A liberação local de fármacos na cavidade oral apresenta muitas aplicações, incluindo o controle da dor pós-cirúrgica, tratamento de doenças periodontais e anestesia local. Micropartículas carregadas com anti-inflamatórios não-esteroidais (AINEs) produzidas para a liberação sustentada é útil em Odontologia, uma vez que mantém o fármaco em níveis terapêuticos, promove o controle da dor e maior adesão do paciente ao tratamento.Uma vez que o sistema é biodegradável, o paciente não precisa ir ao consultório do dentista para removê-lo. Spray drying, é um dos vários métodos de microencapsulação, é rápido, de fácil operação, ampliação de escala e apresenta condições moderadas de operação. Assim, o objetivo deste trabalho é determinar as especificações do processo de spray-drying na obtenção de micropartículas biodegradáveis para a liberação sustentada de fármacos com aplicação odontológica. Quitosana foi utilizada como polímero de revestimento, uma vez que é biodegradável, biocompatível e mucoadesivo. Cetoprofeno foi utilizado como AINE modelo.Testes de qualificação de operação do spray-dryer foram conduzidos em conformidades com os requisitos da ANVISA e FDA. O método de análise de teor de cetoprofeno também foi validado, apresentando precisão, exatidão, linearidade e especificidade adequados ao seu propósito. Com relação ao processo de microencapsulação, a melhor condição operacional no spray-dryer apresenta 100 ºC de temperatura de entrada, 5,7 g/min de vazão da bomba peristáltica, 49,2 m3/h de vazão do ar de secagem, 1 mm de diâmetro do bico atomizador e 1,3 de pressão do ar comprimido. As micropartículas obtidas apresentam boa esfericidade e uma superfície lisa. A distribuição granulométrica é estreita, variando de 2,11 a 3,27m. Os estudos de liberação in vitro mostram um comportamento linear de dissolução do cetoprofeno encapsulado nas micropartículas, sugerindo que a cinética de liberação do fármaco é governada pela dissolução do fármaco e difusão através da matriz polimérica. Quitosana apresentou influência sobre a liberação do cetoprofeno, uma vez que foi encontrado um T50 de 36,0 h para o fármaco microencapsulado, ao passo que para o fármaco livre o T50 é de apenas 7,84 h. / Local release of drugs at oral cavity tissues shows several uses, including postsurgery pain control, periodontal disease treatment and local anesthesia. NSAID loaded-biodegradable microparticles made for a sustained drug release is useful in Dentistry since they keep the drug therapeutic level sustained, promote pain control and patient compliance. Since the system is biodegradable, the patient do not need to go to the dentistry office to remove it. Spray-drying (SD) , one of the several microencapsulation methods, is fast, has easy operation and scale-up and shows mint operating conditions. Thus the aim of this work is to design the spraydrying specifications of manufacturing dental drug loaded-biodegradable microparticles for sustained release purposes. Chitosan was used as the microencapsulation polymer due to its biodegradability, biocompatibility and mucoadhesiveness. Ketoprofen was used as the model NSAID. Operation qualification tests were performed with the spray-dryer as required by ANVISA and FDA. The analytical method for ketoprofen assay was also validated, showing accuracy, precision, linearity and specificity suitable for its purpose. Concerning microencapsulation process, the best SD operating conditions was 100 º C (inlet), 5,73 g/min (pump flow rate), 49,19 m3/h (air flow rate), 1 mm (nozzle), 1,3 (compressed air). The microparticles delivered show good sphericity and a smooth surface. The size distribution is narrow, ranging from 2,11 to 3,27 m. In vitro release studies show a linear dissolution behavior of cetoprofen-loaded microparticules suggesting the kinetic of drug release is driven by drug dissolution and diffusion through polymer matrix. Chitosan has an influence over the cetoprofen release since a T50 of 36,0 h was found to microparticles while the cetoprofen only has a T50 of 7,84 h.

A utilização de bioativos naturais como ingredientes está em constante expansão na indústria alimentícia, devido ao aumento das exigências pelos consumidores por alimentos mais saudáveis. Por isso, há uma busca constante de tecnologias que possibilitem a incorporação de tais substâncias em alimentos. O β-caroteno é uma substância hidrofóbica, cujos benefícios estão relacionados principalmente à sua ação antioxidante. Devido à sua característica hidrofóbica, a utilização deste pigmento implica em desafios tecnológicos para ser incorporado em formulações alimentícias de base aquosa. Por este motivo, a encapsulação em lipossomas pode ser uma ótima alternativa, devido à capacidade de englobar tais substâncias em sua bicamada lipídica. Além da proteção, essas matrizes encapsulantes podem proporcionar a liberação controlada dos ingredientes encapsulados, bem como aumento de sua biodisponibilidade. O objetivo deste trabalho foi produzir e caracterizar dispersões de lipossomas encapsulando β-caroteno estabilizadas com a adição de hidrocolóides(goma xantana ou mistura de goma xantana e goma guar). O diâmetro médio hidrodinâmico, a distribuição de tamanho das partículas e a morfologia foram avaliadas. Os lipossomas produzidos foram vesículas multilamelares (MLV), as distribuições de tamanho dos lipossomas apresentaram-se heterogêneas e as micrografias revelaram a forma esférica dos lipossomas dispersos no meio aquoso, assim como a integridade da sua bicamada lipídica. Foram realizadas análises de quantificação do β-caroteno e colorimetria instrumental, sendo que todas as dispersões mostraram-se eficientes na preservação do β-caroteno ao longo do período de armazenamento. Os hidrocolóides adicionados foram eficazes no aumento da viscosidade da fase contínua, evitando a agregação das vesículas ao longo do tempo, exceto para dispersão estabilizada com a mistura de goma xantana e goma guar, com 0,15% de goma total. Em relação à adição das dispersões de lipossomas em iogurte, as formulações mostraram-se homogêneas, com ausência de grumos ou qualquer tipo de separação de fases, e também foram aprovados por uma parcela de painelistas na análise sensorial. / The use of natural bioactives as ingredients is in constant expansion in the food industry, due to increasing consumer demands for healthier foods. Therefore, there is a constant search for technologies capable of incorporating such substances in food. β-carotene is a hydrophobic substance, whose benefits are mainly related to its antioxidant action. Because of its hydrophobic characteristics, the use of this pigment implies technical challenges to be incorporated into aqueous-based food formulations. For this reason, encapsulation in liposomes may be a good alternative, because of their ability to incorporate such substances in their lipid bilayer. Besides the protection, these encapsulants matrix can provide controlled release of the encapsulated ingredients, as well as increasing its bioavailability. The objective of this study was to produce and characterize dispersions of liposomes encapsulating β-carotene, which were stabilized with the addition of hydrocolloids: xanthan gum or a mixture of xanthan gum and guar gum. The mean hydrodynamic diameter, distribution of particle size and its morphology were studied. The obtained dispersions were multilamellar vesicles (MLV), the liposomes size distributions were heterogeneous and the micrographs revealed the liposomes spherical shape dispersed in aqueous medium, as well as the integrity of their lipid bilayer. The quantification of β-carotene and instrumental colorimetry analyses indicated the liposomes were efficient in the preservation of β-carotene during the storage period. The hydrocolloids added in the dispersions were highly efficient to increase the viscosity of the continuous phase. Therefore, the hydrocolloids were responsible for the prevention of aggregation of the vesicles during the storage period, except for stabilized dispersion with the mixture of xanthan gum and guar gum, with 0.15% gum total. Regarding the dispersions of liposomes added in yoghurt, the formulations were homogeneous, with absence of lumps or any phase separation, and also have been approved by a significant number of the panelists.

Orientadores: Carlos Raimundo Ferreira Grosso, Alfredo Vitali / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-26T20:05:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso_FlaviodeSouzaNeves_M.pdf: 12805895 bytes, checksum: 5c98cf64983568a621c301491aa67492 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Finas camadas poliméricas quando aplicadas a microcápsulas podem aumentar o grau de proteção e controlar a liberação de seu conteúdo. Microcápsulas de amido, contendo gelatina como material ligante, obtidas por processo de spray dryer foram preenchidas por adsorção com óleo de peixe comercial e posteriormente recobertas com gelatina e pectina e baixo teor de esterificação e cloreto de cálcio visando a formação de um filme de pectato de cálcio ou de gelatina em um sistema de leito fluidizado desenvolvido com a finalidade de controlar as espessuras das coberturas. Os produtos obtidos foram submetidos a um estudo de vida-de-prateleira em estufa a 45oC com retiradas a cada dois dias durante um período de 10dias. Após a extração foi quantificado o índice de peróxido das amostras. A caracterização morfológica das cápsulas formadas foi acompanhada pela determinação de tamanho médio, distribuição do tamanho de partículas e por observação através da microscopia eletrônica de varredura. O rendimento da encapsulação foi determinado após o processo de secagem. Comparando o tamanho médio das partículas, o processo de cobertura mostrou um acréscimo na espessura da parede das partículas recobertas em relação às partículas sem recobrimento qualquer que apresentaram um tamanho médio de 59,30Ilm. O processo de cobertura com gelatina aumentou o tamanho médio para 88,4llm enquanto as coberturas com 0,4% e 0,8% de pectato de cálcio em relação ao peso do produto seco apresentaram tamanho médio de 94,17 e 120,43Ilm, respectivamente. A morfologia das cápsulas recobertas indicou que o recobrimento não foi homogêneo, podendo-se observar um acúmulo de grânulos durante o processo. Entretanto foi observado que os interstícios entre os grânulos foi preenchido com material de cobertura. O rendimento de encapsulação apresentado foi de 88,87% nas partículas recobertas com gelatina e de 83,81% e 85,92% nas partículas recobertas com 0,4% e 0,8% de pectato de cálcio, respectivamente. A quantificação de peróxidos das amostras analisadas indicou uma rápida deterioração do material de recheio de todas as amostras recobertas. A alta sensibilidade a oxidação do óleo de peixe e a exposição a intensa a corrente de ar durante o processo de recobrimento podem ter sido responsáveis pela aceleração do processo de autoxidação / Abstract: Thin polymeric layers, when applied to microcapsules, can increase the degree of protection and control the release of the contents. Starch microcapsules containing gelatin as binding material, obtained by spray drying, were filled with commercial fish oil by adsorption, and subsequently encapsulated, aimed at forming a film either with gelatin or with a mixture of ca1ciurn chloride and pectin with a low degree of esterification, the encapsulation process being conducted in a fluidized bed system, specifically developed to control the thickness of the walI material. The products obtained were submitted to a shelf life study in an incubator at 45°C, removing samples every two days for a period of 10 days. After extraction, the peroxide value of the samples was quantified. The morphological characterization of the capsules was accompanied by a determination of the average size, particle size distribution and by observation under a scanning electron microscope. The encapsulation yield was determined after drying. A comparison of the average size of the encapsulated particles with that of the non encapsulated ones, which presented an average size of 59.30flm, showed an increase in size of the encapsulated particles. Encapsulation with gelatin increased the average size to 88.4flm, whilst encapsulation with 0.4 and 0.8% ca1cium pectate (% in relation to the dry weight of the product), presented an average size of 94.17 and 120.43flm respectively. The morphology of the encapsulated particles indicated that the walI was not homogeneous, an accurnulation of granules during the process being observed. However, the interstices between the granules were shown to be filled with walI material. The encapsulation yield was 88.87% for the particles encapsulated with gelatin, and 83.81 and 85.92% for those encapsulated in 0.4 and 0.8% ca1cium pectate respectively. Quantification of the peroxides in the samples analyzed, indicated a rapid eterioration of the core material for alI the encapsulated samples. The great susceptibility of fish oil to oxidation and the intense exposure to an air current during the encapsulation process, could have been responsible for the acceleration of the auto-oxidation process / Mestrado / Mestre em Alimentos e Nutrição

Orientadores : Kil Jin Park, Sylvio Luis Honorio / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2017-03-22T18:53:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002 / Made available in DSpace on 2017-06-08T18:07:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_ReginaIsabel_D.pdf: 3087309 bytes, checksum: f413534aee2461a2fb45867c131b71c1 (MD5) Previous issue date: 2002 / Doutorado

Os sistemas de liberação de fármacos são parte integrante da investigação farmacêutica. Grande ênfase tem sido dada à utilização de polímeros hidrofílicos naturais como carreadores devido às vantagens inerentes a seu baixo custo, biocompatibilidade e segurança de uso. Os objetivos principais deste trabalho foram a preparação e avaliação de sistemas microparticulados a base de pectina e caseína e o estudo da liberação in vitro do aciclovir contido nas micropartículas. Esses sistemas visam uma liberação prolongada do fármaco aumentando sua biodisponibilidade oral. O efeito de parâmetros como pH, força iônica, viscosidade, proporção e concentração total de polímeros foi avaliado. A melhor condição para ocorrência da coacervação foi determinada por mobilidade eletroforética, rendimento do coacervado e microscopia ótica. A pectina e a caseína podem interagir formando complexos insolúveis. A formação do complexo coacervado foi espontânea e ocorreu em condições brandas no intervalo de pH em que os polímeros encontram-se carregados com cargas opostas. As dispersões foram secas em Spray dryer, resultando em partículas bastante pequenas (6µm) e homogêneas. Através da microscopia ótica foi possível observar que o fármaco se encontrava no interior das micropartículas. O pH (4,0-5,0) do meio influenciou decididamente a formação dos complexos coacervados, e a melhor relação mássica para o par pectina/caseína foi 1:1. Proporções superiores ou inferiores reduziram significativamente a extensão da coacervação. O aumento no teor de sólidos totais (4-8% p/v) bem como a adição de sal (0-120 mMol) não suprimiu a formação ou a estabilidade do sistema. Foram preparadas matrizes hidrofílicas contendo as micropartículas encapsuladas com aciclovir. O estudo de dissolução in vitro demonstrou que a liberação do aciclovir foi mais lenta nos sistemas matriciais e microparticulados do que a do fármaco livre. Entretanto, as matrizes apresentaram perfis de liberação sustentada mais adequados do que os sistemas microparticulados. / Drug delivery systems became an integral part of pharmaceutical research. The use of natural hydrophilic polymers as drug carriers has received considerable attention in the last few years, especially from the viewpoint of cost, environmental concerns and safety. The main purpose of this study was to report and discuss the preparation of a microparticulate system by mixing the negatively charged pectin and the amphoteric casein and also the in vitro evaluation of polymeric microparticulate systems loaded with acyclovir. Such drug delivery system was conceived to prolong the therapeutic activity of acyclovir and increase its oral biovailability.The influence of pH, total biopolymers concentration, viscosity of dispersions, pectin/casein ratio and ionic strength were reported. Zeta potential measurements and dry coacervate yield were used to determine the optimal conditions for complex coacervation and were supplemented by optical microscopy. Pectin/casein in aqueous mixture may interact and form insoluble complexes. The complex formation was spontaneous and occurs under mild conditions. The phenomenon of complex coacervation mainly occurs at a pH range when both polyelectrolytes carry opposite charges. Microparticulate preparations were spray dried and results showed that the microparticles obtained were always quite small, the diameters of 80% of the particles did not exceed 6m, and physicochemical characterization showed that the drug was homogeneously dispersed inside the microparticles. Pectin/casein ratio and pH range were found to mainly affect the microparticles formation and encapsulation efficiency. The complex coacervation was dependent on pH (4,0-5,0) and the optimum pectin/casein ratio was 1:1. Superior or inferior proportion significantly decreased the coacervate yield. Increasing in total biopolymer concentration (4-8% w/v) and salt addition (0-120 mMol) did not inhibit the formation and stability of pectin/casein systems. Hydrophilic matrices containing acyclovir loaded microparticles were also prepared. The in vitro dissolution profile of acyclovir from the microparticulate systems and matrices were slower than that for the free drug. However, the sustained release characteristic was more prominent in matrices than in microparticles formulations

Orientador: Florencia Cecilia Menegalli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-24T19:01:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sartori_Tanara_M.pdf: 26131816 bytes, checksum: bc2fedf638aad16f64ae8424a5a52acb (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A microencapsulação de aditivos alimentícios é uma alternativa para que a sua liberação ocorra de forma controlada, entre outros benefícios, sendo o spray chilling uma técnica de microencapsulação interessante no que diz respeito a materiais de recheio hidrofílicos. A incorporação de aditivos microencapsulados em filmes de polissacarídeo surge como uma nova proposta, a fim de estabilizá-los e liberá-los em condições específicas para o alimento sobre o qual será aplicado. O objetivo do trabalho foi produzir micropartículas lipídicas contendo ácido ascórbico e incorporá-las em filme de amido de banana verde da variedade "Terra". As micropartículas foram produzidas com misturas dos ácidos graxos láurico e oleico em diferentes proporções, como material de parede. A proporção entre o material de parede e o material de recheio também variou. As micropartículas produzidas foram caracterizadas quanto à eficiência de encapsulação total e efetiva, distribuição de tamanho e perfil de liberação. As micropartículas incorporadas nos filmes foram escolhidas a partir da cinética de liberação (maior liberação, menor liberação e liberação intermediária). Os filmes foram produzidos pelo método de casting e caracterizados quanto à umidade, densidade, propriedades mecânicas, cor e opacidade, fração solúvel em água, permeabilidade ao vapor de água e propriedades antioxidantes. O efeito nas propriedades ópticas de maçãs revestidas com cobertura de filmes de amido de banana com micropartículas de ácido ascórbico, também foi avaliado. As características das micropartículas foram mais influenciadas pela proporção entre os ácidos graxos utilizados como material de parede, do que pela proporção entre material de parede e material de recheio. As micropartículas produzidas apresentaram altos valores de eficiência de microencapsulação total, sem diferença significativa entre os experimentos (p>0,05). Os valores de eficiência de encapsulação efetiva e os diâmetros médios das partículas foram diretamente proporcionais à quantidade de ácido oleico presente na mistura. A análise de liberação do recheio em água mostrou que as partículas com quantidade intermediária de ácido oleico no material de parede (20 %) proporcionaram melhor retenção do recheio que os demais ensaios, com liberação de apenas 37 ± 6 % ao final de 2 h. Os filmes aditivados com as micropartículas lipídicas apresentaram menor permeabilidade ao vapor de água, maior resistência à tração e menor alongamento na ruptura, quando comparados ao controle adicionado de ácido ascórbico não encapsulado. As micropartículas atuaram como agentes protetores da atividade antioxidante durante o processo de obtenção dos filmes. As coberturas contendo micropartículas retardaram o escurecimento enzimático das maçãs, mostrando a importância da proteção do ácido ascórbico pela microencapsulação / Abstract: Microencapsulation of food additives is an alternative to their controlled release, among other advantages. Spray chilling can be used when the additives are hydrophilic active ingredients The incorporation of microencapsulated additives in polysaccharide-based film arise as a new proposal in order to stabilize and release them in specific conditions for the food on which will be applied. The objective was to produce lipid microparticles containing ascorbic acid and incorporate them into film starch isolated from plantain bananas of the variety "Terra". The microparticles were produced using mixtures of lauric and oleic fatty acids in different proportions, as lipid carrier. The ratio between the lipid carrier and core material was also varied. The microparticles produced were characterized for total encapsulation efficiency and effective encapsulation efficiency, size distribution and release kinetic in water. The particles were chosen from the release profile for incorporation in the films (higher release, lower release and intermediate release). The films were produced by casting and characterized regarding moisture, density, mechanical properties, color and opacity, water solubility, permeability to water vapor and antioxidant properties. The effect on the optical properties of coated apples with banana starch coating containing microparticles of ascorbic acid was also evaluated. The characteristics of the microparticles were more influenced by the ratio of the fatty acids used as lipid carrier, than by the ratio between the lipid carrier and core material. The microparticles produced higher values of total microencapsulation efficiency without significant difference between experiments (p>0.05). The values of effective encapsulation efficiency and particle average diameters were directly proportional to the amount of oleic acid present in the mixture. The analysis of core release in water showed that the particles with intermediate amount of oleic acid in the lipid carrier (20 %) showed improved retention of the core than the other tests, releasing just 37 ± 6 % after 2 h. Films additivated with lipid microparticles showed lower water vapor permeability, higher tensile strength and lower elongation when compared to control added ascorbic acid unencapsulated. The microparticles acted as protective agents of the antioxidant activity of ascorbic acid during the process of production of films. Coatings containing microparticles retarded the enzymatic browning of apples, showing the importance of the protection of ascorbic acid by microencapsulation / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestra em Engenharia de Alimentos

O alho (Allium sativum L.) é uma planta herbácea reconhecida pelas suas numerosas propriedades medicinais e culinárias. É conhecido por possuir uma grande variedade de funções biológicas que são atribuídas aos compostos organossulfurados particularmente aos tiosulfinatos (R-S-S(O)-R), que contém na sua constituição enxofre. Entre os carboidratos possui inulina que é classificada como prebiótico e como fibra alimentar solúvel por ser resistente a digestão na parte superior do trato intestinal. Neste trabalho foram estudadas as mudanças de cor no alho, atividade antioxidante e degradação de tiosulfinatos em diferentes condições de branqueamento e a secagem do extrato de alho por spray drying usando goma guar parcialmente hidrolisada e goma arábica como encapsulantes. Os bulbilhos do alho foram descascados e cortados em rodelas com diâmetros de 15±2,40mm e espessuras de 1±0,35mm. A seguir as amostras passaram pelo processo de branqueamento, que consistiu em colocar as rodelas em um cesto dentro de um banho com 2 litros de água previamente aquecido a 80 e 90°C. Quanto ao branqueamento em vapor, as rodelas foram distribuídas uniformemente em cestas e colocadas dentro de uma autoclave gerando vapor a 100°C à pressão atmosférica. Foram empregados tempos de 1, 2, 4, 6, 8 e 10 minutos em todos os casos. Verificou-se o efeito do tempo e temperatura de branqueamento sobre a atividade antioxidante, degradação de tiosulfinatos e os parâmetros de cor L*, a* e b*, Chroma e índice de escurecimento, avaliando-se a cinética de degradação e mudanças de cor. Os resultados indicaram que a atividade antioxidante e a concentração de tiosulfinatos diminuíram com o tempo e temperatura. As constantes de velocidade de reação, para perda de tiosulfinatos e atividade antioxidante, estimadas pelo modelo Gompertz modificado e de conversão fracionada, respectivamente, aumentaram com a temperatura de branqueamento, com energias de ativação de 5,68 e 65,12 kJ/mol, respectivamente. Para a estimativa da cinética de destruição dos parâmetros de cor b*, Chroma e índice de escurecimento foi empregado o modelo de conversão fracionada, onde as constantes de velocidade de reação aumentaram com a temperatura de branqueamento com energias de ativação de 31,42, 32,66 e 36,78 kJ/mol, respectivamente. As coordenadas de cor sofreram modificações significativas com o uso do branqueamento. O parâmetro L* aumentou com o tempo de branqueamento, tornando as amostras mais claras. Os parâmetros a* e b* diminuíram com o tempo de branqueamento para todos os tratamentos, obtendo-se amostras mais esverdeadas e mais azuladas. O índice de escurecimento diminuiu com o aumento do tempo e da temperatura de branqueamento. Os resultados da diferença total de cor (ΔE) indicaram que a maior diferença de cor, em relação à amostra in natura, foi no branqueamento com vapor a 100°C a partir dos 8 minutos. A atividade antioxidante não apresentou diferenças significativas após 6 minutos de branqueamento no vapor, e a partir de 8 minutos na água a 90°C e 80°C e, em relação aos tiosulfinatos após 8 minutos de branqueamento para todas as temperaturas. Através da análise multivariada foi possível verificar que após seis minutos de branqueamento a concentração de tiosulfinatos e atividade antioxidante permaneceram estáveis. No estudo da secagem por atomização, a partir das rodelas de alho branqueadas foi obtido um extrato, no qual foi adicionado os agentes encapsulantes goma guar parcialmente hidrolisada e goma arábica, nas concentrações de 5 e 10%, sob constante agitação até completa homogeneização e imediata secagem no spray dryer empregando temperatura de entrada de ar de 140 e 160°C; também foi submetido à secagem o extrato sem a adição de agente encapsulante. Ao estudar as amostras em pó sob diferentes condições de secagem constatou-se que as partículas produzidas sem agente encapsulante apresentaram elevada solubilidade com valores entorno de 99,88±0,11%. Para as amostras encapsuladas com goma guar parcialmente hidrolisada e goma arábica sob diferentes condições de concentração e temperatura os valores de solubilidade foram superiores a 98,52±0,01, e a presença de material de parede acarretou na diminuição da higroscopicidade com o aumento da temperatura de secagem. Para os tratamentos contendo encapsulantes, os valores de L* foram significativamente menores, enquanto para os parâmetros de cor a* e b* as amostras resultaram em ligeiramente esverdeadas e amareladas, o índice de escurecimento aumentou significativamente com a temperatura sendo maior nas amostras sem encapsulantes. Também foi observado em relação aos açúcares que com o aumento da temperatura do ar de secagem os teores de inulina diminuíram e glicose e frutose aumentaram devido à degradação das cadeias de inulina através da reação de decomposição térmica, ou termólise. Quanto aos tiosulfinatos, a sua concentração inicial no alho in natura foi de 21.18±0.11mol/g (m.s.), diminuindo significativamente, após secagem, sendo que as amostras secas sem o uso de goma a 140ºC apresentaram as menores perdas de tiosulfinatos após secagem e maior estabilidade durante a estocagem, assim como para amostras com o emprego de gomas com 10% de concentração e temperatura de 160ºC. As partículas de alho em pó com e sem agente encapsulantes apresentaram diâmetros médios entorno de 10m, caracterizando-se como micropartículas de alta solubilidade, mostraram formato esférico, superfície irregular com algumas concavidades, o que é característico de pós produzidos por atomização. Através da análise de componentes principais foi possível observar que amostras contendo goma guar parcialmente hidrolisada ou arábica a 160°C não apresentaram diferença significativa em relação aos parâmetros estudados. / Garlic (Allium sativum L.) is a bulb known for its many medicinal and culinary properties. It has a wide variety of biological functions, which are attributable to its organosulfur compounds, especially the thiosulfinates (R-S-S(O)-R), which contain sulfur. Garlic also contains inulin, classified as a prebiotic carbohydrate and a soluble food fiber because it resists digestion in the upper intestinal tract. This work looks into the color changes in garlic, its anti-oxidant activity and breakdown of thiosulfinates under different bleaching conditions, and drying garlic extract by spray drying using partially hydrolized guar gum and gum arabic as encapsulants. Garlic bulbs were peeled and cut into 15±2,40mm slices and 1±0,35mm in thickness. Afterwards, the samples underwent bleaching, which consisted of placing the slices in a basket inside a waterbath with two liters of water previously heated to 80 and 90°C. In vapor bleaching, slices were evenly distributed in baskets and placed in an autoclave, generating vapor at 100°C at atmospheric pressure during 1, 2, 4, 6, 8 and 10 minutes for each trial. The effects of bleaching time and temperature on anti-oxidant activity, breakdown of thiosulfinates and L*, a* e b*, Chroma color parameters and darkening rates were analyzed for their breakdown kinetics and color changes. Results showed that anti-oxidant activity and thiosulfinates concentration dropped over time and temperature. Constants in reaction speed, loss of thiosulfinates and anti-oxidant activity, estimated under the modified and fractioned conversion Gompertz model, respectively, increased with bleaching temperature, with activation energy of 5.68 and 65.12 kJ/mol, respectively. The fractioned conversion model was used to estimate the kinetics involved in destroying the b*, Chroma color parameter and darkening rate. The reaction speed constants increased with higher bleaching temperatures with activation energy of 31.42, 32.66 and 36.78 kJ/mol, respectively. The color coordinates underwent significant changes with bleaching. The L* parameter increased with bleaching time, turning the samples lighter in color. The a* and b* parameters dropped with bleaching time for all the treatments, producing greener and bluer samples. The darkening rate dropped with longer bleaching time and higher temperature. Results for total color difference (ΔE) showed that the biggest color difference compared to the raw sample was in vapor bleaching at 100°C after 8 minutes. There was no significant difference in anti-oxidants after 6 minutes of vapor bleaching time and after 8 minutes in water at 90°C and 80°C, and for the thiosulfinates after 8 minutes of bleaching time for all temperatures. By using a varied analysis, it was found that after 6 minutes of bleaching, the thiosulfinates concentration and anti-oxidant activity remained stable. In the study of drying by atomization, an extract was obtained from the bleached garlic slices, to which the encapsulating agents gum arabic and partially hydrolyzed guar gum were added in 5 and 10% concentrations, under constant mixing until full homogenization and immediate drying in the spray dryer using an air input temperature of 140 and 160°C; the extract also underwent drying without adding an encapsulating agent. When studying the powdered samples under different drying conditions, it was found that the particles produced without an encapsulating agent had high solubility with rates of about 99,88±0,11%. For the samples encapsulated with partially hydrolized guar gum and arabic gum under different concentration and temperature conditions, the solubility rates were over 98.52±0.01, and the presence of wall material caused a drop in hygroscopicity with higher drying temperatures. For treatments containing encapsulants, the L* values were significantly lower, while for the a* and b* color parameters the samples were slightly greenish and yellowish, and the darkening rate was significantly greater with higher temperatures in the samples without encapsulants. It was also observed in regard to sugars that as air drying temperatures got higher, the inulin rates dropped and glycose and fructose increased due to the breaking down of inulin chains through a thermal breakdown reaction, or thermolysis. As for the thiosulfinates, initial raw garlic concentration was 21.18±0.11mmol/g (m.s.), dropping significantly after drying. The samples dried at 140ºC without the use of gum showed the lowest loss of thiosulfinates after drying and the highest stability during storage, as well as for the samples using gums at 10% concentration and 160ºC temperature. The powdered garlic particles, with and without an encapsulating agent, had average diameters of about 10mm with characteristics of highly soluble microparticles and where round in shape, displaying an irregular surface with some indentations, which is characteristic of powders produced by atomization. By analyzing the main components, it was found that samples containing partially hydrolized guar or arabic gum at 160°C did not show significant differences in relation to the parameters studied.

Orientadores: Lucia Helena Innocentini Mei, Sergio Persio Ravagnani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:52:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cruz_MariaClaraPinto_D.pdf: 5943553 bytes, checksum: b12150e79224fd5dadd1465609f322d1 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Neste trabalho as análises de difusão de oxitetracilina (OTC) como espécie ativa, foram realizadas a 37 +/- 0,5 °C; em soluções tampão pH=7,4 e 1,2, condições estas similar ao trato gastro-intestinal, com microesferas de alginato de cálcio; microcápsulas de alginato de cálcio coacervado com quitosana (baixa, média e alta viscosidade); microcápsulas de alginato de cálcio coacervada com a quitosana baixa viscosidade, e revestidas com o polietileno glicol - PEG (2000, 4600 e 10000); microcápsulas de alginato de cálcio revestidas com o PEG e, finalmente, microcápsulas de alginato de cálcio revestidas com EUDRAGIT®. Na primeira parte do trabalho, priorizou-se o estudo da estrutura, sequência e composição das unidades repetitivas dos biopolímeros alginato e quitosana, as quais certamente exercem profunda influência na liberação controlada do fármaco. Na segunda parte, o coeficiente de difusão (D) de OTC foi calculado através de equações estabelecidas por Crank, para difusão em esferas, que seguem a segunda lei de Fick. Considerou-se a difusão do interior para o exterior das micropartículas, utilizando o método dos mínimos quadrados e método iterativo de Newton Raphson para ajuste dos dados. Foi verificado que o modelo matemático para a difusão de OTC tem uma representatividade muito boa em meio básico, mesmo com o efeito de disparo de OTC em forma de cristais alojados na superfície das micropartículas, conforme observado por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). No entanto, em meio ácido, o ajuste não foi o esperado, pois fatores como a alta solubilidade do fármaco no meio; além da presença de fissuras nas microesferas, devido aos cristais na superfície, contribuíram para que o perfil desviasse do obtido em outros meios, resultando em um comportamento não-Fickiano. Finalmente, observou-se a possibilidade de modulação da velocidade de liberação nos diversos tipos de microesferas / Abstract: Diffusion studies of oxytetracycline (OTC) entrapped in microbeads of calcium alginate, calcium alginate coacerved with chitosan (high, medium and low viscosity) and calcium alginate coacerved with chitosan low viscosity, covered with Poly (ethylene glycol) - PEG (2 000, 4 600 and 10 000) and alginate covered with EUORAGITI®, were carried out at 37 +/- 0.5 °C, in buffer solutions at pH 7.4 and pH 1.2, similar to the conditions of the gastric-intestinal system. The diffusion coefficient, or diffusivity (D), of OTC was calculated by equations provided by Crank for diffusion, which follows Fick's second law, considering the diffusion from the inner parts to the surface of the microbeads. The least square and the Newton Raphson methods were used to obtain the diffusion coefficients. The microbeads swelling in pH 7.4 and OTC diffusion is classically Fickian, suggesting that the OTC transport, in this case, is controlled by the exchange rates of free water and relaxation of calcium-alginate chains. In case of acid media, it was observed that the phenomenon did not follow Fick's law, due probably to the high solubility of the OTC in this environment and the presence of cracks formed during the drying process of the microbeads. It was possible to model the release rate of OTC in several types of microbeads / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Julian Martínez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-26T22:24:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aguiar_AnaCarolina_D.pdf: 3211663 bytes, checksum: 1dba9003e81cefba0f37a83236458c50 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Neste trabalho a caracterização, a extração e o encapsulamento de extratos de pimentas Capsicum com tecnologia supercrítica foram estudados. Inicialmente, 20 variedades de pimentas foram caracterizadas quanto à concentração de capsaicinoides. Foi observada uma grande variação entre a composição dos capsaicinoides, sendo que a capsaicina e a dihidrocapsaicina foram os compostos majoritários. Com base nos resultados obtidos, foram selecionadas duas pimentas para obtenção de extratos com dióxido de carbono (CO2) supercrítico: a pimenta malagueta para extração de capsaicinoides e a pimenta biquinho para a extração de capsinoides. No que diz respeito à extração supercrítica (SFE) de pimenta malagueta, verificou-se que as concentrações mais elevadas de capsaicinoides foram obtidas com as menores pressões, indicando que pode haver competição entre capsaicinoides e outros compostos solúveis no CO2 supercrítico à pressões mais elevadas. O maior rendimento global foi obtido nas maiores pressões devido ao aumento da densidade do solvente. A pimenta biquinho apresentou uma concentração considerável de capsinoides. O processo de SFE com CO2 resultou em baixos rendimentos globais de extração quando comparado com os resultados obtidos empregando métodos a baixa pressão. Por outro lado, o extrato obtido com a menor densidade do CO2 apresentou uma alta concentração de capsinoides, sugerindo que o CO2 supercrítico sem cossolventes pode ser empregado para a obtenção destes compostos. Adicionalmente, foi realizada uma estimativa de custos de manufatura dos extratos supercríticos de pimenta malagueta nas condições otimizadas de extração (15 MPa e 40 °C) e o resultado obtido foi comparado com o valor comercial de um extrato com as mesmas características. Verificou-se que o processo de SFE de oleorresina de pimenta malagueta pode ser economicamente viável. Em uma segunda etapa, uma unidade de precipitação pelos métodos Antissolvente Supercrítico (SAS) e Extração Supercrítica de Emulsões (SFEE) foi desenvolvida e avaliada quanto ao desempenho de precipitação do poli(ácido lático) (PLLA) puro e coprecipitação de PLLA e ?-caroteno por SAS, e formação de partículas em suspensão de Hi-Cap 100® de oleorresina de pimenta malagueta por SFEE. Os ensaios de SAS para precipitação do PLLA puro e coprecipitação do PLLA com ?-caroteno resultaram em partículas com distintas morfologias em função das condições operacionais empregadas. Embora não tenha sido possível avaliar a influência dos parâmetros operacionais nas partículas obtidas por SAS, a realização dos experimentos foi fundamental para atestar o funcionamento da unidade desenvolvida. As emulsões formadas por ultrassom apresentaram alta estabilidade e a partir dos ensaios cinéticos determinou-se que o tempo apropriado de injeção na coluna de precipitação era de 10 min após a emulsificação. Os ensaios de SFEE resultaram em suspensões com baixa porcentagem de retenção de capsaicinoides, possivelmente devido à alta taxa de extração desses compostos durante a SFE e à perda de oleorresina verificada no frasco de coleta. Quanto ao teor de solvente residual, observou-se que quanto menor a perda de oleorresina, maior a concentração de solvente na suspensão. O diâmetro médio das partículas em suspensão apresentou pouca variação em relação ao diâmetro médio das emulsões injetadas, indicando que o tamanho de partícula está mais relacionado com o tamanho e natureza das gotículas de emulsão do que com as condições de transferência de massa do processo / Abstract: The characterization, extraction and encapsulation of extracts from Capsicum peppers with supercritical technology were studied. Initially, 20 varieties of peppers were characterized in terms of concentration of capsaicinoids. A large variation in the composition of capsaicinoids was observed, whereas capsaicin and dihydrocapsaicin were the major ones. Based on these results, two peppers were selected to obtain extracts with supercritical carbon dioxide (CO2): malagueta for capsaicinoids extraction and biquinho to capsinoids extraction. Regarding the supercritical fluid extraction (SFE) of malagueta pepper, higher concentrations of capsaicinoids were obtained at lower pressures, indicating that there may be competition between capsaicinoids and other compounds soluble in supercritical CO2 at higher pressures. The global yield was greater at higher pressures due to the increase of the solvent density. The extracts from biquinho pepper showed a considerable concentration of capsinoids. The SFE process with CO2 resulted in global extractions yields lower than those obtained using low pressure extraction methods. Moreover, the extract obtained at lower CO2 density had a high concentration of capsinoids, which suggests that supercritical CO2 without cosolvents may be employed to obtain these compounds. Additionally, an estimate of the manufacturing cost of supercritical extracts of malagueta peppers at the optimized conditions (15 MPa and 40 °C) was performed and the result was compared with the commercial value of an extract with the same characteristics. It was found that the SFE process of malagueta pepper oleoresin may be economically viable. In a second stage, a unit of precipitation by Supercritical Antisolvent (SAS) and Supercritical Fluid Extraction of Emulsions (SFEE) methods was developed and evaluated in terms of the precipitation performance of pure PLLA and coprecipitation of poly(lactic acid) (PLLA) and ?-carotene by SAS, and particle formation in suspensions of Hi-Cap 100® and malagueta pepper oleoresin by SFEE. The SAS experiments for precipitation of pure PLLA and coprecipitation of PLLA with ?-carotene resulted in particles with different morphologies when comparing the operating conditions. Although it was not possible to evaluate the influence of operating parameters on the particles obtained by SAS, the experiments were important to demonstrate the operation of the assembled precipitation unit. The emulsions formed by ultrasound showed high stability, and from kinetic experiments it was determined that the appropriate injection time in the precipitation column was 10 min after emulsification. The SFEE experiments resulted in suspensions with low retention percentage of capsaicinoids, possibly due to the high rate of extraction of these compounds during the SFE and the loss of oleoresin verified in the collection flask. Regarding the residual solvent content in the suspensions, it was observed that the smaller the loss of oleoresin, the higher the solvent concentration in the suspension. The average mean diameter of the particles in suspension showed little variation from the average mean diameter of the injected emulsion, indicating that the particle size is more related to the size and nature of the emulsion droplets than to the mass transfer conditions of the process / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutora em Engenharia de Alimentos

Os fungos filamentosos são utilizados em larga escala na produção de produtos biotecnológicos na indústria devido a sua versatilidade e um dos exemplos são as peptidases que representam uma das principais classes de enzimas hidrolíticas. As peptidases são hidrolases que catalisam a quebra das ligações peptídicas das proteínas e que nos microrganismos são responsáveis por funções fisiológicas e patológicas, além de ter muitas aplicações em diversos campos industriais. Neste estudo foram analisados diferentes bioprocessos fermentativos para produção de peptidases pelo fungo Aspergillus terreus. Este microrganismo foi capaz de produzir peptidases em ambos os bioprocessos, sólido ou submerso, obtendo melhor performance e o pico de produção no bioprocesso fermentativo sólido de valor 677U/mL, nas condições 5g de farelo de trigo, 72 horas, 30°C e 75% de umidade. Utilizando o bioprocesso fermentativo submerso também obtivemos resultados satisfatórios com pico de atividade de 360U/mL, nas condições de meio padrão suplementado com Caseína 0,5%, 72 horas e 35°C. A caracterização bioquímica parcial dos extratos dos dois bioprocessos mostrou semelhanças entre algumas características das enzimas produzidas como a faixa extensa de pH ótimo abrangendo regiões ácidas, neutra e alcalinas, temperatura ótima pontual de 55°C e perfil de inibição pelo PMSF e EDTA. Contudo, os perfis de estabilidade (pH e temperatura) e comportamento frente a adição de íons apresentaram respostas diferentes entre si, o que sugere a produção de enzimas diferentes produzidas pelo mesmo fungo em meios distintos. A microencapsulação por Spray Drying como processo de estabilização foi satisfatória obtendo rendimentos de 37,5-58,2% e com níveis acima de 50% de atividade enzimática. Em contrapartida, a imobilização enzimática demonstrou ser eficaz na etapa de ligação ao suporte, mas não foi capaz de estabilizar a enzima presente no extrato, o que ficou caracterizado pela perda de atividade proteolítica. / Filamentous fungi are extensively used in the production of biotechnological products in industry because of their versatility and one of the examples are peptidases which constitute a major class of hydrolytic enzymes. The peptidases are hydrolases which catalyze the cleavage of peptide bonds of proteins and microorganisms that are responsible for the physiological and pathological roles, in addition to having many applications in various industrial fields. This study evaluated various bioprocesses for fermentative production of peptidases by the fungus Aspergillus terreus. This microorganism was able to produce peptidase in both bioprocess, solid or submerged, achieving better performance in the solid bioprocess with peak of production of 677U/mL under the conditions 5g wheat bran, 72 hours, 30°C and 75% humidity . Using submerged fermentation bioprocess we also obtained satisfactory results with peak of activity of 360U/mL with conditions of standard medium supplemented with 0.5% casein, 72 hours and 35°C. Biochemical characterization of the two partial purified extracts showed similarities between some characteristics of the enzymes produced, as large optimum pH range spanning regions acidic, neutral and alkaline point temperature optimum of 55 ° C and the inhibition profile of PMSF and EDTA. However, the stability profiles (pH and temperature) and behavior in addition ions showed different responses to each extract, which suggests the production of different enzymes in different ways. Microencapsulation by Spray Drying and stabilization process was obtaining satisfactory yields of 37.5 to 58.2%, with levels above 50% of enzyme activity. In contrast, the enzyme immobilization step was effective in bonding the support, but was not able to stabilize the enzyme present in the extract, which was characterized by the loss of proteolytic activity