Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aim of this work was the development of nanostructured formulations containing M. alternifolia essential oil. Polymeric nanocapsules and nanoemulsions (10 mg/mL) were prepared by the interfacial deposition of preformed polymer method and spontaneous emulsification, respectively. The formulations were evaluated in relation to their physicochemical characteristics (particle size, polydispersity index, zeta potential, pH and oil content). Formulations presented oil content of about 96%, nanometric mean size (160-220 nm), polydispersity index below 0.25 and negative zeta potential. The pH values were 6.43 ± 0.37 and 5.98 ± 0.00 for nanoemulsions and nanocapsules, respectively. The inclusion of oil in nanocapsules showed higher protection against volatilization. The analysis of mean size and polydispersity index of the formulations presented no significant alteration during 60 days of storage time (at 25 °C, protected from light). The in vitro antifungal activity of the formulations was evaluated through the study of the inhibition growth profile of Candida albicans yeast. In addition, the antifungal activity against Trichophyton rubrum was studied using two different in vitro models of dermatophyte nail infection. The effect of nanostructures on the growth curve of C. albicans showed inhibition and control of its growing. Nail infection models demonstrated the ability of the formulations in reducing the T. rubrum growth, and the inclusion of oil in nanocapsules was more efficient. The development of hydrogels containing the nanostructured systems were carried out. The semisolid formulations showed adequate properties for topical administration. The topical antiedematogenic effect was evaluated by ear thickness measurement before and 24 h after UVB radiation. Hydrogels containing the colloidal systems showed effect, unlike to hydrogel containing the free oil. The in vivo healing effect of hydrogels was evaluated by regression of the wound in the rat skin. Hydrogel containing the nanocapsules presented higher activity in comparison to the positive control (hydrogel containing allantoin). Analyses of the oxidative stress showed an increase of glutathione, vitamin C and catalase levels after the treatment with the hydrogel containing the nanocapsules prepared with melaleuca essential oil. / O principal objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de formulações nanoestruturadas contendo o óleo essencial de Melaleuca alternifolia. Suspensões de nanocápsulas poliméricas e nanoemulsões (10 mg/mL) foram preparadas pelos métodos de deposição interfacial de polímero pré-formado e emulsificação espontânea, respectivamente, e avaliadas em relação as suas características físico-químicas (tamanho de partícula, índice de polidispersão, potencial zeta, pH e determinação do conteúdo de óleo). As formulações apresentaram rendimento em óleo de, aproximadamente, 96%, diâmetro médio nanométrico (160-200 nm), índice de polidispersão inferior a 0,25 e potencial zeta negativo. Os valores de pH foram de 6,43 ± 0,37 e 5,98 ± 0,00 para nanoemulsões e suspensões de nanocápsulas, respectivamente. A nanoencapsulação do óleo apresentou uma maior proteção deste frente à volatilização. As análises de tamanho médio de partícula e índice de polidispersão não apresentaram alterações durante 60 dias de armazenamento, a uma temperatura de 25 °C, ao abrigo da luz. A avaliação da atividade antifúngica das formulações foi realizada, através do estudo do perfil de inibição do crescimento da levedura de Candida albicans. Adicionalmente, a atividade antifúngica também foi testada frente ao Trichophyton rubrum, utilizando dois diferentes modelos de infecção ungueal. O efeito das nanoestruturas na curva de crescimento da levedura demonstrou inibição e controle do crescimento. Nos modelos de infecção de unha foi possível evidenciar a habilidade das formulações em reduzir o crescimento do T. rubrum, obtendo-se resultados promissores para as nanocápsulas. O estudo de desenvolvimento de hidrogéis contendo os sistemas nanoestruturados propostos neste trabalho foi, também, realizado. As formulações semissólidas desenvolvidas apresentaram propriedades adequadas para aplicação tópica. Ainda, o efeito antiedematogênico tópico foi avaliado pela medida da espessura da orelha de camundongos antes a após 24 horas de exposição à radiação. Os hidrogéis contendo os sistemas coloidais desenvolvidos demonstraram atividade, ao passo que o gel contendo o óleo livre não apresentou efeito. Adicionalmente, o efeito cicatrizante in vivo dos hidrogéis foi avaliado através da regressão da área da ferida na pele de ratos. No modelo de cicatrização, o hidrogel contendo as nanocápsulas apresentou atividade superior ao controle positivo (hidrogel contendo alantoína). Análises de marcadores de estresse oxidativo demonstraram aumento nos níveis de glutationa, vitamina C e catalase após o tratamento com o hidrogel contendo as nanocápsulas preparadas com o óleo essencial de melaleuca.

Many attempts have been made to make cancer therapy more selective and less detrimental to the health of the patients. Nanoparticles have emerged as a way to solve some of the problems of traditional chemotherapy. Nanoparticles can provide protection for the therapeutic from degradation or clearance, as well as protection to healthy tissue from the damaging effects of chemotherapy drugs. Researchers are pursuing different strategies but all have the same goals of improving the outcomes of cancer patients. The field of controlled release of drugs has increased significantly in hopes of better treating diseases like cancer. Improved control of drug release has great potential for improving patient outcomes. Still there exist certain barriers such as circulation time, cell specificity, and endosomal escape.In this study a novel drug delivery vehicle was studied in vitro. The novel construct consisted of a liposome containing perfluorocarbon emulsions—an eLiposome—that was activated by ultrasound to break open on demand. Two targeting moieties were attached to the eLiposome to increase cell specificity and induce endocytosis. These studies determined the localization of eLiposomes in vitro using flow cytometry and confocal microscopy. Results indicated that eLiposomes modified with a targeting moiety attached to HeLa cells to a greater extent than non-targeting eLiposomes. Confocal images indicated localization of eLiposomes around the membrane of cells. Flow cytometer results indicated that ultrasound does in fact disrupt the eLiposomes but evidence of significant delivery to the cytoplasm was not obtained. However cells that were incubated with eLiposomes for 24 hours showed over 60% of the cells had green color association indicating eLiposome uptake.

Tesis por compendio / New tendencies in the development of innovative food packages could affect product microbial stability during storage. In this sense, antifungal systems such as emulsions, nanoemulsions and mesoporous silica supports, may be promising alternatives to preserve the product quality without having to apply further thermal treatments. The formulation of stable antifungal systems and the optimisation of the methodology to be employed to prepare these systems play an important role in: i) their antifungal effectiveness; ii) bioactive compounds losses during their preparation; and iii) their impact on the food product's sensory profile. Nanoemulsions prepared with essential oils generally presented higher antifungal effect than free essential oils applied at the same concentrations. Furthermore, the emulsifier played a key role in the resulting antifungal activity. Whey protein isolated-based nanoemulsions were more effective in inhibiting mycelial mould growth and spore germination than Tween 80-based ones. The great in vitro effectiveness of nanoemulsions to control mould development allowed to check their application to food products, and strawberry jam was selected as the food matrix. To this end, clove and cinnamon leaf emulsions were incorporated into strawberry jams to control fungal decay. Although these emulsions were able to reduce jam spoilage, their incorporation negatively affected the aroma, taste and the overall acceptance of the jam. Regarding the methodology employed to prepare oil-in-water emulsions, the magnetic stirring and high pressure homogenisation combination was the most effective to reduce essential oil losses. Moreover, stable cinnamon bark-xanthan gum emulsions with good in vitro antifungal properties against the target fungi were obtained. Despite the promising use of cinnamon bark emulsions to control fungi decay in strawberry jam, their incorporation negatively affected the product's aroma, taste and overall acceptance. Given the strong impact of essential oils on the food product's sensory profile, two new approaches were investigated: i) combinations of different antifungal compounds in emulsions; and ii) immobilisation of bioactive compounds on mesoporous silica surfaces. The cinnamon bark essential oil, zinc gluconate and trans-ferulic acid combination allowed the obtention of a product considered microbiologically acceptable and with good organoleptic characteristics. However, total mould inhibition was not achieved. Consequently, the antifungal and sensory properties of the bioactive agents (eugenol and thymol) immobilised on mesoporous silica surfaces were studied. The preparation of jams with eugenol immobilised on MCM-41 microparticles induced better control of the fungal inhibition compared with the samples functionalised with thymol. The sensory analysis of the jams after incorporating the solids revealed that eugenol and thymol immobilisation cushioned the impact of these compounds on the jam flavour profile. / Las nuevas tendencias en el desarrollo de envases alimentarios innovadores podrían afectar a la estabilidad microbiana del producto durante el almacenamiento. En este sentido, sistemas antifúngicos tales como emulsiones, nanoemulsiones y soportes mesoporosos de sílice pueden ser alternativas prometedoras para preservar la calidad del producto sin tener que aplicar otros tratamientos térmicos. La formulación de sistemas antifúngicos estables y la optimización de la metodología a emplear para preparar estos sistemas, tienen un papel importante en: i) su eficacia antifúngica; ii) pérdidas de los compuestos bioactivos producidas durante su preparación; y iii) su impacto en el perfil sensorial del producto alimenticio. Las nanoemulsiones preparadas con aceites esenciales presentaron por norma general un mayor efecto antifúngico que los aceites libres aplicados a las mismas concentraciones. Asimismo, el tipo de emulsionante utilizado desempeñó un papel clave en la actividad antifúngica de las nanoemulsiones. Las nanoemulsiones preparadas con proteína de suero de leche fueron más eficaces en la inhibición del crecimiento micelial y en la germinación de las esporas que las formuladas con Tween 80. La gran eficacia in vitro de las nanoemulsiones en el control del desarrollo de moho permitió evaluar su aplicación en productos alimenticios, siendo seleccionada la confitura de fresa como matriz alimenticia. Con este fin, las emulsiones de los aceites esenciales de clavo y de hoja de canela fueron incorporadas a las confituras de fresa con el fin de controlar el deterioro fúngico. A pesar de que estas emulsiones fueron capaces de reducir el deterioro fúngico de las confituras de fresa, su incorporación afectó negativamente al aroma, el sabor y la aceptación global de la confitura. En cuanto a la metodología empleada para preparar emulsiones aceite-agua, la combinación de agitación magnética y homogeneización por altas presiones fue la más eficaz para reducir las pérdidas de aceite esencial. Asimismo, se obtuvieron emulsiones estables con una alta capacidad antifúngica, determinada in vitro, frente a los hongos objeto de estudio. A pesar del prometedor uso de las emulsiones de aceite esencial de la corteza de canela en el control del deterioro fúngico de las confituras de fresa, su incorporación al alimento afectó negativamente al aroma, sabor y aceptación global del producto. Debido al gran impacto de los aceites esenciales en el perfil sensorial del producto alimenticio, se investigaron dos nuevos enfoques: i) combinaciones de diferentes compuestos antifúngicos en emulsiones; y ii) inmovilización de compuestos bioactivos sobre superficies de sílice mesoporosas. La combinación de aceite esencial de corteza de canela, el gluconato de zinc y el ácido trans-ferúlico permitió la obtención de un producto considerado microbiológicamente aceptable con buenas características organolépticas pero no se consiguió la inhibición total del crecimiento de moho. Por ello, se estudiaron las propiedades antifúngicas y sensoriales de agentes bioactivos (eugenol y timol) inmovilizados sobre superficies de sílice mesoporosas. La preparación de las confituras con eugenol inmovilizado en las micropartículas de MCM-41, mostró un mejor control de la inhibición fúngica en comparación con las muestras preparadas con timol funcionalizado. El análisis sensorial de las muestras tras la incorporación de los sólidos a la confitura de fresa, reveló que la inmovilización de eugenol y timol reduce el impacto sensorial de estos compuestos en confituras de fresa. / Les noves tendències en el desenvolupament d'envasos alimentaris innovadors podrien afectar l'estabilitat microbiana del producte durant l'emmagatzematge. En aquest sentit, sistemes antifúngics com les emulsions, nanoemulsions i suports mesoporosos de sílice poden ser alternatives prometedores per preservar la qualitat del producte sense haver d'aplicar altres tractaments tèrmics. La formulació de sistemes antifúngics estables, així com l'optimització de la metodologia a emprar per preparar aquests sistemes, tenen un paper important en: i) la seva eficàcia antifúngica; ii) pèrdues dels compostos bioactius produïdes durant la seva preparació; i iii) el seu impacte en el perfil sensorial del producte alimentari. Les nanoemulsions preparades amb olis essencials van presentar per norma general, un major efecte antifúngic que els olis lliures aplicats a les mateixes concentracions. Així mateix, el tipus d'emulsionant utilitzat va tenir un paper clau en l'activitat antifúngica de les nanoemulsions. Les nanoemulsions preparades amb proteïna de sèrum de llet van ser més efectives en la inhibició del creixement micelial i en la germinació de les espores que les formulades amb Tween 80. La gran eficàcia in vitro de les nanoemulsions en el control del desenvolupament de fongs va permetre avaluar la seva aplicació a productes alimentaris, sent seleccionada la confitura de maduixa com a matriu alimentària. Amb aquesta finalitat, les emulsions dels olis essencials de clau i de fulla de canyella van ser incorporades a les confitures de maduixa per tal de controlar el deteriorament fúngic. Tot i que aquestes emulsions reduïren el deteriorament fungic de les confitures de maduixa, la seva incorporació va afectar negativament a l'aroma, el sabor i l'acceptació global de la confitura. Pel que fa a la metodologia emprada per preparar emulsions oli-aigua, la combinació d'agitació magnètica i homogeneïtzació per altes pressions va ser la més eficaç per reduir les pèrdues d'oli essencial. A més, es van obtenir emulsions estables amb una alta capacitat antifúngica, determinada in vitro, davant dels fongs objecte d'estudi. Malgrat el prometedor ús de les emulsions d'oli essencial de l'escorça de canyella en el control del deteriori fúngic de les confitures de maduixa, la seva incorporació a l'aliment va afectar negativament a l'aroma, sabor i acceptació global del producte. A causa del gran impacte dels olis essencials en el perfil sensorial del producte alimentari, es van investigar dos nous enfocaments: i) combinacions de diferents compostos antifúngics en les emulsions; i ii) immobilització de compostos bioactius sobre superfícies de sílice mesoporoses. La combinació d'oli essencial d'escorça de canyella, el gluconat de zinc i l'àcid trans-ferúlic va permetre l'obtenció d'un producte considerat microbiològicament acceptable amb bones característiques organolèptiques però no es va aconseguir la inhibició total del creixement del fong. Per això, es van estudiar les propietats antifúngiques i sensorials d'agents bioactius (eugenol i timol) immobilitzats sobre superfícies de sílice mesoporoses. La preparació de les confitures amb eugenol immobilitzat en les micropartícules de MCM-41, va mostrar un millor control de la inhibició fúngica en comparació amb les mostres preparades amb timol funcionalitzat. L'anàlisi sensorial de les mostres després de la incorporació dels sòlids a la confitura de maduixa, va revelar que la immobilització de eugenol i timol redueix l'impacte sensorial d'aquests compostos en confitures de maduixa. / Ribes Llop, S. (2017). Study of different antifungal systems to preserve strawberry jams against fungi spoilage [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/82306 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales / Compendio

A nanotecnologia é aplicada em praticamente todos os setores da ciência, incluindo a área cosmética. Nanoemulsões apresentam-se mais estáveis do que macroemulsões, possuem boa espalhabilidade e facilitam a penetração de ativos na pele. O óleo de babaçu (Orbignya oleifera) é utilizado no tratamento de várias afecções da pele, devido às propriedades anti-inflamatória, cicatrizante e antiséptica. O extrato de sementes de Areca catechu inibe a produção de elastase e colagenase, enzimas responsáveis pela flacidez e perda de elasticidade da pele no envelhecimento. Além disso, possui ação antioxidante, anti-hialuronidase, estimulante da proliferação de fibroblastos e inibidor da melanogênese. Outro extrato muito utilizado em cosméticos é o de raízes de Glycyrrhiza glabra que possui atividade antioxidante, anti-inflamatória, adstringente, bactericida e inibidor da tirosinase. Já o extrato de portulaca (Portulaca oleracea), possui propriedades anti-alérgica, anti-inflamatória, anti-irritante e cicatrizante. Nesta pesquisa, desenvolveu-se nanoemulsões contendo óleo de babaçu adicionadas ou não de extratos vegetais e avaliou-se a estabilidade físico-química e propriedades biológicas das mesmas, como potencial antioxidante, anti-irritante, anti-inflamatório, influência na hidratação, valor de pH e oleosidade cutânea. A ordem de adição dos componentes, temperatura, velocidade e tempo de agitação foram críticos na obtenção das nanoemulsões. No estudo de estabilidade acelerada, a 45°C, observou-se alteração significativa dos valores de diâmetro dos glóbulos, pH e condutividade elétrica no final de 120 dias, além da ocorrência simultânea dos processos de Ostwald ripening e coalescência nas duas nanoemulsões. Os extratos de areca, alcaçuz e a formulação aditivada apresentaram atividade antioxidante pelos métodos DPPH e xantina oxidase. Nos testes in vitro de irritação, as formulações foram classificadas como ligeiramente irritantes e não-irritantes pelos métodos HET-CAM e RBC, respectivamente. Por meio dos testes in vivo, observou-se que ambas as formulações apresentaram atividade anti-inflamatória, hidratante, aumento da oleosidade e nenhuma alteração no valor de pH cutâneo. Os resultados obtidos sugerem a segurança e eficácia do uso destas nanoemulsões após exposição solar. / Nanotechnology is applied in all science fields, including the cosmetic. Nanoemulsions are more stable than macroemulsions, have good spreadability and facilitate the active skin penetration. Babassu oil (Orbignya oleifera) is used to treat various skin disorders due to anti-inflammatory, healing and antiseptic properties. Areca catechu seed extract inhibits the collagenase and elastase production, enzymes responsible for sagging and loss of skin elasticity in aging. It also has antioxidant, anti-hyaluronidase, and melanogenesis inhibitor properties. Another extract often used in cosmetics is the Glycyrrhiza glabra roots extract. It has antioxidant, anti-inflammatory, adstringent, antibacterial and tyrosinase inhibitor activities. Yet the portulaca (Portulaca oleracea) extract is anti-allergic, anti-inflammatory, anti-irritant and healing. In this research, babassu nanoemulsions with or without extracts were developed and evaluated for physicochemical stability and biological properties as antioxidant, anti-irritant, anti-inflammatory, hydration, pH value and oily skin. The components addition order, temperature, stirring and time speed were critical in obtaining the nanoemulsions. In accelerated stability tests at 45°C, there was significant change in the droplets size, pH and electrical conductivity values at the end of 120 days. In addition, the Ostwald ripening and coalescence processes occurred simultaneous in nanoemulsions. The areca, licorice and the formulation containing this extracts showed antioxidant activity by DPPH and xanthine oxidase methods. In vitro tests of irritation, the formulations were classified as slightly irritating and non-irritating by HET-CAM and RBC methods, respectively. Both nanoemulsions showed anti-inflammatory, moisturizing characteristic, increased oiliness and none changing in the pH skin value. The results obtained suggest the safety and efficacy of these nanoemulsions after sun exposure.

A quercetina é um flavonoide com alta atividade antioxidante reconhecida. Devido a este fato, a indústria alimentícia tem buscado alternativas para a aplicação deste bioativo como antioxidante em matrizes alimentícias. No entanto, incorporar a quercetina em formulações alimentícias pode ser desafiador, pois sua molécula tem relativo grau de hidrofobicidade. Os métodos de encapsulação em nanoemulsões podem tornar viável a proteção do flavonoide, bem como permitir sua dispersibilidade em meios aquosos . O objetivo do presente trabalho foi produzir nanoemulsões (fase oleosa: óleo de girassol) encapsulando quercetina pelo método do ponto de inversão da emulsão (EIP, emulsion inversion point), determinando parâmetros de operação que viabilizem um futuro escalonamento do processo, e a realização de um estudo de caso sobre a incorporação das nanodispersões em patê de frango. Os parâmetros de produção que foram avaliados foram : tipo e concentração de tensoativo (razão SOR, razão tensoativo:óleo), concentração de óleo, concentração de cosolvente e velocidade de agitação. Foram produzidas nanoemulsões utilizando dois tensoativos diferentes, Tween 80 e Brij 30. As porcentagens de quercetina encapsulada foram 0,15 e 0,30% (m/m). Dentre estas, a concentração de 0,30% foi a mais viável para a aplicação no patê de frango, por apresentar melhor distribuição de tamanho de gotícula (diâmetro hidrodinâmico), não apresentar variação significativa de oxidação lipídica e maior conservação da quercetina encapsulada por um período de 90 dias. Os valores de tensão interfacial obtidos mostram que a quercetina provoca abaixamento da tensão interfacial do sistema, o que pode indicar que a quercetina forma um complexo com os tensoativos utilizados, fato que influencia decisivamente na sua localização nas nanogotas. Das formulações testadas para patê de frango contendo quercetina, apenas a formulação usando quercetina livre não apresentou boa avaliação nos itens cor e sabor. Tal resultado justifica a necessidade da incorporação da quercetina em nanoemulsões para não causar alterações sensoriais no produto. / Quercetin is a flavonoid with recognized high antioxidant activity Due to this fact, the food industry has been trying to use it as an alternative as a preservative in food matrices. However, incorporating quercetin into food formulations may be challenging due to its relative degree of hydrophobicity. Encapsulation methods in nanoemulsions may render the protection of the flavonoid viable, as well as enable its dispersibility in aqueous media. The objective of the present study was to produce nanoemulsions (oil phase: sunflower oil) encapsulating quercetin by the emulsion inversion point method (EIP), determining operating parameters that enable a future process scale-up. A case study on the incorporation of nanodispersions into chicken patê was also carried out. The production parameters evaluated were: type and concentration of surfactant (SOR ratio, surfactant:oil ratio), soybean oil concentration, cosolvent concentration and stirring speed. Nanoemulsions were produced using two different surfactants, Tween 80 and Brij 30. The percentages of encapsulated quercetin were 0.15 and 0.30% (m / m). Among these, the concentration of 0.30% was the most feasible for application in chicken pâté, since it presented better droplet size distribution (hydrodynamic diameter), did not present significant variation of lipid oxidation and higher capacity of preserving encapsulated quercetina for a period of 90 days. The interfacial tension values obtained show that quercetin lowered the interfacial tension of the system, which may indicate that quercetin forms a complex with the surfactants used, a fact that decisively influences its location in the nanodroplets. Among the formulations tested in chicken pâté containing quercetin, only the formulation using free quercetin did not show good acceptance evaluation on the color and taste itens. Such an evaluation was important as it justifies the need for the incorporation of quercetin into nanoemulsions in order to not cause significant sensorial changes in the product.

Este trabalho de Mestrado teve por objetivo avaliar a atividade antifúngica in vitro e em queijo Minas Padrão de duas formulações (A e B) de nanoemulsões encapsulando óleo essencial de orégano (Origanum vulgare) produzidas pelo método da temperatura de inversão de fases (método PIT). Cladosporium sp., Fusarium sp. e Penicillium sp. foram os fungos identificados nas amostras de queijo Minas Padrão deteriorados. Tais cepas foram utilizadas na avaliação da atividade antifúngica in vitro e em queijo Minas Padrão do óleo de orégano nanoemulsionado. Nos testes in vitro foram determinadas as concentrações mínimas inibitórias (CMI) do óleo essencial de orégano puro e nanoemulsionado sobre o Cladosporium sp., Fusarium sp. e Penicillium sp. Foram utilizadas fatias de queijo Minas Padrão para avaliar o efeito inibitório das nanoemulsões contendo óleo essencial de orégano. Por último foi avaliado o efeito inibitório das nanoemulsões durante o processo de maturação de queijos Minas Padrão. Determinaram-se valores de CMI para óleo essencial puro de 0,2; 0,3 µg/ml para Fusarium sp. e Penicillium sp., respectivamente. Enquanto para as duas formulações de nanoemulsão; os valores de CMI dependeram da quantidade de óleo essencial de orégano que estava contido nelas, obtendo-se valores de 0,26; 0,11 e 1,62 µg/ml para a formulação A de óleo de orégano nanoemulsionado sobre Cladosporium sp., Fusarium sp. e Penicillium sp., respectivamente, e CMIs de 0,32; 0,1 e 0,8 µg/ml para a formulação B de nanoemulsão sobre os mesmos gêneros de fungos. Os ensaios nas fatias de queijo evidenciaram que o efeito das CMIs, quando aplicadas na matriz alimentícia, foi nulo, permitindo o desenvolvimento normal dos fungos avaliados, da mesma forma se determinou a importância da atividade de água no crescimento fúngico. Já nos queijos em ambiente de maturação o efeito inibitório do óleo de orégano foi pouco satisfatório, o que indicou a importância do controle dos demais parâmetros ambientais no ambiente de maturação. Pode-se concluir que o óleo essencial de orégano nanoemulsionado apresentou efeito inibitório contra os gêneros de fungos avaliados. Quando controlados parâmetros ambientais como temperatura de armazenamento e atividade de água, seu efeito inibitório pode ser amplamente melhorado, apresentando-o como potencial alternativa na conservação dos alimentos. / This Master Thesis aimed to evaluate the in vitro antifungal activity and in Minas Padrão cheese of two formulations (A and B) of nanoemulsions encapsulating essential oil of oregano (Origanum vulgare) produced by the method of phase inversion temperature (PIT method). Cladosporium sp., Fusarium sp. and Penicillium sp. fungi were identified in deteriorated cheese samples. These strains were used in the evaluation of antifungal activity of oregano essential oil nanoemulsions, both in vitro and in cheese. Minimum inhibitory concentrations (MIC) of essential oil of pure oregano oil and nanoemulsions were determined. Cheese slices were used to evaluate the inhibitory effect of nanoemulsions containing essential oil of oregano. Finally the inhibitory effect of encapsulated oregano oil was tested during cheese ripening. MIC values determined for pure essential oil were 0.20 and 0.3 µg/ml for Fusarium sp. and Penicillium sp., respectively. As for the two nanoemulsion formulations, MIC values depended on the amount of essential oil of oregano which was contained therein, and the values for formulation A were 0.26, 0.11 and 1.62 µg/ml for Cladosporium sp., Fusarium sp. and Penicillium sp, respectively. For formulation B, the values of MIC were 0.32, 0.10 and 0.80 µg/ml. The tests on the cheese slices showed that the effect of MIC when applied in the food matrix was null, as the fungi growth was not avoided. As for the tests during cheese ripening, the inhibitory effect of oregano oil in nanoemulsions was unsatisfactory, which indicated the importance of controlling other environmental parameters in the maturation chamber. It can be concluded that the nanoemulsions of essential oil presented inhibitory effect against the genera of fungi evaluated. Controlled environmental parameters such as storage temperature and water activity, its inhibitory effect can be highly improved, and the nanoemulsions of oregano oil can be seen as a potential system for food preservation.

La spécificité des émulsions de Pickering repose sur la présence de particules stabilisantes, substituant l'utilisation de tensio-actifs. Les particules s'adsorbent de manière irréversible aux interfaces des gouttes d'émulsions, leur conférant une stabilité à long terme.
L'objectif de cette thèse a été de comprendre, développer et optimiser des procédés permettant la fabrication de différents types d'émulsions de Pickering grâce à des nanoparticules de silice. Trois projets ont vu le jour dans ce travail : (i) Tout d'abord une approche théorique concernant l'étude physico-chimique des interfaces d'émulsions de Pickering stabilisées par des nanoparticules de silice individuelles non- agrégées. L'adsorption de ces nanoparticules sous forme de mono- ou multi- couches aux interfaces des gouttes d'émulsion a pu être mise en évidence en fonction du ratio Huile/Silice intégré au milieu. A haut ratio, le diamètre des gouttes d'émulsion dépend des paramètres de formulation. Des monocouches de nanoparticules peuvent s'adsorber aux interfaces avec un taux de couverture maximal de 54% à la surface des gouttes d'huile. Tandis qu'à bas ratio, le diamètre des gouttes dépend du procédé de fabrication de l'émulsion. Des multicouches de nanoparticules s'adsorbent aux interfaces. (ii) La taille des gouttes d'émulsion a ensuite été réduite par divers procédés afin d'obtenir des nanoémulsions de Pickering, également appelées NanoPickering. La première étape consistait à tester la viabilité de telles émulsions en les fabriquant par un procédé fort en énergie, i.e. la sonication. Dans un second temps un procédé faible en énergie a été utilisé : la nanoprécipitation. Il a ainsi été possible d'obtenir des nanoémulsions de Pickering stables sur plus d'un mois. Cependant, la quantité d'huile maximale incorporable au système final reste faible (environ inférieure à 1wt%). (iii) Une nouvelle application a été développée en parallèle permettant de formuler des émulsions foisonnées de Pickering, intégralement stabilisées par des nanoparticules. Il est possible d'obtenir deux types d'émulsions foisonnées de Pickering : les premières ont une très forte teneur en air ; les secondes sont stables en termes de hauteur grâce à un phénomène de gélification qui a lieu après un changement d'état macroscopique.
L'ensemble de ces résultats confirme que les émulsions de Pickering offrent encore à ce jour la possibilité de découvrir de toutes nouvelles applications fabriquées par des procédés innovants. Par exemple, les nanoémulsions sans émulsifiant émulsifiées de manière spontanée, ou encore les émulsions foisonnées intégralement stabilisées sans émulsifiant. De plus, les approches théoriques restent également nombreuses, et les études des phénomènes interfaciaux sont encore des questions scientifiques très actuelles / Pickering emulsions are emulsions stabilized by solid particles in opposition to emulsifiers-stabilized emulsions. The stabilization of Pickering emulsions comes from a strong adsorption of solid particles at the oil-water interface that builds a rigid barrier against coalescence. The aim of this work was to understand, develop and optimize methods for the fabrication of different types of Pickering emulsions stabilized by silica nanoparticles. Three mains axes can be exposed: (i) Firstly, a theoretical approach on the physico-chemical interfacial phenomena of Pickering emulsions stabilized by non-aggregated individual silica nanoparticles. Adsorption as mono- or multi-layers can be reached depending the Oil/Silica ratio. Two behaviors were observed: At high oil/silica mass ratio, the oil/water interface was covered by a monolayer of nonaggregated silica particles. Stable emulsions were stabilized by a monolayer of silica particles at 54% coverage of the oil droplets surface. Oil droplet diameter depends on formulation parameters. Adsorption as multilayers was reached at lower oil/silica mass ratio and oil droplet diameter depends on fabrication process. (ii) Droplets diameters could be reduced thanks to various processes in order to obtain Pickering nanoemulsions, also called NanoPickering. The first step was to test the viability of such emulsions using a high energy process (sonication). Then, a low energy process (nanoprecipitation) was used. Stable Pickering nanoemulsions can be made on more than one month. However, the oil quantity obtained in the final media is low (less than 1wt%). (iii) In parallel, a new application was developed allowing the formulation of Pickering aerated emulsions, totally stabilized by nanoparticles. Two types of Pickering whipped emulsions can be made. One which has high air content or one which has a stable height, thanks to a gelification phenomenon. This occurs after a macroscopic change of state. All of these results confirm that Pickering emulsions offer the opportunity to discover new applications made by innovative processes. For instance, NanoPickering made by spontaneous emulsification, or Pickering whipped emulsion fully stabilized without emulsifiers. Moreover, theoretical approaches and interfacial phenomena studies are still current scientific questions

Submitted by VIVIANE GUIMARÃES ANDRADE PIRES null (vivianegapires@gmail.com) on 2016-04-06T16:49:17Z No. of bitstreams: 1 Dissertação biblioteca.pdf: 2767943 bytes, checksum: e1fe76be3e152e585f291052742442f4 (MD5) / Rejected by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: O arquivo submetido está sem a ficha catalográfica. A versão submetida por você é considerada a versão final da dissertação/tese, portanto não poderá ocorrer qualquer alteração em seu conteúdo após a aprovação. Corrija estas informações e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-04-07T16:47:18Z (GMT) / Submitted by VIVIANE GUIMARÃES ANDRADE PIRES null (vivianegapires@gmail.com) on 2016-04-25T17:33:26Z No. of bitstreams: 1 Dissertação biblioteca.pdf: 2807473 bytes, checksum: 9205f63bafbbda40096d32b67f1dc42b (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-04-26T19:48:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pires_vga_me_ilha.pdf: 2807473 bytes, checksum: 9205f63bafbbda40096d32b67f1dc42b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-26T19:48:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pires_vga_me_ilha.pdf: 2807473 bytes, checksum: 9205f63bafbbda40096d32b67f1dc42b (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Filmes compostos por uma matriz de alginato de sódio incorporados com nanoemulsões do óleo de limão, copaíba e melaleuca foram produzidos e caracterizados neste trabalho. Para isso, foram obtidas partículas de nanoemulsão com tamanhos que variaram entre 67 – 277 nm. Os filmes foram produzidos com o auxílio de um planejamento fatorial 23, onde houve a variação no tamanho de partícula de nanoemulsão, na concentração de alginato (2% m/v e 3% m/v) e na temperatura de secagem (temperatura ambiente e 45 °C). Depois de obtidos, os filmes passaram por uma avaliação subjetiva, sendo classificados segundo sua homogeneidade, continuidade e manuseabilidade, tornando possível, escolher as melhores condições de filmes a serem caracterizados. Através da análise de permeabilidade de vapor de água (WVP) verificou-se que os filmes de alginato de sódio incorporados com nanoemulsões do óleo de limão, copaíba e melaleuca tornaram mais permeáveis ao vapor de água do que o filme controle de alginato de sódio. Isso ocorreu, por causa da forte interação das nanoemulsões com a matriz de alginato causadas pelas ligações de hidrogênio. Nas análises de TG e DSC foi possível comprovar essas interações, pela analise da temperatura de degradação (Td) e da temperatura de pico endotérmico (TPE) dos filmes, onde foi possível observar a estabilidade térmica dos filmes após a incorporação das nanoemulsões. A análise mecânica mostrou a influência da presença de nanoemulsões e do seu tamanho de partícula nos valores de tensão, porcentagem de elongação e no módulo de elasticidade dos filmes. Através das imagens produzidas por MEV foi possível observar as diferentes morfologias dos filmes quando incorporado diferentes partícula de nanoemulsões. / Were produced and characterized in this work films consisted of by a matrix of sodium alginate where nanoemulsions of oils of lemon, copaiba and tea tree were incorporated. Were produced nanoemulsion particles with sizes between 67 – 277 nm. The films were produced using a factorial planning 23, where there was a variation in the size of the nanoemulsion particles, alginate concentration (2% m/v e 3% m/v) and drying temperature (room temperature and 45 °C). The films had a subjective evaluation and were classified according to their homogeneity, continuity and manageability. With this was possible to choose the best conditions for the production of the films which were able to be characterized. Water Vapor Permeability (WVP) analysis show that the films of sodium alginate incorporated with nanoemulsions of oils of lemon, copaiba and tea tree were more permeable to water vapor than the sodium alginate control films due to strong interaction to the nanoemulsions with alginate matrix caused by hydrogen bonds. TG and DSC analysis showed these interactions, through the degradation temperature (Td) and the endothermic peak temperature (TPE) of the films, where it was possible to observe the thermal stability of the films after the incorporation of nanoemulsions. Mechanical analysis showed the influence of nanoemulsions and its particle size in the tensile stress value, percentage elongation and elastic modulus of the films. The images produced by SEM showed the different morphologies of the films when incorporated with different particle nanoemulsions. / CNPq: 132356/2014-7

Orientador: Marcia Regina de Moura Aouada / Resumo: Filmes compostos por uma matriz de alginato de sódio incorporados com nanoemulsões do óleo de limão, copaíba e melaleuca foram produzidos e caracterizados neste trabalho. Para isso, foram obtidas partículas de nanoemulsão com tamanhos que variaram entre 67 – 277 nm. Os filmes foram produzidos com o auxílio de um planejamento fatorial 23, onde houve a variação no tamanho de partícula de nanoemulsão, na concentração de alginato (2% m/v e 3% m/v) e na temperatura de secagem (temperatura ambiente e 45 °C). Depois de obtidos, os filmes passaram por uma avaliação subjetiva, sendo classificados segundo sua homogeneidade, continuidade e manuseabilidade, tornando possível, escolher as melhores condições de filmes a serem caracterizados. Através da análise de permeabilidade de vapor de água (WVP) verificou-se que os filmes de alginato de sódio incorporados com nanoemulsões do óleo de limão, copaíba e melaleuca tornaram mais permeáveis ao vapor de água do que o filme controle de alginato de sódio. Isso ocorreu, por causa da forte interação das nanoemulsões com a matriz de alginato causadas pelas ligações de hidrogênio. Nas análises de TG e DSC foi possível comprovar essas interações, pela analise da temperatura de degradação (Td) e da temperatura de pico endotérmico (TPE) dos filmes, onde foi possível observar a estabilidade térmica dos filmes após a incorporação das nanoemulsões. A análise mecânica mostrou a influência da presença de nanoemulsões e do seu tamanho de partícula nos valor... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Were produced and characterized in this work films consisted of by a matrix of sodium alginate where nanoemulsions of oils of lemon, copaiba and tea tree were incorporated. Were produced nanoemulsion particles with sizes between 67 – 277 nm. The films were produced using a factorial planning 23, where there was a variation in the size of the nanoemulsion particles, alginate concentration (2% m/v e 3% m/v) and drying temperature (room temperature and 45 °C). The films had a subjective evaluation and were classified according to their homogeneity, continuity and manageability. With this was possible to choose the best conditions for the production of the films which were able to be characterized. Water Vapor Permeability (WVP) analysis show that the films of sodium alginate incorporated with nanoemulsions of oils of lemon, copaiba and tea tree were more permeable to water vapor than the sodium alginate control films due to strong interaction to the nanoemulsions with alginate matrix caused by hydrogen bonds. TG and DSC analysis showed these interactions, through the degradation temperature (Td) and the endothermic peak temperature (TPE) of the films, where it was possible to observe the thermal stability of the films after the incorporation of nanoemulsions. Mechanical analysis showed the influence of nanoemulsions and its particle size in the tensile stress value, percentage elongation and elastic modulus of the films. The images produced by SEM showed the different morpholog... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

A quercetina é um flavonoide com alta atividade antioxidante reconhecida. Devido a este fato, a indústria alimentícia tem buscado alternativas para a aplicação deste bioativo como antioxidante em matrizes alimentícias. No entanto, incorporar a quercetina em formulações alimentícias pode ser desafiador, pois sua molécula tem relativo grau de hidrofobicidade. Os métodos de encapsulação em nanoemulsões podem tornar viável a proteção do flavonoide, bem como permitir sua dispersibilidade em meios aquosos . O objetivo do presente trabalho foi produzir nanoemulsões (fase oleosa: óleo de girassol) encapsulando quercetina pelo método do ponto de inversão da emulsão (EIP, emulsion inversion point), determinando parâmetros de operação que viabilizem um futuro escalonamento do processo, e a realização de um estudo de caso sobre a incorporação das nanodispersões em patê de frango. Os parâmetros de produção que foram avaliados foram : tipo e concentração de tensoativo (razão SOR, razão tensoativo:óleo), concentração de óleo, concentração de cosolvente e velocidade de agitação. Foram produzidas nanoemulsões utilizando dois tensoativos diferentes, Tween 80 e Brij 30. As porcentagens de quercetina encapsulada foram 0,15 e 0,30% (m/m). Dentre estas, a concentração de 0,30% foi a mais viável para a aplicação no patê de frango, por apresentar melhor distribuição de tamanho de gotícula (diâmetro hidrodinâmico), não apresentar variação significativa de oxidação lipídica e maior conservação da quercetina encapsulada por um período de 90 dias. Os valores de tensão interfacial obtidos mostram que a quercetina provoca abaixamento da tensão interfacial do sistema, o que pode indicar que a quercetina forma um complexo com os tensoativos utilizados, fato que influencia decisivamente na sua localização nas nanogotas. Das formulações testadas para patê de frango contendo quercetina, apenas a formulação usando quercetina livre não apresentou boa avaliação nos itens cor e sabor. Tal resultado justifica a necessidade da incorporação da quercetina em nanoemulsões para não causar alterações sensoriais no produto. / Quercetin is a flavonoid with recognized high antioxidant activity Due to this fact, the food industry has been trying to use it as an alternative as a preservative in food matrices. However, incorporating quercetin into food formulations may be challenging due to its relative degree of hydrophobicity. Encapsulation methods in nanoemulsions may render the protection of the flavonoid viable, as well as enable its dispersibility in aqueous media. The objective of the present study was to produce nanoemulsions (oil phase: sunflower oil) encapsulating quercetin by the emulsion inversion point method (EIP), determining operating parameters that enable a future process scale-up. A case study on the incorporation of nanodispersions into chicken patê was also carried out. The production parameters evaluated were: type and concentration of surfactant (SOR ratio, surfactant:oil ratio), soybean oil concentration, cosolvent concentration and stirring speed. Nanoemulsions were produced using two different surfactants, Tween 80 and Brij 30. The percentages of encapsulated quercetin were 0.15 and 0.30% (m / m). Among these, the concentration of 0.30% was the most feasible for application in chicken pâté, since it presented better droplet size distribution (hydrodynamic diameter), did not present significant variation of lipid oxidation and higher capacity of preserving encapsulated quercetina for a period of 90 days. The interfacial tension values obtained show that quercetin lowered the interfacial tension of the system, which may indicate that quercetin forms a complex with the surfactants used, a fact that decisively influences its location in the nanodroplets. Among the formulations tested in chicken pâté containing quercetin, only the formulation using free quercetin did not show good acceptance evaluation on the color and taste itens. Such an evaluation was important as it justifies the need for the incorporation of quercetin into nanoemulsions in order to not cause significant sensorial changes in the product.