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Obtenção de produtos a partir das folhas de Copaifera langsdorffii Desf.: otimização da extração e secagem em spray dryer utilizando planejamentos experimentais / Obtainment of products from Copaifera langsdorffii Desf. leaves: extraction and spray drying optimization by experimental designsCosta-Machado, Ana Rita de Mello 08 December 2011 (has links)
A planta brasileira Copaifera sp. é uma árvore cujo óleo é tradicionalmente utilizado pela população principalmente como antiinflamatório, analgésico e relaxante muscular justificando o grande interesse científico em seu estudo. Entretanto, estudos tecnológicos, fitoquímicos e biológicos sobre suas folhas são escassos. Assim, este trabalho propôs estudar e otimizar o processo extrativo a partir das folhas de Copaifera langsdorffii Desf., além de determinar as melhores condições de secagem em spray dryer, já que formas farmacêuticas sólidas são mais interessantes do ponto de vista mercadológico e farmacotécnico e ambas as estapas são fundamentais para o desenvolvimento de um futuro medicamento fitoterápico. As condições ótimas de extração e secagem em spray dryer foram obtidas através de diversos planejamentos experimentais como o planejamento Box-Behnken, a inclinação ascendente e a função desejabilidade. Para obtenção do extrato líquido através do processo de maceração dinâmica, objetivou-se maximizar as seguintes respostas: teor de sólidos solúveis e flavonóides totais e dos marcadores químicos, quercetrina e afzelina. As condições ótimas de extração encontradas foram: massa de planta de 41 g, proporção etanol/ água de 79°GL, tempo de extração de 1 h, temperatura de extração de 25°C e velocidade de agitação de 600 rpm. No estudo do processo de secagem em spray dryer, foi realizado inicialmente um teste preliminar onde oito diferentes excipientes disponíveis foram estudados quanto às caracterísitcas físico-químicas entre elas fluidez, compactação e degradação dos marcadores químicos. As condições do equipamento foram: bico atomizador duplo fluido pneumático com orifício de abertura de 1,2 mm que operou com vazão de ar de 40 L/min e pressão de 5,0 bar; vazão do gás de secagem de 0,6 m3/min; temperatura de saída (Ts) de 80°C e fluxo da amostra (Ws) de 5,0 g/min. A proporção sólidos do extrato líquido de C. langsdoffii: excipiente foi de 3:1. Entre os excipientes estudados, o manitol foi o que forneceu o extrato seco de C. langsdorffii com melhores características físicas e físico-químicas e, por isso foi utilizado no estudo seguinte, o planejamento Box-Behnken cujas variáveis estudadas foram concentração da amostra (Cs), fluxo da amostra (Ws) e temperatura de saída (Ts). Foram avaliadas nove respostas das quais: densidade compactada, ângulo de repouso, índice de Carr, umidade absorvida, rendimento, eficiência de secagem, degradação de flavonóides totais, quercetrina e afzelina. Para obter a condição de secagem em que as nove respostas apresentassem valores satisfatórios, utilizou-se a função desejabilidade. Assim, as condições de secagem para se obter o extrato seco de C. langsdorffii com boas características foram: concentração da amostra de 20,7% m/m, fluxo da amostra de 5 g/min e temperatura de saída de 80°C. Como resultado final deste trabalho, obteve-se um extrato líquido de C. langsdorffii otimizado com teores máximos de sólidos solúveis e dos marcadores químicos e um extrato seco com propriedades físicas, físico-químicas e farmacotécnicas adequadas para a obtenção de formas farmacêuticas sólidas. / The Brazilian plant Copaifera sp. is a tree the oil of which is widely used in popular medicine as an anti-inflammatory, analgesic and muscle relaxant, consequently it is the subject of huge scientific interest. However, technological, phytochemical and biological studies regarding its leaves are rare. Thus, this work aimed to study and optimize the extraction process from Copaifera langsdorffii Desf. leaves, as well as to determine the best conditions for the spray drying process, since pharmaceutical solid forms are more marketable and of pharmacotechnical interests, with both steps being fundamental to the development of a future phytomedicine. The best extraction and spray drying conditions were guided by several experimental designs such as the Box-Behnken, the steepest ascent and the desirability function. From liquid extract achievement through dynamic maceration, the purpose was to maximize the following responses: soluble solids and total flavonoids contents and the chemical markers, quercetrin and afzelin contents. The best extraction conditions found were: plant mass of 41 g, ethanol/water proportion of 79°GL, extraction time of 1 h, extraction temperature of 25°C and stirring speed of 600 rpm. In the spray drying study, a preliminary test was accomplished, where eight different excipients were studied with regard to the physicochemical features such as flowability, compaction and chemical marker degradation. The equipment conditions were: a two-fluid pneumatic spray nozzle with an inlet orifice diameter of 1.2 mm that operated on 40 L/min air rate and 5 bar pressure; 0.6 m3/min drying air rate; 80°C outlet temperature (Ts) and 5.0 g/min sample feed rate (Ws). The proportion of C. langsdorffii liquid extract solids content: excipient was 3:1. Among the excipients studied, mannitol provided the best physicochemical feature for C. langsdorffii dried extract, therefore it was used in the following test, the Box-Behnken design, where the studied variables were sample concentration (Cs), sample feed rate (Ws) and outlet temperature (Ts). Nine responses were evaluated: tapped density, angle of repose, Carr index, humidity absorption, yield, drying efficiency, total flavonoids and quercetrin and afzelin degradation. To obtain the drying conditions where the nine responses presented satisfactory values, the desirability function was used. Thus, the drying conditions to obtain a dried extract with good physicochemical features were: sample concentration of 20.7% w/w, sample feed rate of 5.0 g/min and outlet temperature of 80°C. As a final result of this work, an optimized C. langsdorffii liquid extract presenting maximum soluble solids and chemical markers contents and a dried extract presenting the appropriate physical, physicochemical and pharmacotechnical properties to produce pharmaceutical solid forms were obtained.
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Obtenção de produtos a partir das folhas de Copaifera langsdorffii Desf.: otimização da extração e secagem em spray dryer utilizando planejamentos experimentais / Obtainment of products from Copaifera langsdorffii Desf. leaves: extraction and spray drying optimization by experimental designsAna Rita de Mello Costa-Machado 08 December 2011 (has links)
A planta brasileira Copaifera sp. é uma árvore cujo óleo é tradicionalmente utilizado pela população principalmente como antiinflamatório, analgésico e relaxante muscular justificando o grande interesse científico em seu estudo. Entretanto, estudos tecnológicos, fitoquímicos e biológicos sobre suas folhas são escassos. Assim, este trabalho propôs estudar e otimizar o processo extrativo a partir das folhas de Copaifera langsdorffii Desf., além de determinar as melhores condições de secagem em spray dryer, já que formas farmacêuticas sólidas são mais interessantes do ponto de vista mercadológico e farmacotécnico e ambas as estapas são fundamentais para o desenvolvimento de um futuro medicamento fitoterápico. As condições ótimas de extração e secagem em spray dryer foram obtidas através de diversos planejamentos experimentais como o planejamento Box-Behnken, a inclinação ascendente e a função desejabilidade. Para obtenção do extrato líquido através do processo de maceração dinâmica, objetivou-se maximizar as seguintes respostas: teor de sólidos solúveis e flavonóides totais e dos marcadores químicos, quercetrina e afzelina. As condições ótimas de extração encontradas foram: massa de planta de 41 g, proporção etanol/ água de 79°GL, tempo de extração de 1 h, temperatura de extração de 25°C e velocidade de agitação de 600 rpm. No estudo do processo de secagem em spray dryer, foi realizado inicialmente um teste preliminar onde oito diferentes excipientes disponíveis foram estudados quanto às caracterísitcas físico-químicas entre elas fluidez, compactação e degradação dos marcadores químicos. As condições do equipamento foram: bico atomizador duplo fluido pneumático com orifício de abertura de 1,2 mm que operou com vazão de ar de 40 L/min e pressão de 5,0 bar; vazão do gás de secagem de 0,6 m3/min; temperatura de saída (Ts) de 80°C e fluxo da amostra (Ws) de 5,0 g/min. A proporção sólidos do extrato líquido de C. langsdoffii: excipiente foi de 3:1. Entre os excipientes estudados, o manitol foi o que forneceu o extrato seco de C. langsdorffii com melhores características físicas e físico-químicas e, por isso foi utilizado no estudo seguinte, o planejamento Box-Behnken cujas variáveis estudadas foram concentração da amostra (Cs), fluxo da amostra (Ws) e temperatura de saída (Ts). Foram avaliadas nove respostas das quais: densidade compactada, ângulo de repouso, índice de Carr, umidade absorvida, rendimento, eficiência de secagem, degradação de flavonóides totais, quercetrina e afzelina. Para obter a condição de secagem em que as nove respostas apresentassem valores satisfatórios, utilizou-se a função desejabilidade. Assim, as condições de secagem para se obter o extrato seco de C. langsdorffii com boas características foram: concentração da amostra de 20,7% m/m, fluxo da amostra de 5 g/min e temperatura de saída de 80°C. Como resultado final deste trabalho, obteve-se um extrato líquido de C. langsdorffii otimizado com teores máximos de sólidos solúveis e dos marcadores químicos e um extrato seco com propriedades físicas, físico-químicas e farmacotécnicas adequadas para a obtenção de formas farmacêuticas sólidas. / The Brazilian plant Copaifera sp. is a tree the oil of which is widely used in popular medicine as an anti-inflammatory, analgesic and muscle relaxant, consequently it is the subject of huge scientific interest. However, technological, phytochemical and biological studies regarding its leaves are rare. Thus, this work aimed to study and optimize the extraction process from Copaifera langsdorffii Desf. leaves, as well as to determine the best conditions for the spray drying process, since pharmaceutical solid forms are more marketable and of pharmacotechnical interests, with both steps being fundamental to the development of a future phytomedicine. The best extraction and spray drying conditions were guided by several experimental designs such as the Box-Behnken, the steepest ascent and the desirability function. From liquid extract achievement through dynamic maceration, the purpose was to maximize the following responses: soluble solids and total flavonoids contents and the chemical markers, quercetrin and afzelin contents. The best extraction conditions found were: plant mass of 41 g, ethanol/water proportion of 79°GL, extraction time of 1 h, extraction temperature of 25°C and stirring speed of 600 rpm. In the spray drying study, a preliminary test was accomplished, where eight different excipients were studied with regard to the physicochemical features such as flowability, compaction and chemical marker degradation. The equipment conditions were: a two-fluid pneumatic spray nozzle with an inlet orifice diameter of 1.2 mm that operated on 40 L/min air rate and 5 bar pressure; 0.6 m3/min drying air rate; 80°C outlet temperature (Ts) and 5.0 g/min sample feed rate (Ws). The proportion of C. langsdorffii liquid extract solids content: excipient was 3:1. Among the excipients studied, mannitol provided the best physicochemical feature for C. langsdorffii dried extract, therefore it was used in the following test, the Box-Behnken design, where the studied variables were sample concentration (Cs), sample feed rate (Ws) and outlet temperature (Ts). Nine responses were evaluated: tapped density, angle of repose, Carr index, humidity absorption, yield, drying efficiency, total flavonoids and quercetrin and afzelin degradation. To obtain the drying conditions where the nine responses presented satisfactory values, the desirability function was used. Thus, the drying conditions to obtain a dried extract with good physicochemical features were: sample concentration of 20.7% w/w, sample feed rate of 5.0 g/min and outlet temperature of 80°C. As a final result of this work, an optimized C. langsdorffii liquid extract presenting maximum soluble solids and chemical markers contents and a dried extract presenting the appropriate physical, physicochemical and pharmacotechnical properties to produce pharmaceutical solid forms were obtained.
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Obtenção de produtos a partir das cascas de Uncaria tomentosa (Willdernow ex Roemer & Schultes) D.C: otimização da extração e secagem em spray dryer utilizando planejamentos experimentais e avaliação da atividade anti-inflamatória / Obtaining products from the bark of Uncaria tomentosa (Willdernow ex Roemer & Schultes) D.C: optimization of extraction and drying in spray dryer using experimental designs and evaluation of anti-inflammatory activityReis, Rayssa Aparecida da Silva Paiva 06 December 2017 (has links)
A Uncaria tomentosa (Willd.) DC., comumente conhecida como unha de gato ou cat´s claw, é uma planta endêmica da Amazônia Peruana. Devido às suas propriedades terapêuticas, seus extratos e derivados são comercializados ao redor do mundo. As propriedades medicinais são atribuídas aos glicosídeos do ácido quinóvico, polifenois e especialmente aos alcalóides oxinólicos pentacíclicos. Assim, a mitrafilina é o principal alcalóide presente nos extratos da planta e, portanto, é o marcador químico de suas formulações comerciais. O processo de extração é uma etapa importante na padronização de seus extratos e, considerando a falta de estudos a respeito de sua influência sob o perfil fitoquímico, amostras de casca de unha de gato foram extraídas por meio de maceração dinâmica e extração assistida por micro-ondas. O objetivo desse estudo foi avaliar a influência dos fatores envolvidos no processo extrativo a respeito de sua composição química, atividade anti-inflamatória e antioxidante. Devido ao grande número de fatores de extração a serem avaliados, um planejamento experimental do tipo Placket Burman foi selecionado e os fatores escolhidos nessa etapa foram: porcentagem de planta em solvente, temperatura e tempo de extração. Adicionalmente, através de um planejamento Box Behnken, as condições ótimas de extração foram delineadas na segunda etapa do estudo. O tempo e a porcentagem de planta em solvente foram fatores significantes para a extração assistida por micro-ondas. Entretanto, o conteúdo de mitrafilina nesses extratos foi reduzido - comparativamente ao seu conteúdo total presente nas amostras analisadas - e, portanto, mais estudos são necessários para otimizar o seu rendimento. Além disso, o extrato otimizado foi avaliado quanto à capacidade anti-inflamatória, em um teste de edema de pata induzido por carragenina e apresentou uma capacidade inibitória na concentração de 0,57 mg de mitrafilina/ Kg de rato. Por conseguinte, tais achados confirmaram a sua atividade anti-inflamatória. Os resultados obtidos a partir da extração por maceração dinâmica sugerem que o alcalóide é facilmente extraído, pois não foi afetado por nenhuma das variáveis experimentais. Adicionalmente, os extratos apresentaram maior conteúdo de mitrafilina - comparativamente aos resultados observados na extração por micro-ondas. Entretanto, devido ao menor tempo empregado na extração assistida por micro-ondas, outros estudos são necessários a fim de otimizar a extração desse alcalóide por esse método. O extrato otimizado sob as condições de maceração dinâmica foi seco em spray drying e, utilizando um planejamento de mistura do tipo simplex-centroid, o efeito de diferentes misturas de três adjuvantes foi avaliado: Dmanitol, maltodextrina e Aerosil. Embora os extratos secos com Aerosil e maltodextrina tenham prevenido a degradação de mitrafilina - quando comparado ao extrato seco sem excipiente - a secagem resultou em elevada perda no conteúdo de alcalóide e também propriedades farmacotécnicas inadequadas. Tais observações sugerem que, mesmo em condições amenas de secagem, há a degradação do alcalóide. Portanto, tais resultados reforçam a necessidade de avaliações complementares a fim de prevenir a ocorrência de tais eventos / The Uncaria tomentosa (Willd.) DC. commonly known as unha-de-gato or cat´s claw is an endemic plant from the Peruvian Amazon. Due its therapeutic properties, the crude drug and a variety of extracts are commercialized worldwide. The healing properties are attributed to the glycosides of quinovic acid, polyphenols, and especially to the pentacyclic oxindole alkaloids. Thereby, mitraphylline is the main alkaloid present in the bark extract of U. tomentosa, and therefore, is the chemical marker of commercial formulations derived from the plant. The extraction process is an important step in the standardization of plant extract and considering the lack of studies that relate the influence of extractive processes in phytochemical profile of the cat´s claw extracts, the bark samples were extracted by dynamic maceration and microwave assisted extraction. The study aimed evaluate the influence of the extraction factors on the chemical composition, antioxidant and anti-inflammatory activities of the extracts from cat \'s claw barks. Due to the wide number of possible extraction factors to be evaluated and the lack of knowledge about the importance of this factor effects on U. tomentosa extract, the Placket Burman factorial design was selected and the experimental factors chosen in this step were: % plant solvent ratio, temperature and extraction time. Through a Box Behnken planning the optimal extraction conditions of cat´s claw bark will be outlined in the second stage of this work. The time and % plant solvent ratio were significant factors for microwave assisted extraction. However, the contents extracted of mitraphylline have been reduced - compared to the total yield of the plant - and, therefore, more studies are needed to optimize the alkaloid yield. The extract from the optimized conditions, was evaluated in carrageenan-induced rat paw oedema, and presented inhibitory capacity in concentration of 0.57 mg of mitraphylline / kg of rat. Therefore, these findings confirm its anti-inflammatory activity. The results obtained in the extractions by dynamic maceration, suggest that the alkaloid is easily extracted and is not affected by experimental variables. In addition, compared to microwave extraction, this methodology allowed extracts with higher content of mitraphylline. However, in view of the shorter extraction time employed in microwave extraction, other reviews are needed to increase the extraction of mitraphylline, by this method. The extract optimized by the conditions under dynamic maceration was dried in spray drying and using a simplex-centroid mixture design, the effect of different mixtures of three adjuvants - D- mannitol, maltodextrin and Aerosil- were evaluated. Although dried extracts with the aid of Aerosil and maltodextrin slightly prevented the degradation of mitraphylline - as compared to the dry extract without excipient - the drying process resulted in high loss in the total content of this alkaloid and inadequate physical properties. Such observation suggests that, even under the mild drying conditions, there is degradation of the alkaloid. Therefore, these results reinforce the need for auxiliary evaluations to prevent the occurrence of such events.
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