compound, carnauba wax, in the lipid matrix. In the micro particles the following variables were assessed: superficial morphology and microstructure by electron microscopy, size and particle distribution, amount of super-ficial glucose (not encapsulated), efficiency of encapsulation and performance of releasing core material in an aqueous solution. The micro particles showed spherical shapes with rough walls, the average diameters varied from 36 and 58 µm. Results of encapsulation efficiency were from 52 - 62% for mixtures of glucose solution and from 54 - 66% for mix-tures with solid core. More superficial glucose quantities were found in formulations in which solid cores were added. Core releasing was assessed every 30 minutes during 2 hours; during the first 30 minutes, the formulations containing solid glucose showed values > 86% (burst effect) while the releasing of core material from mixtures containing glucose solution varied from 22-72% where the release increased progressively during this time. The use of a lipid matrix in the formulations may be responsible for these results because the addition of a liquid lipid (AO) to carnauba wax was a crucial factor in the crystallization modification of the lipid mixture providing reasonable encapsulation efficiency / Mestrado / Consumo e Qualidade de Alimentos / Mestra em Alimentos e Nutrição