O selênio é utilizado como elemento colorante ou descolorante na indústria vidreira. Sua característica altamente volátil durante a fusão do vidro, com perdas de até 80%, tem sido uma questão discutida já há muito tempo. Assim, alternativas têm sido buscadas na tentativa de aumentar o rendimento do selênio. Utilizar o princípio da microencapsulação do selênio através da obtenção de vidros pelo método sol-gel apresenta-se como uma possibilidade para novos estudos. O método sol-gel permite obter vidros de alta pureza utilizando recursos mais simples que em uma fusão convencional. Este trabalho apresenta um estudo do rendimento do selênio em duas composições de vidros sodo-cálcicos. Para tanto, foram utilizadas diferentes fontes de selênio (Se0, ZnSeO3, Na2SeO3). Uma proposta desta pesquisa foi obter uma nova fonte de selênio através da síntese de um material rico em sílica pelo método sol-gel, o qual contenha selênio em sua formulação. Este material é utilizado como uma alternativa de inserção de selênio visando o aumento de seu rendimento durante a fusão, considerando-se o princípio da microencapsulação. As amostras vítreas contendo selênio apresentaram coloração rosa. Os resultados de análise química mostram que a incorporação de selênio foi maior para as amostras com maior concentração de álcalis. Uma das amostras contendo um dos materiais sintetizados pelo método sol-gel apresentou a menor perda de selênio (34%) dentre todas, indicando que o método proposto foi eficiente para a redução da volatilização deste elemento. Os ensaios de absorção óptica apresentam três bandas de absorção: 380 nm (Fe3+), 500 nm (Se0 / Se2-) e 720 nm (Fe2+). As amostras obtidas por sol-gel são amorfas, adquiriram uma forte coloração avermelhada com o tempo e os resultados obtidos nos ensaios de caracterização indicaram uma potencial aplicação deste material como sensor de umidade. / Selenium is used as a colorant and discolorant element in the glass industry. Its highly volatile characteristic during the glass melting, which causes losses around 80%, has been discussed for a long time. Meanwhile, alternatives have been searched to increase the yield of selenium. Microencapsulation of the selenium by sol-gel processing may be considered for new studies. This work presents an investigation, in laboratory scale, of the selenium yield in two model soda-lime glass compositions. Different sources of selenium (Se0, ZnSeO3, Na2SeO3) were used, which were incorporated into a silica rich material, containing the selenium source, by sol-gel method. The glass samples were obtained by melting the raw-materials at 1350°C in high alumina crucibles, and showed different grades of pink coloration. Chemical analysis results showed that the incorporation of selenium was higher in the glass containing higher concentration of alkaline elements. In terms of selenium source, the best yield (lowest loss of selenium) was 34 wt%, obtained with SG3 (synthesized material by sol-gel method) as the selenium source. The optical absorption curves presented three main absorption bands: 380 nm (Fe3+), 500 nm (Se0/Se2-) and 720 nm (Fe2+). The samples obtained by sol-gel were amorphous, acquired a strong reddish coloration with time, and indicated potential characteristics for application as a humidity sensor.

A oleorresina de copaíba é amplamente utilizada em diferentes regiões do país, especialmente na região amazônica. Sua atividade cicatrizante e antiinflamatória são as mais difundidas na medicina popular. Entretanto, são raras na literatura científica as descrições destas atividades, bem como a indicação da composição responsável pela atividade. Os objetivos deste estudo foram a otimização da obtenção da fração volátil da oleoressina de copaíba, por extração com arraste à vapor, sua microencapsulação em goma arábica por atomização e secagem em spray-dryer, avaliação química, morfológica e farmacológica (atividade antiinflamatória in vivo). A fração volátil representou 14,5% da oleorresina, sendo o beta-cariofileno (70%) e o alfa- humuleno (8,7%) seus constituintes majoritários. A eficiência do processo de microencapsulação da fração volátil em goma arábica foi em média de 95%. Os estudos de estabilidade da fração volátil livre e microcapsulada, nas temperaturas de 25oC e 40oC em ambiente de umidade relativa de 50%, mostraram que o beta- cariofileno sofreu oxidação, gerando principalmente óxido de cariofileno, e em menor extensão outros compostos oxigenados. A microencapsulação da fração volátil minimizou, porém não impediu a oxidação e a perda de massa. Os ensaios da atividade farmacológica in vivo mostraram que a fração volátil inibiu expressivamente o processo inflamatório agudo, induzido por carragenina ou zimosan, com ED50 de 32mg/Kg. A fração microencapsulada inibiu a resposta inflamatória na mesma magnitude que a fração volátil livre, mostrando que o processo de microencapsulação não alterou a atividade, possibilitando seu uso como forma farmacêutica ou intermediária na preparação de outras. O beta-cariofileno inibiu a resposta inflamatória na dose de 32 mg/Kg, na mesma magnitude que a fração volátil, o que nos permite atribuir a este, a atividade antiinflamatória observada. / The oilresin of copaiba is extensively used in different regions of Brazil, especially in the Amazon region. Its healing and anti-inflammatory activities are widely known in folk medicine. However, descriptions of these activities and the indication of the compound responsible for these activities are rare in the literature. The objective of the present study was to optimize the derivation of the volatile fraction of the oilresin of copaiba by vapor extraction, its microencapsulation in Arabic gum by atomization and drying with a spray-dryer, and chemical, morphological and pharmacological evaluation (anti-inflammatory activity in vivo). The volatile fraction represented 4.5% of the oilresin, with beta-caryophyllene (70%) and alfa-humulene (8.7%) being its major constituents. The efficiency of the microencapsulation process of the volatile fraction in Arabic gum was on average 95%. The study of stability of the free and microencapsulated volatile fraction at the temperature of 25oC and 40oC in the presence of 50% humidity showed that beta-caryophyllene underwent oxidation, mainly generating caryophyllene oxide and, to a lesser extent, other oxygenated compounds. Microencapsulation of the volatile fraction minimized but did not prevent oxidation and loss of mass. The in vivo assays of pharmacological activity showed that the volatile fraction significantly inhibited the acute inflammatory process induced by carrageenan or zymosan, with an ED50 of 32 mg/kg. The microencapsulated fraction inhibited the inflammatory response to the same extent as did the free volatile fraction, showing that the microencapsulation process did not alter the activity, a fact that permits its use as a pharmaceutical or intermediate form in the preparation of other formulations. beta-Caryophyllene at the dose of 32 mg/kg inhibited the inflammatory response to the same extent as did the volatile fraction, a fact that permits us to attribute to this compound the anti-inflammatory activity observed.

O estilo de vida contemporâneo tem aumentado a demanda por produtos alimentícios que proporcionem benefícios à saúde como os alimentos funcionais. Entretanto, a incorporação de diversos compostos bioativos nas matrizes alimentícias é dificultada pela característica hidrofóbica da maioria destes compostos, que também desfavorece a absorção no intestino. Este é o caso de muitos flavonoides como a quercetina, e sistemas de encapsulação como as micropartículas lipídicas sólidas são capazes de diminuir estes problemas. O presente trabalho de Mestrado teve como objetivo avaliar a digestibilidade in vitro de micropartículas lipídicas sólidas produzidas com óleo de babaçu como fonte de triacilglicerois de cadeia média (MCTs) e triestearina, e a bioacessibilidade da quercetina encapsulada nestes sistemas lipídicos. Foram produzidas dispersões variando-se a concentração de tensoativo (de 2,0 a 4,0%) e de óleo de babaçu (1,2, 2,0 e 2,8%). Os sistemas produzidos apresentaram diâmetro médio que variou de 700 nm a 1800 nm para as diferentes formulações e estabilidade físico-química durante 30 dias. Os resultados obtidos nos ensaios de digestibilidade in vitro indicam uma maior tendência de desestabilização dos sistemas produzidos com mais óleo de babaçu na fase gástrica. O resultado da hidrólise dos triacilglicerois mostrou que 30% de ácidos graxos foram liberados na fase intestinal, independente da formulação de micropartículas lipídicas. Os resultados de bioacessibilidade indicaram que em baixas concentrações de tensoativo há influência da concentração de triacilglicerois de cadeia média nas formulações e os resultados mais altos foram obtidos para as partículas contendo 2,8% de óleo de babaçu e 2,0% de tensoativo. Desta forma, pode-se concluir que os sistemas produzidos neste trabalho foram eficientes para preservação da quercetina, o que possibilita sua incorporação em sistemas alimentícios e também aumentou a bioacessibilidade deste bioativo. / Contemporary lifestyle has increased the demand for food products that provide health benefits as functional foods. However, the incorporation of bioactive compounds in food matrices is hampered by hydrophobic character of the majority of this compounds which also difficult the absorption in the intestine. This is the case of many flavonoids such as quercetin which has reduced bioactivity in plants. Encapsulation systems such as solid lipid microparticles are capable of solving these problems. The objective of this study was to evaluate the in vitro digestibility of solid lipid microparticles produced with babassu oil as a source of medium chain triacylglycerols (MCTs) and tristearin, besides the bioaccessibility of quercetin encapsulated in these lipid systems. Dispersions were produced by varying the surfactant (2.0 to 4.0%) and MCT (1.2, 2.0 and 2.8%) concentrations. The systems produced showed an average diameter ranging from 700 nm to 1800 nm for different formulations and colloidal stability for 30 days. The results obtained in the in vitro digestibility assays indicate a higher tendency to destabilization in gastric phase of the systems produced with more babassu oil. 30% of fatty acids were released in the intestinal phase for all formulations. The results indicated that bioaccessibility at low surfactant concentrations has the influence of the concentration of MCT in formulations. The highest results were obtained for particles containing 2.8% of babassu oil and 2.0% of surfactant. Thus, we can conclude that the systems produced in this work were efficient for preservation of quercetin, which allows its incorporation in food systems and also increased the bioaccessibility of this bioactive.

Orientadores: Carlos Raimundo Ferreira Grosso, Maria Ines Re / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-06T03:05:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Prata_AnaSilvia_D.pdf: 8487208 bytes, checksum: c134b0c8ddb26e852727eca6b6bef640 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Microencapsulação é uma tecnologia usada como ferramenta potencial para proteção de um composto e modulação de sua liberação. Atualmente, estudos na área de micropartículas e liberação controlada estão bastante avançados e uma variedade de técnicas estão disponíveis entre as quais destacam-se processos por atomização (spray drying, spray cooling e spray chilling), coacervação e recobrimento por leito fluidizado e por complexação. A coacervação complexa envolve a associação reversível de dois polímeros e apresenta algumas vantagens frente a outras técnicas como a possibilidade de se trabalhar com biopolímeros, a ausência de solvente orgânico e condições brandas de temperatura no processamento. Porém a complexidade do processo dificulta a aplicação da técnica a biopolímeros com diferentes características físico-químicas. Assim, neste trabalho foram estudadas as principais condições que podem interferir na formação das partículas por coacervação complexa do sistema clássico goma-arábica:gelatina e pectina:gelatina, na tentativa de elucidar os mecanismos envolvidos. Além disso, as propriedades de barreira das partículas encapsuladas com óleo essencial de vetiver foram alteradas sob duas condições de reticulação (glutaraldeído e transglutaminase) como forma de prever o comportamento da membrana polimérica em diferentes meios. O ensaio de liberação foi mensurado a partir de um composto apolar fluorescente (dansilato de kusimila - KD) em meios aquosos com polaridade modificada pela adição de tensoativos de natureza iônica (dodecilsulfato de sódio) e não-iônica (Tween 80). Os resultados obtidos confirmaram que existe uma faixa ótima de formação de partículas dependente do pH. Acredita-se que as partículas são formadas pela coacervação dos polímeros no sistema líquido-líquido sobre a superfície hidrofóbica do agente de núcleo. O planejamento experimental possibilitou a otimização do processo clássico de formação de partículas gelatina-goma arábica resultando em uma proporção ótima de 2:1. As condições estudadas para a pectina não possibilitaram otimizar o processo nem produzir cápsulas esféricas, sendo que uma massa coacervada foi formada arrastando a porção hidrofóbica e conseqüentemente encapsulando-a. Nas melhores condições experimentais encontradas foram testados agentes reticulantes (glutaraldeído e transglutaminase) que apresentaram diferenças quanto à retenção do composto fluorescente encapsulado e diferenças morfológicas nos meios estudados. Para as partículas não reticuladas úmidas, KD foi completamente liberado após 5 horas enquanto para partículas secas esta quantidade foi de 80%. Nestes sistemas liberação do óleo de vetiver foi avaliada por quantificação cromatográfica através da medida de liberação de alguns compostos presentes no óleo. Em geral, maior porcentagem de liberação foi observada para álcoois e cetonas e menor porcentagem de liberação observada para os hidrocarbonetos. Partículas reticuladas com glutaraldeído apresentaram menor liberação de KD em relação às reticuladas com transglutaminase, que por sua vez apresentaram liberação ligeiramente inferior às partículas não-reticuladas, independentemente dos meios de liberação estudados. Considerando os meios, a ordem de liberação de KD observada foi : etanol anidro>SDS>tween80 / Abstract: Microencapsulation is a technology used as a potential tool in the protection of a product and the modulation of its core release. Currently, studies in the area of microparticles and controlled release are considerably advanced and a variety of techniques and products are available, among them differents processes for atomization (spray drying, spray cooling and spray chilling), coacervation and fluidized bed and complexation. The complex coacervation involves the reversible association (ionic) of two polymers and presents some advantages in comparison to other techniques such as the possibility to work with biopolymers, the absence of organic solvent and mild temperatures. However the complexity of the process turns the application of the technique difficult to biopolymers due to different physical and chemical characteristics. Thus, this work considered a study of the main conditions that can influence the formation of particles by complex coacervation in an attempt to elucidate the mechanisms involved. Moreover, the barrier properties of these particles were modified under two conditions of crosslinking. The release assay was measured with a hydrophobic fluorescent (khusimyl dansylate - KD), substance in solvents with their polarity modified by the addition of ionic and non-ionic surfactants (SDS and Tween 80). The results confirmed that an optimum band of particle formation exists and depends on the pH. The particles are formed by the coacervation of polymers in the liquid-liquid system over the hydrophobic surface of the core agent. The experimental design made possible the optimization of the classic process of particle formation when the arabic gum-gelatin ratio was 1:2. For the pectin, the range of conditions studied did not allow to optimize the process or to produce spherical capsules, but a coacervated mass was formed dragging the hydrophobic portion and consequently encapsulating it. In the best conditions found, the crosslinking agents (glutaraldehyde and transglutaminase) presented different retention capacities for the encapsulated fluorescent probe and morphological differences in the solvents studied. The KD in the moist capsules without reticulation was completely released after 5 hours, whilst for the freeze-dried particles, this amount was 80%. Release of vetiver oil was evaluated indirectly by chromatographic quantification following the release of some of the compounds present in the oil. In general, a greater percent of release occurred for the alcohols and ketones and smaller percent release was observed for the hydrocarbon compounds. Crosslinking using glutaraldehyde showed smaller release of the KD than particles crosslinked with transglutaminase. The release KD profile of the particles crosslinked with transglutaminase was almost the same compared with particles without crosslinking, in all release medium used. The release order observed for KD was: anhydrous ethanol>SDS>tween80 / Doutorado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Doutor em Alimentos e Nutrição

Orientador: Carlos Raimundo Ferreira Grosso / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-11T10:29:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bueno_CamilaMoraisMarques_M.pdf: 1235801 bytes, checksum: 01bf63d6c99cca84c0ff1402a773967a (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Dois grandes desafios na cadeia produtiva da piscicultura são o aproveitamento dos subprodutos gerados durante o processamento do pescado e a produção de micropartículas que sejam mais atrativas para a alimentação de larvas de peixes. O objetivo do trabalho foi extrair e caracterizar gelatina de pele de tilápia para utilizá-la como um substituto das gelatinas de mamíferos na formação da parede, juntamente com goma arábica, de micropartículas obtidas por coacervação complexa contendo como recheio o óleo de salmão. Gelatina de pele de tilápia foi obtida e caracterizada e comparada com gelatina suína comercial quanto à força de gel (Dnqqo), perfil de textura, ponto de fusão, distribuição de massa molar e composição centesimal. Foram também avaliadas as condições de processamento das micropartículas, sua morfologia e microestrutura por microscopia óptica e eletrônica de varredura, diâmetro médio e eficiência de encapsulação. Os resultados de força de gel para gelatina suína e de peixe do segundo lote produzido foram bastante similares, apresentando valores de 192,2 ± 2,9 g e de 202,8 ± 3,7 g, respectivamente. O primeiro lote de gelatina de peixe apresentou valor de força de gel bem inferior em relação ao segundo lote (11,5 ± 0,7 g), devido à presença de um conteúdo lipídico relativamente maior no primeiro lote. A gelatina suína apresentou ponto inicial de fusão maior (27,5°C) que as gelatinas de peixe do primeiro e do segundo lotes (18,5°C e 24,0°C, respectivamente). Quanto à distribuição de massa molar, observou-se maior degradação na gelatina suína do que nas gelatinas de peixe. O aumento da velocidade de agitação (14000 rpm) produziu micropartículas com recheio constituído por gotículas menores de óleo. O aumento da concentração de polímeros de parede (5,0 e 7,5%) resultou na produção de partículas com formatos irregulares. As diferentes gelatinas utilizadas para formação das paredes das micropartículas não provocaram alterações significativas nas eficiências de encapsulação, com os valores variando de 59,7 a 72,4%. Os diâmetros médios das micropartículas produzidas com as diferentes gelatinas e com os diferentes recheios variaram de 83 a 150 µm. A utilização de óleo de salmão e gelatina de peixe não modificou a morfologia das micropartículas, que mantiveram a esfericidade característica e a integridade das paredes. Considerando os resultados obtidos, conclui-se que é possível substituir gelatina suína comercial por gelatina de pele de tilápia e oleoresina de páprica + óleo de soja por óleo de salmão, permitindo uma produção de micropartículas ricas em ômega 3 e com uma possível maior atratividade na alimentação de larvas de peixes / Abstract: Two great challenges in the pisciculture production chain are the use of by-products generated during the fish processing and the production of more attractive microparticles for fish larvae feeding. The aim of this work was to extract and to characterize gelatin from tilapia skin to use it as a substitute of mammalian gelatins in the formation of matrix of microparticles, obtained by complex coacervation, containing salmon oil. Tilapia skin gelatin was obtained, characterized and compared to commercial pig gelatin as for gel strength (Dnqqo), texture profile, melting point, molecular weight distribution and proximate composition. Conditions of microparticles processing were also evaluated, their morphology and microstructure by optical and scanning electron microscope, mean diameter and encapsulation efficiency. Pig gelatin and one second lot of fish gelatin exhibited quite similar results of gel strength with values of 192,2 ± 2,9 g and 202,8 ± 3,7 g, respectively. Gel strength of first lot of fish gelatin (11,5 ± 0,7 g) was smaller than the second lot due to the lipid content slightly larger in the first lot. Pig gelatin presented an initial melting point larger (27,5°C) than first and second lots of fish gelatins (18,5°C and 24,0° C, respectively). Related to the molecular weight distribution, more degradation was observed in pig gelatin than fish gelatin. Higher agitation speed (14000 rpm) produced microparticles with core material constituted by smaller droplets of oil. The increase of the concentration of matrix polymeric material (5,0 and 7,5%) resulted in production of particles with irregular formats. The different gelatins used as matrix of microparticles did not cause significant alterations in the efficiencies of encapsulation, with values varying from 59,7 to 72,4%, as well as, the replacement of oleoresin of paprika + soy oil for salmon oil also did not produced significant differences among the microparticles regarding to this parameter. The mean diameter remained between 83 and 150 µm considering all the particles produced. The application of salmon oil and fish gelatin did not impair the morphology of microparticles that kept the characteristic spherical format and the wall integrity. Considering the obtained results, it is possible to substitute commercial pig gelatin for tilapia skin gelatin and oleoresin of paprika + soybean oil for salmon oil, allowing a production of microparticles rich in ômega 3 oil and possibly with a greater attractiveness in the feeding of fish larvae / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição

O objetivo deste trabalho foi a preparação de um revestimento inteligente com resina epóxi, capaz de autorreparar-se quando o sofre um defeito mecânico. A autorreparação é possibilitada pela presença de microcápsulas, dispersas na resina (revestimento de epóxi sem pigmentos) e que contêm no seu núcleo o agente de autorreparação, o óleo de linhaça. Estas cápsulas foram preparadas por uma emulsão de óleo de linhaça em água para formar micelas e sobre estas uma parede ou casca exterior de poliuréia-formaldeído. Para a avaliação da resistência à corrosão e do efeito de autorreparação do revestimento, chapas de aço carbono foram revestidas e avaliadas pela técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) em 0.1molL-1 1 NaCl e também foram avaliadas pelo teste acelerado de corrosão em câmara de névoa salina (SSC). Após a cura do revestimento aditivado com as microcápsulas, aplicado sobre placas de aço carbono, as medidas eletroquímicas de impedância foram realizadas em corpos de prova com um defeito mecânico provocado de forma controlada e reprodutível. Uma célula de três eletrodos foi utilizada. Estas medidas foram efetuadas após 0h, 24h e 48h da execução da incisão ou defeito mecânico. Para comparação, as mesmas medidas foram realizadas com as placas pintadas com o revestimento não-aditivado, com a mesma espessura total de 120 m. Os resultados mostraram que as cápsulas foram quebradas e se liberou o óleo de linhaça, reparando a área da incisão o defeito após pelo menos 24 horas de exposição natural ao ar ambiente. Verificou-se que para as placas revestidas sem defeito, os valores de | Z | mantiveram-se elevados. No entanto, o revestimento sem as microcápsulas, após 24 horas, mostrou uma diminuição considerável no valor de módulo de impedância, |Z|. Assim, usando a técnica de EIE foi possível avaliar quantitativamente o mecanismo de autorreparação do revestimento aditivado com microcápsulas que contêm óleo de linhaça. Os ensaios acelerados de corrosão (SSC) mostraram resultados em estreita concordância com os obtidos por EIE. / The aim of this work was the preparation of a smart coating with epoxy resin which is able to repair itself (self-healing effect) after suffering a mechanical defect. Self-healing is possible due to the presence of microcapsules, dispersed in the resin (clear type epoxy coating) and contain in their core the self-healing agent, the linseed oil. These capsules were prepared in an emulsion of linseed oil in water to form micelles and an outer skin or wall of poly(urea-formaldehyde) was formed. For the corrosion resistance and the self-healing effect evaluation of the coating, carbon steel plates were coated and tested by electrochemical impedance spectroscopy technique (EIS) in 0.1molL-1 NaCl solution and by accelerated corrosion test in salt spray chamber (SSC). After curing of the capsules additivated epoxy based clear coating applied on carbon steel plates, electrochemical impedance measurements were performed on plates with a controlled and reproducible mechanical defect. A three-electrode electrochemical cell was used. These measurements were performed after 0h, 24h and 48h of making the incision or mechanical defect. For comparison, the same measurements were performed with the plates painted with a non- capsules additivated clear coating of the same total thickness of 120 m. The results showed that the capsules were broken and released the linseed oil, which indeed have repaired the incision area after at least 24 hours of natural air aging. It was found that for the plates coated without a defect, the values of impedance modulus, |Z|, remained high. However, the coating without the capsules after 24 hours, showed a considerable decrease in |Z|. So, using EIS it was possible to quantitatively assess the mechanism of self-healing of the additivated coating using microcapsules containing linseed oil. The SSC accelerated corrosion tests showed results in close agreement with those obtained by EIS.

A azitromicina é um antibiótico da classe dos macrolídeos utilizado principalmente no tratamento de infecções de pele e do trato respiratório. Suas propriedades farmacocinéticas lhe conferem ampla distribuição e acumulação tecidual. Devido à sua baixa biodisponibilidade (37%) e instabilidade ao pH ácido, foram investigadas alternativas para o desenvolvimento de microparticulados com propriedade gastro-resistente para aplicação em diferentes formas farmacêuticas. As micropartículas de azitromicina foram obtidas pela técnica de secagem por pulverização (spray-drying) com o polímero pH-dependente Eudragit® L30-D55 e trietilcitrato como plastificante. O desenvolvimento experimental seguiu um planejamento fatorial tipo Box-Behnken de quatro variáveis em três níveis. As micropartículas foram caracterizadas pela densidade aparente, densidade compactada, fator de Hausner, índice de Carr, ângulo de repouso e cromatografia líquida. O processo de secagem foi avaliado pelo rendimento e recuperação da azitromicina. A partir das características físicas do microparticulado e o rendimento do processo foram escolhidas três micropartículas para avaliação mais detalhada, contendo 15, 30 e 45% de polímero de revestimento sobre a concentração de azitromicina dihidrato. Estas foram avaliadas por difração de raios-X, calorimetria, infra-vermelho, microscopia eletrônica de varredura e teste de dissolução. Os fatores que mais influenciaram o processo de secagem e obtenção das micropartículas foram a concentração de Eudragit® L30D-55 e a temperatura do ar de secagem, sendo que, quanto menor a concentração de polímero e maior a temperatura de secagem melhores foram os rendimentos do processo. A recuperação da azitromicina para todas as micropartículas foram superiores a 80%. As micropartículas apresentaram baixa densidade aparente, porém com propriedades de fluxo que variaram de bom a excelente na maioria das condições de preparação. As avaliações por calorimetria e difração de raios-X sugerem que a azitromicina está encapsulada. Isto pode ser confirmado por meio das imagens da microscopia eletrônica de varredura que revelaram estruturas esféricas e uniformes. As micropartículas com maiores concentrações de polímero apresentaram as melhores características com proteção gástrica, acima de 50%, e são candidatas promissoras para o desenvolvimento de formas farmacêuticas sólidas orais gastro-resistentes contendo azitromicina. / The azithromycin is an antibiotic of the macrolide class used in cutaneous and respiratory infections treatments. Its pharmacokinetics properties confer a large cell distribution and accumulation in tissues. Due to its small bioavailability (37%) and acid pH instability, alternatives to the development of gastric-resistance microparticles to be uses in different pharmaceuticals forms were investigated. Azithromycin microparticles were obtained through spray-drying technique with the pH-dependent polymer Eudragit® L30-D55 and triethyl citrate as plasticizer. The experimental development followed a factorial planning Box-Behnken with four factors in three levels. The microparticles were characterized by bulk density, tapped density, Hausner ratio, Carr index, repose angle and HPLC. The drying process was evaluated by azithromycin yield and recover. From the microparticles physics parameters and the process yield, three samples were chosen to be better evaluated. The samples contained 15, 30 and 45% of coat polymer over azithromycin dehydrate. They were evaluated by X-ray powder diffraction (XRPD), calorimetry, infrared, surface electronic microscopy (SEM) and dissolution assay. The factors that most affected the drying process and the microparticles development were Eudragit® L30D-55 concentration and drying air temperature, and lower was the polymer amount and higher was the drying air temperature, better was the process yield. The azithromycin recover for all microparticles were superior to 80%. The microparticles presented low bulk density, but good flow properties for the great part of the samples. The calorimetry and the XRPD evaluations suggest that azithromycin is encapsulated, what can be confirmed through SEM pictures, which showed uniform and spherical structures. The microparticles with higher polymers concentrations showed the best characteristics with gastric protection above 50% and they are promising candidates to the development of oral solid pharmaceutical forms containing gastro-resistant azithromycin.

O dengue e o dengue hemorrágico são considerados como as arboviroses mais importantes do ponto de vista da saúde pública além de serem também as mais disseminadas. O greening ou huanglongbing (HLB), por sua vez, é uma doença de difícil controle e rápida disseminação que afeta seriamente a produção de citros no mundo todo. É considerada a pior doença de citros da atualidade pois não tem cura e leva ao declínio e morte das árvores em alguns anos. O DMDS é um composto sulfúrico volátil derivado de plantas e que tem despertado um crescente interesse devido a sua comprovada atividade repelente e inseticida além de ação nematicida e disinfectante do solo. Visando oferecer uma alternativa para o controle de ambas as doenças, este trabalho teve como objetivo desenvolver um método de microencapsulação por spray drying e spray congealing para o dimetil dissulfeto (DMDS), visando a redução da sua volatilidade através de uma liberação controlada para o ambiente. Dessa forma, tornar-se-ia viável sua utilização como repelente, larvicida e inseticida no combate ao vetor do dengue além da sua utilização como repelente no controle do greening nas lavouras de citrus. Tentou-se a microencapsulação através de spray congealing utilizando enxofre como microencapsulante mas não se obteve sucesso devido as características térmicas do enxofre. Foram obtidas micropartículas de DMDS microencapsulado em goma arábica através da técnica de spray drying. As micropartículas e o processo de secagem foram caracterizados com relação ao rendimento de secagem, rendimento de microencapsulação, morfologia, teor de água residual, atividade de água, densidades aparente e compactada e propriedades de fluxo. Confirmou-se a possibilidade de microencapsulação de DMDS por spray drying e eficiência da goma arábica na retenção do mesmo. As partículas obtidas apresentaram boas propriedades de atividade de água, teor de água residual e densidade mas propriedades de fluxo que requerem melhoria. Foi feito também um estudo simplificado da viabilidade técnico-econômica da implantação de uma unidade de produção de DMDS microencapsulado. Esse estudo foi baseado no processo de microencapsulação estudado. Foram analisados diversos parâmetros econômicos e através destas análises verificou-se que a produção de DMDS microencapsulado pelo método utilizado seria economicamente viável. / Dengue fever and dengue hemorrhagic fever are not only considered the most important arboviruses from public health standpoint but also the most disseminated ones. Greening or huanglongbing (HLB) is a citrus disease of difficult control and fast dissemination that affects citrus production all over the world. It is considered the worst citrus disease nowadays since it does not have a cure and it causes the decline and death of the trees in a few years. Dimethyl disulfide is a volatile sulphur compound derived from plants and that has aroused growing interest due to its proved repellence and insecticidal activity, soil disinfection and nematocidal properties. Therefore, this work aimed at developing a DMDS microencapsulation method via spray drying and spray congealing in order to decrease DMDS\' volatility through a controlled release to the environment and offer a control alternative to both diseases. This would make DMDS use as a repellent, larvicide and insecticide of dengue fever\'s vector and also its use in greening control as a repellent viable. We tried to microencapsulate the DMDS through spray congealing using sulfur as a microenpsulating agent but it was unsuccessful due to the thermal characteristics of sulfur. DMDS was microencapsulated in Arabic gum through spray drying. Drying yield, microencapsulation yield, morphology of the particles, residual water percentage, water activity, bulk and tapped density and flow properties were used to characterize the microparticles and the drying process. Feasibility of DMDS microencapsulation and Arabic gum efficiency in DMDS retention were confirmed. The microparticles presented good bulk and tapped density, residual water percentage and water activity properties though its flow properties requiring further improvement. A simplified technical-economical evaluation of a DMDS microencapsulation factory was also done. This evaluation was based on the studied microencapsulation process. Many economical parameters were analysed and those analyses showed that DMDS microparticles production using the studied method would be economically viable.

Orientador: Carlos Raimundo Ferreira Grosso / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-22T17:05:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_GislaineFerreira_M.pdf: 14331604 bytes, checksum: 0299d24569a9a146c6085746fe878fed (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi produzir micropartículas com multicamadas contendo alto teor de proteínas, capazes de serem estáveis a condições adversas do meio e resistentes ao ambiente gástrico. Na primeira parte deste estudo, interações eletrostáticas entre o alginato e proteínas do concentrado proteico do soro do leite (WPC) foram avaliadas em relação às condições de pH (3,5 e 3,75) e proporções de polissacarídeo e proteína. A formação de coacervados com os biopolímeros alginato e WPC foi caracterizada quanto à aparência, tamanho médio e carga superficial. Esta análise permitiu definir as condições em que a interação entre proteínas e partículas de alginato pudesse ocorrer. Assim, micropartículas de alginato produzidas por gelificação iônica foram posteriormente recobertas por interação eletrostática com proteínas, utilizando soluções de diferentes concentrações de concentrado proteico do soro do leite, em dois pHs. Foram testadas três concentrações de proteína em solução para cada pH de recobrimento, sendo 0,6, 3 e 4% para o pH 3,5 e 1,7, 3 e 4% para o pH 3,75. As partículas obtidas foram caracterizadas com relação ao teor total de proteína, conteúdo de umidade, tamanho e morfologia. As maiores adsorções proteicas foram obtidas com a maior concentração de proteína em solução (4%) em ambos pHs. A partir deste estudo preliminar, selecionou-se a amostra de micropartículas com o maior teor de proteína adsorvida para se construir multicamadas em sua superfície através da interação eletrostática. Na segunda parte do estudo, foram produzidas multicamadas de alginato e proteínas do concentrado proteico do soro do leite sobre a superfície da partícula de alginato. Essas partículas foram caracterizadas igualmente as anteriores. A proteína total adsorvida na partícula foi alta, variou de 51,20% a 64,91%, sendo 33,24% dessa proteína encontrada na primeira camada (AlgPart1). Na terceira camada (AlgPart3), também foram encontradas elevados teores proteicos, variando de 17,96% a 31,67%. Uma relação proporcional entre a concentração de alginato e WPC com o aumento da adsorção proteica nesta camada foi observada. A formação das multicamadas (AlgPart1 e AlgPart3) sobre a superfície das partículas provocou uma diminuição significativa no teor de umidade das partículas (AlgPart), ao contrário do que foi observado com o tamanho. Observações realizadas por MEV revelaram que as camadas produzidas com alginato tendem a ter superfícies mais lisas, e com WPC, tendem a ser rugosas. A amostra de micropartículas com multicamadas que apresentou a maior adsorção proteica foi avaliada quanto à estabilidade em temperatura de esterilização (121 ºC, por 15 minutos),pH (2, 4, 6 e 8), concentração de sal (0, 50, 100, 150 e 200 mM) e em condições gastrointestinais (in vitro). Além disso, foram caracterizadas em relação ao tamanho médio, solubilidade proteica e morfologia. Partículas multicamadas úmidas permaneceram íntegras à temperatura de esterilização, apresentaram uma diminuição significativa de tamanho e um acréscimo significativo na solubilidade da camada proteica para o meio em pH 2, e permaneceram estáveis em pHs 4, 6 e 8. A perda de proteína das multicamadas da partícula aumentou significativamente com o aumento da força iônica do meio. As partículas com multicamadas se mostraram parcialmente resistentes às condições gástricas, com uma liberação de 30,5% da proteína presente na partícula e, foram sensíveis à atividade proteolítica em ambiente intestinal simulado promovendo a desintegração das multicamadas e a liberação de praticamente toda proteína da partícula. Considerando os resultados obtidos, conclui-se que é possível a formação de multicamadas de alginato e WPC sobre a superfície de partículas de gelificação iônica com alta adsorção proteica, capazes de serem estáveis em condições adversas do meio e parcialmente resistente às condições gástricas / Abstract: The objective of this work was to produce microparticles with multilayer containing high protein content, capable of being stable to harsh conditions of the environment and resistant to the gastric environment. In the first part of this study, the electrostatic interaction between the alginate and protein of concentrate whey protein (WPC) was evaluated in relation to pH conditions (3.5 and 3.75) and ratio of polysaccharide: protein. The formation of coacervates between the alginate and WPC was characterized as the visual appearance, medium size and surface charge. This analysis allowed us to define the conditions in which the interaction between proteins and alginate particles could occur. Thus alginate microparticles produced by ionic gelation were subsequently coated by electrostatic interaction with proteins, using solutions with different concentrations of whey protein at two pHs. Three concentrations were tested with respect to the protein concentration, being 0.6, 3 and 4% for pH 3.5 and 1.7, 3 and 4% for pH 3.75. The particles were characterized with respect to the total protein content, moisture content, size and morphology. The highest protein adsorption were obtained with the higher concentration of protein solution (4%) by both pH. From this preliminary study, we selected the particle with the highest level of protein adsorbed to construct multilayer using electrostatic interaction on its surface. In the second part of the study, were produced multilayers of alginate and WPC were produced on the surface of the particle of alginate. These particles were characterized in relation to protein adsorption, moisture content, medium size and morphology. The total protein adsorbed on the particle was high, varied from 51.20% to 64.91%, being 33.24% of this protein found in the first layer (AlgPart1). In the third layer (AlgPart3), were also found elevated protein levels, varying from 17.96% to 31.67%. A proportional relationship between the concentration of alginate and WPC with increased protein adsorption was observed in this layer. The formation of multilayers (AlgPart1 and AlgPart3) on the particle surface caused a significant decrease in moisture content of the particles (AlgPart), contrary to what was observed with the size. Observations made by SEM revealed that layers produced with alginate tend to have most smooth surfaces, and WPC tend to be rough. The particle multilayers that presented the highest protein adsorption was evaluated as to the stability at sterilization temperature (121 º C for 15 minutes), pH (2, 4, 6 and 8), salt concentration (0, 50, 100, 150 and 200 mM) and in gastrointestinal conditions. Furthermore were characterized with respect to medium size, protein solubility and morphology. Moist Multilayer particles have remained stable against the temperature of sterilization, showing a significant decrease in size and a significant increase in the solubility of the protein layer into the medium at pH 2, and remain stable at pH 4, 6 and 8. The loss of protein from multilayer particle increased as ionic strength increased. The particles with multilayer were partially resistant to gastric conditions, with a release of 30.49% of the protein in the particle, and were susceptible to proteolytic activity in simulated intestinal environment promoting the particle disintegration and the release of all protein recovering the particles. Considering the results obtained, it is concluded that it is possible the formation of multilayer alginate and WPC on the surface of particles obtained ionic gelation using high protein adsorption, capable of being stable in adverse conditions of the environment (temperature, pH, ionic strength) and resistant to gastric conditions / Mestrado / Consumo e Qualidade de Alimentos / Mestra em Alimentos e Nutrição

Orientador: Carlos Raimundo Ferreira Grosso / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T12:00:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_JulianaBurger_M.pdf: 1839902 bytes, checksum: 0d3867db41bf2e89beac57f40237e09a (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este estudo teve como objetivo produzir micropartículas por gelificação iônica associada à interação eletrostática, contendo constituintes nutricionalmente importantes para a alimentação de larvas de peixes. Na primeira parte deste estudo, foram desenvolvidas micropartículas por gelificação iônica, utilizando-se pectina e cloreto de cálcio para a formação das matrizes. O recheio das micropartículas era constituído de proteínas do soro de leite, na sua forma não-desnaturada ou desnaturada, e óleo de soja adicionado de oleoresina de páprica. Nas partículas em que o recheio era constituído somente de óleo, a proteína de soro de leite foi incluída por meio da interação eletrostática na superfície da micropartícula. Além disto, avaliou-se a influência do teor de cálcio e do grau de amidação da pectina na incorporação proteica, nos teores de umidade e na morfologia das micropartículas. As micropartículas produzidas por gelificação iônica, seguidas de recobrimento com proteínas do soro de leite (WPC) por interação eletrostática, foram as que apresentaram os melhores teores de umidade e proteína. Na segunda parte do estudo, partículas produzidas por gelificação iônica, utilizando pectina de baixo grau de esterificação amidada, foram recobertas com proteínas de soro de leite por interação eletrostática na tentativa de mimetizar a composição centesimal encontrada em náuplios de Artemia, alimento vivo comumente utilizado na criação intensiva de larvas de peixes. Após a produção, as partículas foram caracterizadas em relação à composição centesimal, tamanho médio e distribuição de tamanho, morfologia e comportamento de reidratação após secagem por liofilização. As matérias-primas utilizadas para a produção das partículas foram também caracterizadas quanto à composição centesimal e ao potencial zeta quando em solução. Adicionalmente, partículas otimizadas quanto à composição centesimal foram utilizadas em experimento de crescimento de larvas de pacu (Piaractus mesopotamicus). Lactobacillus acidophilus foram acrescentados a uma das dietas e seu efeito avaliado no experimento biológico. Os teores de proteína, lipídio e umidade das partículas foram semelhantes aos dos náuplios de Artemia, com valores médios de 50, 23 e 85%, respectivamente. Partículas apresentaram forma esférica quando úmidas ou reidratadas, com uma distribuição de tamanho de 75-619 µm e aglomeração após secagem. A reidratação das partículas secas foi instantânea, sem diferença de tamanho médio entre partículas úmidas ou reidratadas. O experimento biológico mostrou que as larvas alimentadas com as dietas experimentais não apresentaram crescimento quanto ao peso e tamanho, em relação aos resultados observados para as larvas alimentadas com os náuplios de Artemia ou para uma dieta comercial usada como controle. As dietas testadas, incluindo as experimentais, náuplios de Artemia e dieta microencapsulada comercial, apresentaram elevada taxa de ingestão (>90%). As taxas de sobrevivência obtidas foram de 83,6%, 43,6%, 30,7% e 34,5%, para larvas alimentadas com náuplios de Artemia, dieta microencapsulada comercial, dieta experimental contendo o probiótico e dieta experimental, respectivamente, após 28 dias de experimento. No teste de estresse provocado pela exposição ao ar, larvas que receberam a dieta contendo o probiótico por 21 dias apresentaram menor porcentagem de mortalidade quando comparado à dieta comercial, porém ainda superior à observada com larvas alimentadas com Artemia. A possível inadequação nutricional das dietas experimentais, a baixa quantidade mineral e vitamínica presentes nas dietas experimentais e a possível indisponibilidade de nutrientes devido à associação forte desses nutrientes com o polissacarídeo utilizado poderiam ter produzido as taxas de crescimento nulas obtidas, indicando a necessidade de novos experimentos / Abstract: The aim of this study was to produce microparticles by ionic gelation associated with electrostatic interaction containing important nutritionally constituents for fish larvae. In the first part of this study, microparticles were developed by pectin using ionic gelation and calcium chloride to form the matrices. The filling of the microparticles consisted of nondenatured or denatured whey proteins and soybean oil with paprika oleoresin. Filling particles consisting only of oil and whey protein was included through the electrostatic interaction on the surface of the microparticle. In addition, the influence of calcium and the amidation of pectin in the protein incorporation, moisture content and the morphology of the microparticles were evaluated. The microparticles produced by ionic gelation followed by coating with whey proteins (WPC) by electrostatic interaction were the ones that contained the best levels of moisture and protein. In the second part of the study, particles produced by ionic gelation using low methoxyl amidated pectin were coated with milk whey proteins by electrostatic interaction in an attempt to mimic the proximate composition found in Artemia, commonly used in the intensive rearing of fish larvae. The particles after production were characterized with respect to their chemical composition, average size and size distribution, morphology and rehydration behavior after freeze dried. The raw materials used for the production of particles were also characterized as its chemical composition and zeta potential in solution. Additionally, optimized particles as to chemical composition were used in an experiment of growth with larvae of Pacu (Piaractus mesopotamicus). Lactobacillus acidophilus has been added in one of the diets and its effect evaluated in this assay. The levels of protein, lipid and moisture of the particles were similar to those of Artemia, with mean values of 50, 23 and 85% respectively. Particles had spherical shape when wet or rehydrated with a size distribution from 75 to 619 mM and agglomeration after drying. Rehydration of the dry particles was instantaneous without difference in the average size between wet or rehydrated particles. The biological experiment showed that larvae fed the experimental diets showed no growth in weight and size, in relation to the results observed for larvae fed Artemia or with the commercial diet used as control. The diets tested, including the experimental diets, Artemia and the commercial diet showed a high rate of intake (> 90%). Survival rates were 83.6%, 43.6%, 30.7% and 34.5% for larvae fed with Artemia, commercial microencapsulated diet, experimental diet containing the probiotic and experimental diet, respectively, after 28 days of experiment. Larvae fed the diet containing the probiotic for 21 days showed a lower percentage of mortality in relation to the commercial diet, but still higher than that observed with larvae fed with Artemia. The possible nutritional inadequacy of the experimental diets, low ash content present in the experimental diets and possible lack of nutrients due to the strong association with the polysaccharide used in the diets may have produced low growth, indicating that more experiments are needed / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição