Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Currently, there is a demand for natural antimicrobials for use in the food industry. Some tropical fruits have a promising potential , not investigated at the moment. This study aimed to identify and quantify resveratrol, quercetin and coumarin in pulps and byproducts of tropical fruits, develop nanoparticles with extracts that showed higher levels of these compounds and evaluate the antimicrobial activity against Listeria sp. and E. coli K12. The Surinam cherry and mango byproducts, as well as caja, acerola and Surinam cherry pulps showed higher levels of quercetin, representing sources of this substance. Guava and Surinam cherry byproducts showed resveratrol in their content, may be considered as sources of this compound. Similarly, for coumarin, passion fruit, guava and Surinam cherry byproducts, as well as mango pulp, can be considered natural sources. Among the analyzed material, the acerola pulp and passion fruit and guava byproducts were selected for further characterization and nanoencapsulation. Nanoparticles synthesized using co-glycolide (PLGA) 65:35 poly lactide showed higher particle sizes (from 153.37 to 376.70 nm), as compared with the synthesized PLGA 50:50 (136.53 to 369.25 nm). All samples showed low polydispersity index, corresponding to a heterogeneous distribution in the emulsion analyzed for particle size obtained. The nanoparticles synthesized with PLGA 65:35 showed higher encapsulation efficiency, with the exception of the sample containing acerola (best EE % for PLGA 50:50) and for the release analysis, all samples showed similar behavior, providing maximum release compound within 30 minutes, with constant release thereafter during 72 hours analysis. In general, nanoparticles synthesized with PLGA 65:35 had lower minimum inhibitory concentration for E. coli K12 and L. monocytogenes compared with the 50:50 PLGA nanoparticles synthesized. The synthesis of PLGA nanoparticles using extracts of fruits (especially using PLGA 65:35) may have important applications in the food industry to inhibit microorganisms (E. coli K12 and L. monocytogenes). Besides antimicrobial activity, these compounds show various fruits with antioxidant properties, which are responsible for reducing the risk of various diseases. / Atualmente hà uma demanda por antimicrobianos naturais para uso na indÃstria de alimentos e, neste sentido, as frutas tropicais apresentam, um potencial promissor, porÃm ainda pouco investigado. Este trabalho teve como objetivo identificar e quantificar resveratrol, quercetina e cumarina em polpas e subprodutos de frutas tropicais, elaborar nanopartÃculas com os extratos que apresentaram maiores teores destes compostos e avaliar a atividade antimicrobiana contra os microrganismos Listeria sp. e E. coli K12. Os subprodutos de pitanga roxa e manga, assim como as polpas de cajÃ, acerola e pitanga roxa apresentaram maiores teores de quercetina, representando fontes desta substÃncia. Subprodutos de goiaba e pitanga apresentaram resveratrol em suas constituiÃÃes, podendo ser considerados fontes deste composto. Para a cumarina, os subprodutos de maracujÃ, goiaba e pitanga, assim como a polpa de manga, podem ser considerados fontes naturais. Entre os materiais analisados, a polpa de acerola e os subprodutos do maracujà e da goiaba foram selecionados para posterior caracterizaÃÃo e nanoencapsulaÃÃo. As nanoparticulas sintetizadas utilizando Ãcido poli lactÃdeo co-glicolÃdeo (PLGA) 65:35 apresentaram maiores tamanhos de partÃcula (153,37 a 376,70 nm), quando comparadas Ãs sintetizadas com PLGA 50:50 (136,53 a 369,25 nm). Todas as amostras apresentaram baixo Ãndice de polidispersidade, correspondendo a heterogÃnea distribuiÃÃo na emulsÃo analisada quanto ao tamanho das partÃculas obtidas. As nanopartÃculas sintetizadas com PLGA 65:35 apresentaram maior eficiÃncia do encapsulamento (%EE), com exceÃÃo da amostra contendo acerola, a qual apresentou melhor EE% para PLGA 50:50. Em relaÃÃo à anÃlise de liberaÃÃo, todas as amostras avaliadas apresentaram comportamento semelhante, obtendo liberaÃÃo mÃxima do composto nos primeiros 30 minutos, apresentando liberaÃÃo constante apÃs esse perÃodo, durante 72 horas de anÃlise. De uma maneira geral, as nanopartÃculas sintetizadas com PLGA 65:35 apresentaram menor concentraÃÃo inibitÃria minima para E. coli K12 e L. monocytogenes quando comparadas Ãs nanopartÃculas sintetizadas com PLGA 50:50. A sÃntese de nanopartÃculas de PLGA utilizando extratos fenÃlicos de frutas, especialmente utilizando PLGA 65:35, pode apresentar importantes aplicaÃÃes, como na indÃstria de alimentos, a conservaÃÃo desses produtos, considerando seu efeito na inibiÃÃo de microrganismos (E. coli K12 e L. monocytogenes). AlÃm do efeito antimicrobiano, essas frutas apresentam diversos compostos com propriedades antioxidantes, que sÃo responsÃveis pela reduÃÃo do risco de diversas doenÃas.

Glioblastoma Multiforme (GBM) is the most common lethal brain tumour associated with dismal survival rate. GBM is considered to be an incurable malignancy as these tumours evade all intricate attempts of therapy and no contemporary chemotherapeutic regimen is effective. Although the existence of cancer stem cells (CSCs) is still debatable, it is widely accepted that GBM has a small population of cells expressing CSC markers (~1%) that are highly resistant to chemo-radiation therapy. Recent evidence indicates that hypoxia induces cancer stem cell (CSC) phenotypes via epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) that promote therapeutic resistance in solid tumours. Given that GBMs are extensively hypooxygenated heterogenous tumours, understanding the molecular relationship between hypoxia, biology of CSCs, EMT and chemoresistance would be invaluable for development of drugs that can target CSCs. Evidence suggests that hypoxia inducible factors (HIFs), NF-B and aldehyde dehydrogenase (ALDH) together orchestrate the stemness and chemoresistance in hypoxia induced CSCs. But the insights on the mechanisms still remain obscure. In this study we used an in vitro GBM CSC and hypoxia model along with NF-B-p65 and HIF transfected GBM cell lines to investigate the relationship between HIFs, NF-B activation and ALDH activity and their role in chemoresistance. The findings of this study demonstrated that GBM cells grown as spheres consist of a vast proportion of hypoxic cells with elevated CSC and EMT markers suggesting hypoxia induced EMT. GBM-CSCs are chemoresistant and displayed increased levels of HIFs, NF-B and ALDH activity. It was also observed that stable transfection of GBM cells with NF-B-p65 or HIFs induced CSC and EMT markers indicating their essential role in maintaining CSC phenotypes. The study also highlighted the importance of NF-B and ALDH in driving chemoresistance and the potential role of NF-B as the master regulator of hypoxia induced stemness in GBM cells. In this study, we used Disulfiram (DS), an anti-alcoholism drug, in combination with copper (Cu) to target the hypoxia-NF-B axis and inhibit ALDH activity to reverse chemoresistance in GBM CSCs. We showed that DS/Cu is cytotoxic to GBM cells and completely eradicated the resistant CSC population at low nanomolar levels in vitro. We also demonstrated that DS/Cu effectively inhibited GBM in vivo using newly formulated PLGA-DS nanoparticles. DS is an FDA approved drug with low/no toxicity to normal tissues and can freely pass through the blood brain barrier (BBB). Further study may lead to quick translation of DS into clinical trials.

Bioactive compounds, such as curcumin, lutein, coenzyme Q10, β-carotene, cholecalciferol, astaxanthin, and β-sitosterol, have antioxidant and anti-inflammatory properties that promote health, but their low solubility, fast metabolism, and degradation have made it difficult to fully harness their potential. Encapsulation techniques, such as nano and microencapsulation using food-based biopolymers, have been employed to address these challenges. However, research efforts in protein-based delivery have mainly focused on encapsulation without considering structural, physicochemical, and matrix compatibility, which is tedious, unsustainable, and not cost-effective. Hence, this thesis reports the structural basis of guest-host interaction in the gastrointestinal delivery of lipophilic bioactive compounds using protein-based vehicles. This research employed fluorescence quenching techniques to estimate the influence of protein modification, fractionation and ionic strength on the nature and strength of interactions between protein and bioactive compounds. Morphological examination was carried out with transmission electron microscopy, confocal and widefield fluorescence microscopy whereas the sizes of the nano and micro-complexes was measured with dynamic light scattering techniques. Thermal stability was measured with differential scanning calorimetry and functional group characterization done with Fourier Transform infrared spectroscopy. Encapsulation efficiency was estimated by UV-Visible spectroscopy whereas in vitro bioactive compound release study was carried out in simulated salivary, gastric and intestinal fluids. Cytotoxicity assessment was estimated by calcein leakage assay. The study showed that protein modification affects the strength of protein-curcumin interaction and encapsulation efficiency. Pea protein succinylation increased electrostatic interaction with chitosan but decreased protein-curcumin interaction. Pea glutelin, albumin and globulin fractions showed different binding strengths with curcumin and the protein hydrophobicity and encapsulation efficiency correlated positively with the binding strength. The study also investigated the impact of bioactive compound lipophilicity and physiological ionic strength on the interaction between protein and bioactive compound. Lipophilicity influenced the strength of protein-bioactive compound interaction, while ionic strength changed the mode of interaction from static to static-dynamic quenching. The morphology of the nano and micro complexes formed with protein varied depending on the nature of encapsulated bioactive compound. Finally, bio-nano interaction involving giant unilamellar vesicles and curcumin-loaded pea protein of various surface functionalities as model biomembrane and nanoparticles respectively, was investigated. The result showed that while the protein/chitosan shell stabilizes bioactive compounds from degradation, the bioactive compound modulates their interaction with biomembrane. Overall, this work has demonstrated that for a rational design of protein-based nano/micro-encapsulation system, it is essential to consider the influence of the structural and physicochemical properties of proteins and bioactive compounds, stabilizing intermolecular forces, ionic strength of the environment, lipophilicity of the bioactive compounds, mechanism of release and modulation of cytotoxicity by bioactive compound. For instance, in high ionic strength solution, the stoichiometric ratio between protein carrier and bioactive compounds influences the stability of the complex. Balancing the intermolecular forces in the shell and core of bilayer complexes is essential for the stability of nanocomplexes and the presence of bioactive compound stabilizes the macromolecular carrier to minimal biomembrane disruption.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / As exigÃncias dos consumidores por uma alimentaÃÃo mais saudÃvel sÃo cada vez maiores, o que tem levado a indÃstria a investir de forma mais persistente no uso de produtos naturais. Um dos segmentos de investimento de destacada importÃncia, à o de substÃncias naturais que atuem como pigmentos, em substituiÃÃo aos corantes artificiais. Devido à alta instabilidade destas substÃncias, diversas pesquisas tÃm buscado determinar condiÃÃes favorÃveis para seu uso. Dentre as substÃncias estudadas tem-se a bixina, um pigmento natural, carotenoide, lipossolÃvel, extraÃdo da semente do urucuzeiro (Bixa orellana L.). A maioria dos carotenÃides à sensÃvel a fatores como alta temperatura, luz, oxigÃnio e baixo pH, o que restringe o seu emprego como pigmento em alguns produtos alimentÃcios. O uso da nanoencapsulaÃÃo tem sido uma alternativa para melhorar a estabilidade de pigmentos como a bixina, tornando possÃvel sua incorporaÃÃo em sistemas alimentÃcios sem a perda de suas propriedades. Considerando o exposto, o presente trabalho teve por objetivo obter, caracterizar e avaliar a estabilidade de nanocÃpsulas contendo extrato do urucum, empregando a goma do cajueiro como material de parede. Para a obtenÃÃo das nanocÃpsulas foram realizadas as etapas de preparo da emulsÃo e atomizaÃÃo. As nanocÃpsulas obtidas foram caracterizadas e apresentaram tamanho mÃdio de 24,17 nm + 3,71, com distribuiÃÃo por volume de 97,33% + 2,08, o que demonstrou considerado grau de homogeneidade de tamanho. A solubilidade das nanocÃpsulas foi de 74,13% + 3,68 e a eficiÃncia alcanÃada no processo de nanoencapsulaÃÃo foi de 44,74% + 4,38. Os testes de estabilidade das nanocÃpsulas foram feitos armazenando-as em condiÃÃes de ausÃncia e presenÃa de luz. A cada dez dias, durante quarenta dias, fez-se a determinaÃÃo das coordenadas colorimÃtricas a*, b*, L*, C* e Ãngulo Hue e as determinaÃÃes dos teores de bixina total e bixina superficial. A bixina total teve uma reduÃÃo de 78,48% para as nanocÃpsulas expostas à luz, enquanto que na condiÃÃo de ausÃncia de luz essa reduÃÃo foi de apenas 41,88%. Os valores de bixina superficial, ou nÃo encapsulada, oscilaram de 27,64 mg/100g a 8,65 mg/100g, para amostras submetidas à luz, e de 27,64 mg/100g + 2,13 a 16,45 mg/100g + 0,80 para amostras armazenadas na ausÃncia de luz. As nanocÃpsulas mostraram maior estabilidade quando armazenadas ao abrigo da luz, comprovando o efeito deletÃrio da luz ao extrato de urucum e, portanto, a nÃo total proteÃÃo da goma de cajueiro como material de parede. TambÃm foram verificadas nesta pesquisa as atividades antioxidante (utilizando-se o sistema β-caroteno/Ãcido LinolÃico) e antimicrobiana (pelo mÃtodo de disco-difusÃo) das nanocÃpsulas contendo extrato do urucum. Em relaÃÃo à atividade antioxidante, obteve-se percentual mÃdio de inibiÃÃo da oxidaÃÃo do β-caroteno correspondente a 61,90%, 54,576% e 51,73%, para os extratos contendo concentraÃÃes de nanocÃpsulas de 40 mg/L, 30 mg/L e 20 mg/L. Os resultados obtidos sugerem atividade antimicrobiana das nanocÃpsulas, com formaÃÃo de halo de inibiÃÃo frente ao Staphylococcus aureus utilizando-se as concentraÃÃes de 1 mg/L, 2 mg/L e 10 mg/L, porÃm nÃo foi observada a formaÃÃo de halos de inibiÃÃo para os microrganismos Escherichia coli e Salmonella choleraesuis. Neste estudo as nanocÃpsulas contendo o extrato do urucum foram aplicadas em sistema modelo (soluÃÃo-tampÃo) e em um sistema alimentÃcio (iogurte). A estabilidade desses sistemas foi medida atravÃs dos parÃmetros colorimÃtricos, a cada cinco dias, durante 40 dias. Observou-se que o sistema modelo pode ter promovido estabilidade Ãs nanocÃpsulas, conservando seus nÃcleos. Quando aplicadas em iogurte as nanocÃpsulas conferiram a este alimento uma coloraÃÃo amarelo/alaranjado e durante o perÃodo de armazenamento houve reduÃÃo dos valores de a* e aumento dos parÃmetros b* e C*. / Consumers demands for healthier eating are increasing, which has led the industry to invest more persistent in the use of natural products. One of more relevant segment is natural substances acting as pigments, replacing the artificial coloring. Due his high instability, several researches have been directed to determine favorable conditions of use of these substances. Among the compounds studied we have bixin, a natural pigment, carotenoid, lipid-soluble annatto seed extract (Bixa orellana L.). Most carotenoids are sensitive to factors such as high temperature, light, oxygen and low pH, which restricts its use as a pigment in some food products. The use of nanoencapsulation has been an alternative for improving the stability of pigments such as bixin, making possible its incorporation into food systems without loss of its qualities. Considering that, the present study aimed to obtain, characterize and assess the stability of nanocapsules containing annatto extract, employing the cashew gum as wall material. To obtain these nanocapsules were performed steps of preparation of the emulsion and spray drying. The nanocapsules were characterized and showed a average size of 24.17nm + 3.71 with distribution by volume of 97.33% + 2.08, demonstrating high degree of homogeneity in size. The solubility of the nanocapsules was 74.13% + 3.68 and the efficiency achieved in the process of nanoencapsulation was 44.74% + 4.38. Stability tests were made with nanocapsules storing them in conditions of absence and presence of light. During ten days, for forty days, was made the determination of colorimetric coordinates a*, b*, L*, C*, Hue angle and the determinations of the levels of total bixin and superficial bixin. The total bixin had a reduction of 78,48% for the nanocapsules exposed to light, while in condition of absence of light the reduction was only 41.88%. The values ​​of surperficial bixin or unencapsulated, ranged from 27.64 mg/100g to 8.65 mg/100g, for samples subjected to light, and from 27,64 mg/100g + 2,13 a 16,45 mg/100g + 0,80 for samples stored in absense of light. The nanocapsules showed greater stability when stored away from light, confirming the deleterious light effect in annatto extract and therefore not full protection of cashew gum as wall material. Were also found in this study the antioxidant activities (using the system β-caroteno/ acid linoleic) and antimicrobial (by disk diffusion) of nanocapsules containing annatto extract. In relation to the antioxidant activity (inhibition of the oxidation of β-carotene) was obtained average perceptual corresponding to 61.90%, 54.576%, and 51.73% for containing extracts of nanocapsule concentration of 40 mg/L, 30 mg/L and 20 mg/L. The results suggests antimicrobial activity of the nanocapsules, making an inhibition zone against Staphylococcus aureus using concentrations of 1 mg/L, 2 mg/L and 10 mg/L, however there was observed the formation of inhibition zones for Escherichia coli and Salmonella choleraesuis. In this study, nanocapsules containing annatto extract were applied to the model system (buffer) and food system (yogurt). The stability of these systems was measured using the colorimetric parameters, during five days, for 40 days. It was observed that the system model may have promoted the nanocapsule stability, retaining their nucleus. When applied in yoghurt gave the nanocapsules to this food yellow / orange coloration and during the storage period was reduced values ​​of a* and increased b* and C* parameters.

O óleo de buriti (Mauritia flexuosa L.) é o óleo vegetal mais rico em β-caroteno encontrado na biodiversidade brasileira, além de possuir tocoferol e ácido graxo. Apesar do alto valor nutritivo, não é amplamente cultivado e seu processamento comercial é realizado em pequena escala. Sua encapsulação e posterior aplicação em produto alimentício representa uma alternativa para o aumento de seu consumo uma vez que nesta forma pode ser incorporado em produtos alimentares de base aquosa. Este estudo objetivou a produção, caracterização e avaliação da estabilidade de nanoemulsões encapsulando óleo de buriti para posterior aplicação em bebida isotônica visando a substituição de corante artificial, especialmente o amarelo crepúsculo, por corante natural. As nanoemulsões foram produzidas por método de baixa energia (temperatura de inversão de fases - PIT) e o melhor resultado foi obtido usando uma proporção de óleo-tensoativo (SOR) de 2 (10% óleo de buriti e Tween 80), água deionizada, α-tocoferol e NaCl. As nanoemulsões foram avaliadas em termos de tamanho médio de gotícula, oxidação lipidica e quantificação de carotenoides totais. Estas apresentaram boa estabilidade físico-química, porém a quantificação de carotenoides totais mostrou diminuição de 73% após 60 dias de armazenamento. Duas formulações de nanoemulsão foram escolhidas (2,5M e 3 M de NaCl, ambas na proporção de 1:1 de carotenoides totais: α-tocoferol) e aplicadas em um sitema modelo de bebida isotônica e pasteurizadas a 80 °C/15s. A caracterização da bebida isotônica se deu em termos de pH (3), osmolalidade (302 mOsmol / kg), acidez titulável total (0,171 g/ 100mL) e sólidos solúveis (5 °Brix), além de análises microbiológicas e avaliação sensorial. Os resultados mostraram que é possível incorporar óleo de buriti nanoemulsionado em bebida isotônica e por meio da realização de análise sensorial, observou-se que a incorporação de nanoemulsão em bebida isotônica foi relativamente satisfatório. / Buriti (Mauritia flexuosa L.) oil is the richest vegetable oil in β-carotene found in Brazilian biodiversity, it is also rich in tocopherol and fatty acid. Despite its high nutritional value, buriti is not widely cultivated and its commercial fruit processing is carried out on a small scale. The encapsulation of buriti oil and subsequent application in food products represents an alternative to increase its consumption, since in this form it can be incorporated in aqueous-based food products. This project aimed the production, characterization and stability evaluation of nanoemulsions encapsulating buriti oil for subsequent incorporation in isotonic beverage, aiming to replace artificial colorant, especially sunset yellow, by natural colorant. The nanoemulsions were produced by low energy method -phase inversion temperature (PIT) method- and the best result was obtained using a surfactant-oil ratio (SOR) of 2.0 (10% buriti oil and 20% polysorbate 80), deionized water, α-tocopherol and NaCl. The nanoemulsions were evaluated in terms of storage stability (60 days), average droplet size, quantification of lipid oxidation and total carotenoids. The system showed good physical-chemical stability, however the quantification of total encapsulated carotenoids showed a decrease of 73% after 60 days of storage. Two formulations of nanoemulsions were chosen (2,5 M and 3 M of NaCl, both in the proportion of total carotenoids: α-tocopherol of 1:1) and incorporated in an isotonic beverage model system, and pasteurized at 80 °C/15s. The beverage was characterized in terms of pH (3), osmolality (302 mosmol/kg), total titratable acidity (0.171 g/100mL) and soluble solids (5 °Brix); microbiology and sensory evaluation of the isotonic drinks were also carried out. The results showed that it is possible to incorporate nanoemultionated buriti oil in isotonic beverage. In the sensory analysis, it was verified that the incorporation of nanoemulsion in isotonic beverage was relatively satisfactory.

AGUIAR, Nágela Martins Oliveira Aguiar. Obtenção, caracterização e avaliação da estabilidade de extrato do urucum nanoencapsulado em goma do cajueiro. 2013. 78 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrária, Departamento de Tecnologia de Alimentos, Fortaleza-CE, 2013 / Submitted by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-06-22T12:53:13Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_nmoaguiar.pdf: 1157765 bytes, checksum: 9241d55016c121a7950f5ea9673b4b29 (MD5) / Approved for entry into archive by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-06-22T12:53:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_nmoaguiar.pdf: 1157765 bytes, checksum: 9241d55016c121a7950f5ea9673b4b29 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-22T12:53:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_nmoaguiar.pdf: 1157765 bytes, checksum: 9241d55016c121a7950f5ea9673b4b29 (MD5) Previous issue date: 2013 / Consumers demands for healthier eating are increasing, which has led the industry to invest more persistent in the use of natural products. One of more relevant segment is natural substances acting as pigments, replacing the artificial coloring. Due his high instability, several researches have been directed to determine favorable conditions of use of these substances. Among the compounds studied we have bixin, a natural pigment, carotenoid, lipid-soluble annatto seed extract (Bixa orellana L.). Most carotenoids are sensitive to factors such as high temperature, light, oxygen and low pH, which restricts its use as a pigment in some food products. The use of nanoencapsulation has been an alternative for improving the stability of pigments such as bixin, making possible its incorporation into food systems without loss of its qualities. Considering that, the present study aimed to obtain, characterize and assess the stability of nanocapsules containing annatto extract, employing the cashew gum as wall material. To obtain these nanocapsules were performed steps of preparation of the emulsion and spray drying. The nanocapsules were characterized and showed a average size of 24.17nm + 3.71 with distribution by volume of 97.33% + 2.08, demonstrating high degree of homogeneity in size. The solubility of the nanocapsules was 74.13% + 3.68 and the efficiency achieved in the process of nanoencapsulation was 44.74% + 4.38. Stability tests were made with nanocapsules storing them in conditions of absence and presence of light. During ten days, for forty days, was made the determination of colorimetric coordinates a*, b*, L*, C*, Hue angle and the determinations of the levels of total bixin and superficial bixin. The total bixin had a reduction of 78,48% for the nanocapsules exposed to light, while in condition of absence of light the reduction was only 41.88%. The values ​​of surperficial bixin or unencapsulated, ranged from 27.64 mg/100g to 8.65 mg/100g, for samples subjected to light, and from 27,64 mg/100g + 2,13 a 16,45 mg/100g + 0,80 for samples stored in absense of light. The nanocapsules showed greater stability when stored away from light, confirming the deleterious light effect in annatto extract and therefore not full protection of cashew gum as wall material. Were also found in this study the antioxidant activities (using the system β-caroteno/ acid linoleic) and antimicrobial (by disk diffusion) of nanocapsules containing annatto extract. In relation to the antioxidant activity (inhibition of the oxidation of β-carotene) was obtained average perceptual corresponding to 61.90%, 54.576%, and 51.73% for containing extracts of nanocapsule concentration of 40 mg/L, 30 mg/L and 20 mg/L. The results suggests antimicrobial activity of the nanocapsules, making an inhibition zone against Staphylococcus aureus using concentrations of 1 mg/L, 2 mg/L and 10 mg/L, however there was observed the formation of inhibition zones for Escherichia coli and Salmonella choleraesuis. In this study, nanocapsules containing annatto extract were applied to the model system (buffer) and food system (yogurt). The stability of these systems was measured using the colorimetric parameters, during five days, for 40 days. It was observed that the system model may have promoted the nanocapsule stability, retaining their nucleus. When applied in yoghurt gave the nanocapsules to this food yellow / orange coloration and during the storage period was reduced values ​​of a* and increased b* and C* parameters. / As exigências dos consumidores por uma alimentação mais saudável são cada vez maiores, o que tem levado a indústria a investir de forma mais persistente no uso de produtos naturais. Um dos segmentos de investimento de destacada importância, é o de substâncias naturais que atuem como pigmentos, em substituição aos corantes artificiais. Devido à alta instabilidade destas substâncias, diversas pesquisas têm buscado determinar condições favoráveis para seu uso. Dentre as substâncias estudadas tem-se a bixina, um pigmento natural, carotenoide, lipossolúvel, extraído da semente do urucuzeiro (Bixa orellana L.). A maioria dos carotenóides é sensível a fatores como alta temperatura, luz, oxigênio e baixo pH, o que restringe o seu emprego como pigmento em alguns produtos alimentícios. O uso da nanoencapsulação tem sido uma alternativa para melhorar a estabilidade de pigmentos como a bixina, tornando possível sua incorporação em sistemas alimentícios sem a perda de suas propriedades. Considerando o exposto, o presente trabalho teve por objetivo obter, caracterizar e avaliar a estabilidade de nanocápsulas contendo extrato do urucum, empregando a goma do cajueiro como material de parede. Para a obtenção das nanocápsulas foram realizadas as etapas de preparo da emulsão e atomização. As nanocápsulas obtidas foram caracterizadas e apresentaram tamanho médio de 24,17 nm + 3,71, com distribuição por volume de 97,33% + 2,08, o que demonstrou considerado grau de homogeneidade de tamanho. A solubilidade das nanocápsulas foi de 74,13% + 3,68 e a eficiência alcançada no processo de nanoencapsulação foi de 44,74% + 4,38. Os testes de estabilidade das nanocápsulas foram feitos armazenando-as em condições de ausência e presença de luz. A cada dez dias, durante quarenta dias, fez-se a determinação das coordenadas colorimétricas a*, b*, L*, C* e ângulo Hue e as determinações dos teores de bixina total e bixina superficial. A bixina total teve uma redução de 78,48% para as nanocápsulas expostas à luz, enquanto que na condição de ausência de luz essa redução foi de apenas 41,88%. Os valores de bixina superficial, ou não encapsulada, oscilaram de 27,64 mg/100g a 8,65 mg/100g, para amostras submetidas à luz, e de 27,64 mg/100g + 2,13 a 16,45 mg/100g + 0,80 para amostras armazenadas na ausência de luz. As nanocápsulas mostraram maior estabilidade quando armazenadas ao abrigo da luz, comprovando o efeito deletério da luz ao extrato de urucum e, portanto, a não total proteção da goma de cajueiro como material de parede. Também foram verificadas nesta pesquisa as atividades antioxidante (utilizando-se o sistema β-caroteno/Ácido Linoléico) e antimicrobiana (pelo método de disco-difusão) das nanocápsulas contendo extrato do urucum. Em relação à atividade antioxidante, obteve-se percentual médio de inibição da oxidação do β-caroteno correspondente a 61,90%, 54,576% e 51,73%, para os extratos contendo concentrações de nanocápsulas de 40 mg/L, 30 mg/L e 20 mg/L. Os resultados obtidos sugerem atividade antimicrobiana das nanocápsulas, com formação de halo de inibição frente ao Staphylococcus aureus utilizando-se as concentrações de 1 mg/L, 2 mg/L e 10 mg/L, porém não foi observada a formação de halos de inibição para os microrganismos Escherichia coli e Salmonella choleraesuis. Neste estudo as nanocápsulas contendo o extrato do urucum foram aplicadas em sistema modelo (solução-tampão) e em um sistema alimentício (iogurte). A estabilidade desses sistemas foi medida através dos parâmetros colorimétricos, a cada cinco dias, durante 40 dias. Observou-se que o sistema modelo pode ter promovido estabilidade às nanocápsulas, conservando seus núcleos. Quando aplicadas em iogurte as nanocápsulas conferiram a este alimento uma coloração amarelo/alaranjado e durante o período de armazenamento houve redução dos valores de a* e aumento dos parâmetros b* e C*.

SILVA, Larissa Morais Ribeiro da. Compostos bioativos de polpa e subprodutos de frutas tropicais: quantificação, atividade antimicrobiana e encapsulamento. 2014. 108 f. Tese (Doutorado em tecnologia de alimentos)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2014. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-07T19:26:11Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_lmrsilva.pdf: 2283546 bytes, checksum: 64374433ae09a06ec47f9593fad6d41e (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-21T20:26:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_lmrsilva.pdf: 2283546 bytes, checksum: 64374433ae09a06ec47f9593fad6d41e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T20:26:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_lmrsilva.pdf: 2283546 bytes, checksum: 64374433ae09a06ec47f9593fad6d41e (MD5) Previous issue date: 2014 / Currently, there is a demand for natural antimicrobials for use in the food industry. Some tropical fruits have a promising potential , not investigated at the moment. This study aimed to identify and quantify resveratrol, quercetin and coumarin in pulps and byproducts of tropical fruits, develop nanoparticles with extracts that showed higher levels of these compounds and evaluate the antimicrobial activity against Listeria sp. and E. coli K12. The Surinam cherry and mango byproducts, as well as caja, acerola and Surinam cherry pulps showed higher levels of quercetin, representing sources of this substance. Guava and Surinam cherry byproducts showed resveratrol in their content, may be considered as sources of this compound. Similarly, for coumarin, passion fruit, guava and Surinam cherry byproducts, as well as mango pulp, can be considered natural sources. Among the analyzed material, the acerola pulp and passion fruit and guava byproducts were selected for further characterization and nanoencapsulation. Nanoparticles synthesized using co-glycolide (PLGA) 65:35 poly lactide showed higher particle sizes (from 153.37 to 376.70 nm), as compared with the synthesized PLGA 50:50 (136.53 to 369.25 nm). All samples showed low polydispersity index, corresponding to a heterogeneous distribution in the emulsion analyzed for particle size obtained. The nanoparticles synthesized with PLGA 65:35 showed higher encapsulation efficiency, with the exception of the sample containing acerola (best EE % for PLGA 50:50) and for the release analysis, all samples showed similar behavior, providing maximum release compound within 30 minutes, with constant release thereafter during 72 hours analysis. In general, nanoparticles synthesized with PLGA 65:35 had lower minimum inhibitory concentration for E. coli K12 and L. monocytogenes compared with the 50:50 PLGA nanoparticles synthesized. The synthesis of PLGA nanoparticles using extracts of fruits (especially using PLGA 65:35) may have important applications in the food industry to inhibit microorganisms (E. coli K12 and L. monocytogenes). Besides antimicrobial activity, these compounds show various fruits with antioxidant properties, which are responsible for reducing the risk of various diseases. / Atualmente há uma demanda por antimicrobianos naturais para uso na indústria de alimentos e, neste sentido, as frutas tropicais apresentam, um potencial promissor, porém ainda pouco investigado. Este trabalho teve como objetivo identificar e quantificar resveratrol, quercetina e cumarina em polpas e subprodutos de frutas tropicais, elaborar nanopartículas com os extratos que apresentaram maiores teores destes compostos e avaliar a atividade antimicrobiana contra os microrganismos Listeria sp. e E. coli K12. Os subprodutos de pitanga roxa e manga, assim como as polpas de cajá, acerola e pitanga roxa apresentaram maiores teores de quercetina, representando fontes desta substância. Subprodutos de goiaba e pitanga apresentaram resveratrol em suas constituições, podendo ser considerados fontes deste composto. Para a cumarina, os subprodutos de maracujá, goiaba e pitanga, assim como a polpa de manga, podem ser considerados fontes naturais. Entre os materiais analisados, a polpa de acerola e os subprodutos do maracujá e da goiaba foram selecionados para posterior caracterização e nanoencapsulação. As nanoparticulas sintetizadas utilizando ácido poli lactídeo co-glicolídeo (PLGA) 65:35 apresentaram maiores tamanhos de partícula (153,37 a 376,70 nm), quando comparadas às sintetizadas com PLGA 50:50 (136,53 a 369,25 nm). Todas as amostras apresentaram baixo índice de polidispersidade, correspondendo a heterogênea distribuição na emulsão analisada quanto ao tamanho das partículas obtidas. As nanopartículas sintetizadas com PLGA 65:35 apresentaram maior eficiência do encapsulamento (%EE), com exceção da amostra contendo acerola, a qual apresentou melhor EE% para PLGA 50:50. Em relação à análise de liberação, todas as amostras avaliadas apresentaram comportamento semelhante, obtendo liberação máxima do composto nos primeiros 30 minutos, apresentando liberação constante após esse período, durante 72 horas de análise. De uma maneira geral, as nanopartículas sintetizadas com PLGA 65:35 apresentaram menor concentração inibitória minima para E. coli K12 e L. monocytogenes quando comparadas às nanopartículas sintetizadas com PLGA 50:50. A síntese de nanopartículas de PLGA utilizando extratos fenólicos de frutas, especialmente utilizando PLGA 65:35, pode apresentar importantes aplicações, como na indústria de alimentos, a conservação desses produtos, considerando seu efeito na inibição de microrganismos (E. coli K12 e L. monocytogenes). Além do efeito antimicrobiano, essas frutas apresentam diversos compostos com propriedades antioxidantes, que são responsáveis pela redução do risco de diversas doenças.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5260.pdf: 14825689 bytes, checksum: b6506c8cf1982938a8e81b800ba1089e (MD5) Previous issue date: 2013-03-22 / Universidade Federal de Minas Gerais / The leaf-cutting ants of the genera Atta and Acromyrmex are considered between the most important plagues in agriculture, grassland and reforestation program, due the great amount of leaves cut which the plants are submitted. The factors such as natural resources abundance as food source, scantiness of natural enemies and competitions among others species, promote the attack and, consequently, damages to the plantation, generating serious economic damages, since the density of the nests of leaf-cutting ants can increase 5 to 10 times in relation to a nest in natural environment. The Sapindales order is composed by the families Staphyceaceae, Melianthaceae, Bretschneideraceae, Akaniceae, Sapindaceae, Hippocastanaceae, Aceraceae, Burseraceae, Anacardiaceae, Julianiceae, e Zygophyllaceae. Several compounds with insecticide and antifungal activities have been gotten from these families. In this context, the present work aimed as main objectives the bio-monitored phytochemistry study of Picramnia bahiensis and Thyrsodium schomburgkianum to obtain natural insecticides against Atta sexdens rubropilosa and/or fungicides against the symbiotic fungus Leucoagaricus gongylophorus and, specially, the study of methodologies to apply them to their control. The phytochemistry study of these plants allowed the isolation and identification of 24 compounds, acids and esters that have long chain, anthraquinones, steroids and terpenoids, many of them were identified using the Mass Spectrometry technique (HPLC/ESI-MS/MS), being that the substances 11 and 12 are previously unpublished in literature. Among these substances, chrysophanol, isolated from the roots of P. bahiensis, stand out to have potential insecticide and fungicide activities against the leaf-cutting ants. Furthermore, the study was extended with similar commercial compounds, leading to the compound menadione, also with both potential activities. This fact led to development of formulations through the nanoencapsulation process in order to, besides to obtain highly active compounds, develop an application methodology of them, thus providing an insecticide and fungicide that is viable to use in the leaf-cutting ants control. Therefore, these insecticides have been nanoformulated first time in the literature by the nanoencapsulation technique, evaluating properties such as, for example, the delay activity compared to the free compounds, increasing their effectiveness. Additionally, the analytical method was validated via HPLC, following the ANVISA rules, aiming, mainly, reliability of the quantification results for comparison with traditional standards of baits in the market. / As formigas-cortadeiras dos gêneros Atta e Acromyrmex são consideradas as mais importantes pragas na agricultura, pastos e programas de reflorestamento devido ao desfolhamento causado pela descontrolada herbivoria que as plantas são submetidas. Os fatores como abundância dos recursos naturais como fonte de alimentos, escassez de inimigos naturais e competições entre outras espécies, promovem o ataque e, consequentemente, danos à plantação, gerando sérios prejuízos econômicos, já que a densidade dos ninhos de formigas-cortadeiras pode aumentar de 5 a 10 vezes em relação a um ambiente de equilíbrio ecológico. A ordem Sapindales é composta pelas famílias Staphyceaceae, Melianthaceae, Bretschneideraceae, Akaniceae, Sapindaceae, Hippocastanaceae, Aceraceae, Burseraceae, Anacardiaceae, Julianiceae, e Zygophyllaceae. Dentro destas famílias, diversos compostos com atividade inseticida e fungicida têm sido obtidos. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivos principais o estudo fitoquímico biomonitorado de Picramnia bahiensis e Thyrsodium schomburgkianum na obtenção de produtos naturais inseticidas (frente à Atta sexdens rubropilosa) e/ou fungicidas (frente ao fungo simbionte Leucoagaricus gongylophorus) e, principalmente, o estudo de metodologias de aplicação dos compostos bioativos para o seu controle. Assim, o estudo fitoquímico das plantas supracitadas permitiu o isolamento e identificação de 24 compostos, ácidos e ésteres de cadeia longa, antraquinonas, esteróides e terpenos, muito deles sendo identificados através da técnica de Espectrometria de Massas (HPLC/ESI-MS/MS), sendo que as substâncias 11 e 12 são inéditas na literatura. Dentre estes compostos, crisofanol, isolada das raízes de P. bahiensis, se destacou por apresentar atividade inseticida e fungicida em potencial frente às formigas-cortadeiras. Além disso, o estudo foi ampliado com compostos comerciais similares, levando ao composto menadiona, também com ambas as atividades em potencial. Este fato levou ao desenvolvimento de formulações através do processo de nanoencapsulamento no intuito de, além de obter compostos altamente ativos, desenvolver uma metodologia de aplicação dos mesmos, fornecendo assim um inseticida e fungicida que sejam viáveis no uso para o controle das formigas-cortadeiras. Assim, estes formicidas foram, pela primeira vez na literatura, nanoformulados através da técnica de nanoencapsulamento, avaliando propriedades, como por exemplo, o prolongamento da atividade frente aos compostos livres, melhorando assim sua eficácia. Além disso, todo o método analítico foi validado via HPLC, seguindo as normas da ANVISA, visando, principalmente, a confiabilidade nos resultados de quantificação para a comparação com padrões de iscas tradicionais existentes no mercado.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / In this study, the Eucalyptus staigeriana essential oil (ESO) was nanoencapsulated and determined the bactericidal effect of its active principle against two strains of pathogenic mircrorganisms, as a preliminary study for use in food preservation. The process occurred by forming a nanoemulsion and spray-drying, using the cashew gum (CG) as encapsulating material. The nanoparticles were characterized by analysis of particle size distribution, zeta potential, absorption spectroscopy in the infrared Fourier transform spectroscopy (FTIR), thermal analysis (TGA/DSC), in vitro release kinetics, gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) and stability of the encapsulated. Was also determined the Minimum Bactericidal Concentration (MBC) of nanoparticles, essential oil, and cashew gum to evaluate its antimicrobial activity against Listeria monocytogenes ATCC 19115 (Gram-positive) and Salmonella Enteritidis IAL 1132 (Gram-negative). The nanoparticles had size ranging from 27.70  3.42 nm to 432.67  41.47 nm in accordance with the formulation, and negatively charged surface. The presence of ESO in the nanoparticles is observed through changes in peak resolutions of the spectra obtained by FT-IR. Thermal analysis showed the main events of mass loss of the samples associated with the degradation of CG. The content of ESO nanoencapsulated varied between 4.76% and 7.12%. The increase in the proportion of CG favored the rapid release of oil in water due to the increased hydrophilic character, and enhance the ability of the nanoparticles to retain the ESO in the polymeric shell during the 365 days. The results for MBC indicated a bactericidal action of the nanoencapsulated oil, and pure oil more efficient in Gram-positive. However, the nanoparticles showed better results against Gram-negative bacteria, due to a possible synergistic effect between the CG and ESO. / Neste trabalho, o Ãleo essencial de Eucalyptus staigeriana (OES) foi nanoencapsulado e determinado o efeito bactericida de seu princÃpio ativo contra duas cepas de mircrorganismos patogÃnicos, como um estudo preliminar para utilizaÃÃo na conservaÃÃo de alimentos. O processo ocorreu atravÃs da formaÃÃo de uma nanoemulsÃo e secagem em spray-drying utilizando a goma de cajueiro (GC) como material encapsulante. As nanopartÃculas foram caracterizadas atravÃs das anÃlises de tamanho e distribuiÃÃo de partÃcula, potencial zeta, espectroscopia de absorÃÃo na regiÃo do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), anÃlise tÃrmica (TGA/DSC), cinÃtica de liberaÃÃo in vitro, cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa (CG-EM) e estabilidade do encapsulado. Foi tambÃm determinada a ConcentraÃÃo Bactericida MÃnima (CBM) das nanopartÃculas, do Ãleo essencial e da goma de cajueiro para avaliar sua aÃÃo antimicrobiana contra Listeria monocytogenes ATCC 19115 (Gram-positiva) e Salmonella Enteritidis IAL 1132 (Gram-negativa). As nanopartÃculas apresentaram tamanho que variaram de 27,70  3,42 nm a 432,67  41,47 nm, de acordo com a formulaÃÃo, e a superfÃcie carregada negativamente. A presenÃa do OES nas nanopartÃculas à observada atravÃs de modificaÃÃes nas resoluÃÃes de pico dos espectros obtidos por FTIR. A anÃlise tÃrmica evidenciou os principais eventos de perda de massa das amostras associados à degradaÃÃo de GC. O teor de OES nanoencapsulado variou entre 4,76 % e 7,12 %. O aumento na proporÃÃo de GC favoreceu a uma rÃpida liberaÃÃo do Ãleo em Ãgua devido ao aumento do carÃter hidrofÃlico, alÃm de aumentar a capacidade das nanopartÃculas em reter o OES no invÃlucro polimÃrico no decorrer dos 365 dias. Os resultados para CBM indicaram uma aÃÃo bactericida do Ãleo nanoencapsulado e do Ãleo puro mais eficiente na bactÃria Gram-positiva. No entanto, as nanopartÃculas mostraram um resultado melhor contra a bactÃria Gram-negativa, devido a um possÃvel efeito sinÃrgico entre a GC e o OES.

O óleo de buriti (Mauritia flexuosa L.) é o óleo vegetal mais rico em β-caroteno encontrado na biodiversidade brasileira, além de possuir tocoferol e ácido graxo. Apesar do alto valor nutritivo, não é amplamente cultivado e seu processamento comercial é realizado em pequena escala. Sua encapsulação e posterior aplicação em produto alimentício representa uma alternativa para o aumento de seu consumo uma vez que nesta forma pode ser incorporado em produtos alimentares de base aquosa. Este estudo objetivou a produção, caracterização e avaliação da estabilidade de nanoemulsões encapsulando óleo de buriti para posterior aplicação em bebida isotônica visando a substituição de corante artificial, especialmente o amarelo crepúsculo, por corante natural. As nanoemulsões foram produzidas por método de baixa energia (temperatura de inversão de fases - PIT) e o melhor resultado foi obtido usando uma proporção de óleo-tensoativo (SOR) de 2 (10% óleo de buriti e Tween 80), água deionizada, α-tocoferol e NaCl. As nanoemulsões foram avaliadas em termos de tamanho médio de gotícula, oxidação lipidica e quantificação de carotenoides totais. Estas apresentaram boa estabilidade físico-química, porém a quantificação de carotenoides totais mostrou diminuição de 73% após 60 dias de armazenamento. Duas formulações de nanoemulsão foram escolhidas (2,5M e 3 M de NaCl, ambas na proporção de 1:1 de carotenoides totais: α-tocoferol) e aplicadas em um sitema modelo de bebida isotônica e pasteurizadas a 80 °C/15s. A caracterização da bebida isotônica se deu em termos de pH (3), osmolalidade (302 mOsmol / kg), acidez titulável total (0,171 g/ 100mL) e sólidos solúveis (5 °Brix), além de análises microbiológicas e avaliação sensorial. Os resultados mostraram que é possível incorporar óleo de buriti nanoemulsionado em bebida isotônica e por meio da realização de análise sensorial, observou-se que a incorporação de nanoemulsão em bebida isotônica foi relativamente satisfatório. / Buriti (Mauritia flexuosa L.) oil is the richest vegetable oil in β-carotene found in Brazilian biodiversity, it is also rich in tocopherol and fatty acid. Despite its high nutritional value, buriti is not widely cultivated and its commercial fruit processing is carried out on a small scale. The encapsulation of buriti oil and subsequent application in food products represents an alternative to increase its consumption, since in this form it can be incorporated in aqueous-based food products. This project aimed the production, characterization and stability evaluation of nanoemulsions encapsulating buriti oil for subsequent incorporation in isotonic beverage, aiming to replace artificial colorant, especially sunset yellow, by natural colorant. The nanoemulsions were produced by low energy method -phase inversion temperature (PIT) method- and the best result was obtained using a surfactant-oil ratio (SOR) of 2.0 (10% buriti oil and 20% polysorbate 80), deionized water, α-tocopherol and NaCl. The nanoemulsions were evaluated in terms of storage stability (60 days), average droplet size, quantification of lipid oxidation and total carotenoids. The system showed good physical-chemical stability, however the quantification of total encapsulated carotenoids showed a decrease of 73% after 60 days of storage. Two formulations of nanoemulsions were chosen (2,5 M and 3 M of NaCl, both in the proportion of total carotenoids: α-tocopherol of 1:1) and incorporated in an isotonic beverage model system, and pasteurized at 80 °C/15s. The beverage was characterized in terms of pH (3), osmolality (302 mosmol/kg), total titratable acidity (0.171 g/100mL) and soluble solids (5 °Brix); microbiology and sensory evaluation of the isotonic drinks were also carried out. The results showed that it is possible to incorporate nanoemultionated buriti oil in isotonic beverage. In the sensory analysis, it was verified that the incorporation of nanoemulsion in isotonic beverage was relatively satisfactory.