A exposição à radiação ultravioleta (RUV) pode levar a um desequilíbrio no balanço oxidante/antioxidante da pele causando prejuízos à sua integridade e levando a diversas alterações, entre as quais o envelhecimento precoce e o câncer de pele. Na tentativa de diminuir os efeitos biológicos mediados pelos radicais livres gerados pela RUV na pele, tem sido proposto a fotoquimioproteção com a utilização de antioxidantes tópicos. Dentre a gama de compostos disponíveis para serem empregados na fotoquimioproteção, a própolis, por sua pronunciada atividade antioxidante, entre suas inúmeras atividades biológicas, é uma matéria-prima com promissora ação tópica. Desta forma, extratos de própolis alcoólico e glicólico (EPA e EPG) foram caracterizados quanto à sua composição polifenólica e quanto à sua capacidade antioxidante frente a diversos radicais livres. Formulações adicionadas destes extratos foram desenvolvidas e submetidas a estudos de estabilidade física e funcional, estudos de liberação, permeação e retenção cutânea in vitro, bem como estudos preliminares de eficácia in vivo. Os resultados demonstraram que os extratos de própolis são capazes de seqüestrar eficientemente diversos radicais livres, principalmente radicais superóxido. Quando estes extratos foram adicionados em formulações de produtos para uso tópico, a atividade antioxidante foi mantida. Nos estudos prévios de estabilidade física foi observado que as formulações mais estáveis foram desenvolvidas com Hostacerin® SAF (menor conteúdo graxo) e Polawax® (maior conteúdo graxo). No entanto, somente a formulação desenvolvida com Polawax® apresentou estabilidade satisfatória por 1 ano quando armazenada à temperatura ambiente e a 40º.C 2º.C/70%UR 5%. Nos estudos de liberação, permeação e retenção cutânea foi observado a influência do conteúdo graxo na performance das formulações. A cinética de liberação das formulações tanto do ácido p-cumárico (utilizado como marcador), como dos compostos equivalentes ao extrato de própolis (EEP) demonstraram seguir o modelo de Higuchi. A formulação desenvolvida com Polawax® apresentou a melhor retenção cutânea, com retenção de 0,013 e 0,030 µL de EEP.cm-2 para as peles de camundongo e de porco, respectivamente. Em adição, esta formulação apresentou baixos níveis de permeação cutânea, sendo adequada para aplicação tópica fotoquimioprotetora. Nos estudos in vivo, esta formulação adicionada de EPA, foi capaz de diminuir o eritema, inibir o edema e aumentar a cicatrização de camundongos sem pêlo expostos à radiação UVB. Além disso, também foi observado a proteção da depleção da glutationa endógena (GSH). Os resultados preliminares de eficácia in vivo sugerem que formulações contendo o extrato de própolis apresentam boas perspectivas para serem utilizadas para prevenir e tratar os danos causados na pele pela radiação UV. / The ultraviolet radiation (UVR) exposition may lead to the skin oxidant/antioxidant imbalance injuring its integrity and leading to several disorders, such as ageing and skin cancer. In order to improve the biological effects caused by free radicals generated by UVR in skin, it has been suggested the photochemoprotection by using topical antioxidants. Among the available compounds to be employed in hotochemoprotection, propolis, due to its important antioxidant activity, among its innumerous biological activities, is a promising topical raw-material. Next, ethanolic and glycolic propolis extracts (EPE, GPE) were characterized in relation to their polyphenolic composition, and in relation to their antioxidant activity against several free-radicals. Formulations added with these extracts were developed and undergone to physical and functional stability studies, in vitro release and skin permeation and retention studies, as well as in vivo preliminary efficacy studies. The results showed that the propolis extracts are able to scavenge several free radicals efficiently, mainly superoxide radicals. When these extracts were added to formulations of topical products, their antioxidant activity were maintained. In the physical stability studies, it was observed that the most stable formulations were developed with Hostacerin® SAF (lower fat content) and Polawax® (higher fat content). However, only the formulation developed with Polawax® showed satisfactory stability for 1 year stored at room temperature and at 40º.C 2º.C/70%UR 5%UR. In the release, permeation and retention studies, it was observed the fat content influence in the formulation performance. The release profile of p-coumaric acid (used as marker compound) and the compounds equivalent to propolis extract (EPE) followed the Higuchi model. The formulation developed with Polawax® showed the best skin retention, retaining 0,013 and 0,030 L EPE.cm-2 in hairless mouse skin and in pig skin, respectively. In addition, this formulation presented low permeation, which is desired for photochemoprotective topical employment. In the in vivo studies, this formulation added with EPE was able to diminish erithema, inhibit oedema and increase cicatrisation in hairless mice exposed to UVB radiation. In addition, it was also observed the protection of the endogenous glutathione (GSH) depletion. The in vivo preliminary efficacy results suggest that formulations added with propolis extract present good perspectives to be employed to prevent and treat the injuries caused in skin by UV radiation.

A exposição à radiação ultravioleta (RUV) pode levar a um desequilíbrio no balanço oxidante/antioxidante da pele causando prejuízos à sua integridade e levando a diversas alterações, entre as quais o envelhecimento precoce e o câncer de pele. Na tentativa de diminuir os efeitos biológicos mediados pelos radicais livres gerados pela RUV na pele, tem sido proposto a fotoquimioproteção com a utilização de antioxidantes tópicos. Dentre a gama de compostos disponíveis para serem empregados na fotoquimioproteção, a própolis, por sua pronunciada atividade antioxidante, entre suas inúmeras atividades biológicas, é uma matéria-prima com promissora ação tópica. Desta forma, extratos de própolis alcoólico e glicólico (EPA e EPG) foram caracterizados quanto à sua composição polifenólica e quanto à sua capacidade antioxidante frente a diversos radicais livres. Formulações adicionadas destes extratos foram desenvolvidas e submetidas a estudos de estabilidade física e funcional, estudos de liberação, permeação e retenção cutânea in vitro, bem como estudos preliminares de eficácia in vivo. Os resultados demonstraram que os extratos de própolis são capazes de seqüestrar eficientemente diversos radicais livres, principalmente radicais superóxido. Quando estes extratos foram adicionados em formulações de produtos para uso tópico, a atividade antioxidante foi mantida. Nos estudos prévios de estabilidade física foi observado que as formulações mais estáveis foram desenvolvidas com Hostacerin® SAF (menor conteúdo graxo) e Polawax® (maior conteúdo graxo). No entanto, somente a formulação desenvolvida com Polawax® apresentou estabilidade satisfatória por 1 ano quando armazenada à temperatura ambiente e a 40º.C 2º.C/70%UR 5%. Nos estudos de liberação, permeação e retenção cutânea foi observado a influência do conteúdo graxo na performance das formulações. A cinética de liberação das formulações tanto do ácido p-cumárico (utilizado como marcador), como dos compostos equivalentes ao extrato de própolis (EEP) demonstraram seguir o modelo de Higuchi. A formulação desenvolvida com Polawax® apresentou a melhor retenção cutânea, com retenção de 0,013 e 0,030 µL de EEP.cm-2 para as peles de camundongo e de porco, respectivamente. Em adição, esta formulação apresentou baixos níveis de permeação cutânea, sendo adequada para aplicação tópica fotoquimioprotetora. Nos estudos in vivo, esta formulação adicionada de EPA, foi capaz de diminuir o eritema, inibir o edema e aumentar a cicatrização de camundongos sem pêlo expostos à radiação UVB. Além disso, também foi observado a proteção da depleção da glutationa endógena (GSH). Os resultados preliminares de eficácia in vivo sugerem que formulações contendo o extrato de própolis apresentam boas perspectivas para serem utilizadas para prevenir e tratar os danos causados na pele pela radiação UV. / The ultraviolet radiation (UVR) exposition may lead to the skin oxidant/antioxidant imbalance injuring its integrity and leading to several disorders, such as ageing and skin cancer. In order to improve the biological effects caused by free radicals generated by UVR in skin, it has been suggested the photochemoprotection by using topical antioxidants. Among the available compounds to be employed in hotochemoprotection, propolis, due to its important antioxidant activity, among its innumerous biological activities, is a promising topical raw-material. Next, ethanolic and glycolic propolis extracts (EPE, GPE) were characterized in relation to their polyphenolic composition, and in relation to their antioxidant activity against several free-radicals. Formulations added with these extracts were developed and undergone to physical and functional stability studies, in vitro release and skin permeation and retention studies, as well as in vivo preliminary efficacy studies. The results showed that the propolis extracts are able to scavenge several free radicals efficiently, mainly superoxide radicals. When these extracts were added to formulations of topical products, their antioxidant activity were maintained. In the physical stability studies, it was observed that the most stable formulations were developed with Hostacerin® SAF (lower fat content) and Polawax® (higher fat content). However, only the formulation developed with Polawax® showed satisfactory stability for 1 year stored at room temperature and at 40º.C 2º.C/70%UR 5%UR. In the release, permeation and retention studies, it was observed the fat content influence in the formulation performance. The release profile of p-coumaric acid (used as marker compound) and the compounds equivalent to propolis extract (EPE) followed the Higuchi model. The formulation developed with Polawax® showed the best skin retention, retaining 0,013 and 0,030 L EPE.cm-2 in hairless mouse skin and in pig skin, respectively. In addition, this formulation presented low permeation, which is desired for photochemoprotective topical employment. In the in vivo studies, this formulation added with EPE was able to diminish erithema, inhibit oedema and increase cicatrisation in hairless mice exposed to UVB radiation. In addition, it was also observed the protection of the endogenous glutathione (GSH) depletion. The in vivo preliminary efficacy results suggest that formulations added with propolis extract present good perspectives to be employed to prevent and treat the injuries caused in skin by UV radiation.

O pinhão é a semente do Pinheiro do Paraná (Araucaria angustifolia) que cresce naturalmente nos Estados do Sul do Brasil, sendo consumido normalmente cozido durante a época de safra. Existem alguns estudos com pinhão, mas pouco se tem feito para aumentar sua aplicabilidade como ingrediente em desenvolvimento de novos produtos. O objetivo deste trabalho foi utilizar os componentes do pinhão na forma de amido, farinha, extrato fenólico da casca e casca em pó, como ingredientes naturais para o desenvolvimento de produtos inovadores nas indústrias farmacêutica e de alimentos. Este trabalho está dividido em duas etapas: desenvolvimento de formulações para uso tópico na área da indústria farmacêutica, e desenvolvimento de filmes comestíveis na área da indústria de alimentos. Na primeira etapa do trabalho foram desenvolvidos dois tipos de formulações de uso tópico, gel e emulgel, com amido de pinhão e extrato fenólico da casca. Foi analisada a estabilidade em curto prazo, através de ciclos de estresse térmico, e durante seis meses de armazenamento. Além disso, foi realizada uma análise sensorial discriminativa comparando as formulações com seus controles e análise de eritema e pH da pele através de sondas não invasivas. Ainda, foram estudadas possíveis correlações entre parâmetros físicos e reológicos das formulações ao longo do tempo de armazenamento através da matriz de correlações de Pearson. Os resultados desta etapa do trabalho demonstraram que as formulações cosméticas mantiveram seu aspecto físico e comportamento pseudoplástico após os ciclos de estresse e durante os seis meses de armazenamento, com uma boa estabilidade. A adição de amido de pinhão manteve a espalhabilidade e aumentou a viscosidade das formulações em comparação com seus controles. O extrato fenólico da casca mostrou-se uma boa fonte de compostos fenólicos com atividade antioxidante, a qual se manteve estável mesmo após estresse térmico. Nos estudos em voluntários humanos, as formulações não apresentaram quaisquer sinais de irritação cutânea ou alteração de pH da pele. A formulação tipo emulgel foi considerada como tendo maior capacidade de se espalhar na pele e sensação de filme aveludado, menor pegajosidade e percepção na pele após 5 minutos da aplicação, o que sugere que a formulação, além de melhor espalhamento, não deixa sensação residual na pele. Através das análises de correlação concluiu-se que quanto maior o conteúdo de umidade maior o índice de consistência, índice de qualidade e viscosidade aparente, e, por outro lado, menor o índice de fluxo e, quanto maior o tamanho médio de partícula, menor o índice de consistência, índice de qualidade e viscosidade aparente. Na segunda etapa do trabalho foram desenvolvidos filmes comestíveis à base de amido e farinha de pinhão, com e sem adição de casca de pinhão moída. Primeiramente foi avaliada a possibilidade da utilização de glicerol, sorbitol, sacarose e xarope de glicose como plastificantes no desenvolvimento de filmes de amido. Foi avaliado o efeito da quantidade de amido de pinhão e sorbitol na formação dos filmes através de um planejamento experimental 22 com pontos axiais e a influência destas variáveis foi avaliada nas propriedades mecânicas, de cor e opacidade, solubilidade e espessura dos biofilmes formados. Foram desenvolvidos também filmes à base de amido e farinha de pinhão plastificados com diferentes quantidades de glicerol. Estes filmes foram caracterizados e comparados entre si em relação à espessura, permeabilidade a vapor d'água (PVA), temperatura de transição vítrea, microscopia eletrônica de varredura (MEV), porosidade aparente (Ø), cor, opacidade e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Além disso, as matérias-primas foram analisadas através da umidade, atividade de água (Aw), Ø e propriedades de pasta. Após, foram desenvolvidos filmes à base de farinha de pinhão, utilizando a concentração de glicerol que se julgou mais adequada a partir dos dados estudados anteriormente. A estes filmes foram adicionadas diferentes concentrações de casca de pinhão moída e avaliada a influência da adição da casca nas propriedades físico-químicas, na morfologia por MEV, na estrutura química por FTIR, fenólicos solúveis totais e capacidade antioxidante. Por fim, foi realizada a comparação do filme formado a partir de amido de pinhão com filmes desenvolvidos com amidos comerciais com diferentes razões de amilose/amilopectina. Para comparação, foram utilizados o amido de mandioca e dois tipos de amido de milho com alto teor de amilose, Hylon V e Hylon VII. Os filmes foram caracterizados quanto à densidade, volume total de poro, parâmetros de cor e opacidade, análise de estrutura por MEV, permeabilidade a vapor de água, isotermas de sorção, propriedades mecânicas, FTIR e estabilidade térmica por analisador termogravimétrico (TGA). A partir das respostas do planejamento foram obtidos modelos significativos para espessura, solubilidade, módulo de Young, tensão máxima, deformação no momento da ruptura e para os parâmetros de cor b* e h. Os filmes produzidos à base de amido de pinhão e sorbitol apresentaram transparência adequada e valores altos de solubilidade. A espessura dos filmes foi maior com a utilização das maiores concentrações de amido e sorbitol e os maiores valores de solubilidade foram alcançados nas maiores concentrações de sorbitol e menores concentrações de amido. No geral, os filmes apresentaram baixa resistência mecânica, porém, com tendência de aumento de acordo com a maior concentração de amido e diminuição da concentração de sorbitol. O amido e a farinha de pinhão não apresentaram diferença significativa no conteúdo de umidade e o amido de pinhão apresentou Aw e Ø menores que a farinha de pinhão, mas com pico de viscosidade maior. Os filmes feitos com amido de pinhão apresentaram valores menores para espessura, Ø, PVA e opacidade e valores maiores para módulo de Young, resistência à tração e deformação na ruptura. Além disso, filmes com maiores concentrações de glicerol apresentaram maior PVA e deformação na ruptura, e menor resistência à tração e módulo de Young. A estrutura dos filmes de farinha de pinhão apresentaram irregularidades e superfície mais rugosa que os filmes de amido de pinhão. As diferenças na concentração de glicerol não afetaram os valores de Tg dos filmes. Os filmes de farinha de pinhão demonstraram ser mais amarelados e mais opacos. No geral, os filmes de amido e farinha de pinhão não apresentaram mudanças estruturais através da análise de FTIR. A adição de casca de pinhão aos filmes de farinha de pinhão gerou filmes com compostos fenólicos, atividade antioxidante e fibras. O aumento da concentração de casca formou filmes com maior espessura, porosidade aparente, permeabilidade a vapor d'água, compostos fenólicos solúveis totais, capacidade antioxidante, módulo de Young, fibra dietética e de coloração mais avermelhada (a*) e amarelada (b*). Ainda, a presença da casca de pinhão diminuiu a deformação na ruptura e luminosidade (L*). A casca de pinhão deixou os filmes mais ásperos e com algumas falhas na superfície, visíveis pelas imagens de MEV. A intensidade dos picos do espectro no infravermelho (FTIR) diminuiu com o aumento da concentração de casca nos filmes. A comparação do filme feito com amido de pinhão e demais filmes de amidos comerciais com diferentes razões de amilose/amilopectina demonstrou que esta característica tem efeito apenas sobre a força do filme e tensão superficial da solução filmogênica. No geral, todos os filmes demonstraram transparência com baixos valores de ΔE e opacidade, superfícies lisas com aspecto homogêneo, isotermas do tipo III, ajustáveis pelo modelo de GAB, permeabilidade a vapor d'água adequada para filmes de amido, padrões de infravermelho similares entre si e degradação térmica seguindo o mesmo padrão. Por fim, através dos testes e produtos desenvolvidos pôde-se demonstrar a aplicabilidade do pinhão, criando alternativas para valorização do produto e aproveitamento da semente inteira, diminuindo a geração de resíduos. Foi possível perceber também um grande potencial da utilização da semente em produtos que utilizem amido, farinha com grande quantidade de carboidrato, fibras e compostos fenólicos com atividade antioxidante. / Pinhão is the Parana pine seed (Araucaria angustifolia), which grows naturally in the southern states of Brazil, and is usually consumed cooked during the harvest season. There are some studies with pinhão, but there are a few efforts to increase its applicability as an ingredient in the development of new products. The main goal of this work is to use the pinhão components such as starch, flour, phenolic extract of the husk and husk powder, as natural ingredients for the development of innovative products in the pharmaceutical and food industries. This work is divided into two stages: development of topical formulations in the pharmaceutical industry area, and development of edible films in the food industry area. In the first stage, there were developed two types of topical formulations, gel and emulgel with pinhão starch and phenolic extract of the husk. The stability was analyzed through thermal stress cycles, and along six months of storage. In addition, a discriminative sensory analysis was performed comparing formulations with their controls and an analysis of erythema and skin pH through non-invasive probes was also made. Furthermore, possible correlation between physical and rheological parameters of formulations over time through storage Pearson correlation matrix was studied. The results of this step showed that the cosmetic formulations maintained their physical appearance and the pseudoplastic behavior after stress cycles and six months of storage, showing good stability. The addition of pinhão starch kept spreadability and increased the formulations’ viscosity when comparing with their controls. The coat phenolic extract proved to be a good source of phenolic compounds with antioxidant activity, which remained stable even after thermal stress. The formulations showed no signs of skin irritation or pH skin alteration in the studies with human volunteers. The emulgel type formulation was considered to have greater spread ability on the skin and better feeling of peachy film, lower stickiness and perception on the skin after 5 minutes of application, suggesting that the formulation spreads better and leaves no residual sensation on the skin. Through the correlation analysis it was concluded that the higher the moisture content the higher the consistency index, quality index and apparent viscosity and, on the other hand, the lower the flow rate; the greater the average particle size, smaller the consistency index, quality index and apparent viscosity. In the second stage of the work, there were developed edible films based on pinhão starch and flour, with or without grounded pinhão husk addition. Initially, the possibility of the use of glycerol, sorbitol, sucrose and glucose syrup as plastificisers in starch films development was evaluated. The effect of the pinhão starch and sorbitol amounts in the films formation was evaluated through a 22 experimental design with axial points and these variables influence was evaluated by the mechanical properties, color and opacity, solubility and thickness of films. Pinhão starch-based films and pinhão flour-based films with different amounts of glycerol have also been developed, characterized and compared each other to the thickness, water vapor permeability (WVP), glass transition temperature (Tg), scanning electron microscopy (SEM), apparent porosity (Ø), color, opacity, and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). In addition, the raw materials were analyzed for moisture content, water activity (Aw), apparent porosity and pasting profile. Subsequently, pinhão flour films were developed using the glycerol concentration which is judged the most appropriate from the data previously studied. Different concentrations of pinhão husk were added to the films and the pinhão husk addition influence on the physicochemical properties, morphology by SEM, chemical structure by FTIR, total soluble phenolic (TSP), and antioxidant capacity were analyzed. Finally, a comparison of the film formed from pinhão starch and from commercial starches with different amylose/amylopectin ratio was performed. The commercial starches used were the cassava starch and two types of corn starch with high amylose content, Hylon V and Hylon VII. The films were characterized for density, total pore volume (TPV), color parameters, and opacity, structure analysis by SEM, WVP, sorption/desorption isotherms, mechanical properties, FTIR and thermal stability by thermogravimetric analyzer (TGA) and they were compared to each other. The experimental design demonstrated that the thickness, solubility, Young’s modulus, maximum stress, elongation at break, and color parameters b* and h presented significant models. Pinhão starch and sorbitol films showed adequate transparency and high solubility values. The film thickness was greater with the use of higher starch and sorbitol concentrations, and higher solubility values were reached in higher sorbitol amounts and lower starch concentrations. In general, the films had low tensile strength, but with a tendency to increase with starch concentration increasing and sorbitol concentrations decreasing. Pinhão starch and flour did not show differences in moisture content and pinhão starch presented lower Aw, Ø, but higher peak viscosity than pinhão flour. Films made with pinhão starch exhibited lower thickness, Ø, WVP and opacity than pinhão flour films, but higher Young’s modulus, tensile strength and elongation at break. In addition, films with higher amounts of glycerol exhibited higher WVP and elongation at break, with lower tensile strength and Young’s modulus. The pinhão flour films structure presented irregularities and were rougher than pinhão starch films. Differences in glycerol content did not affect Tg values of these films. Flour films were yellowish and also had a higher opacity value. The FTIR spectra of pinhão starch and pinhão flour films showed similar IR absorbance patterns, with no structural change in the presence or absence of glycerol. The increase of pinhão husk concentration formed films with greater thickness, porosity, WVP, TSP, antioxidant capacity, Young's modulus, dietary fiber and more intense color parameters for red (a*) and yellow (b*) . The pinhão husk presence decreased the elongation at break and lightness (L*), made rougher films and with imperfections on the surface, visible by SEM images. The intensity of the peaks in the infrared spectrum (FTIR) decreased when pinhão husk concentration increased. The comparison made between pinhão starch films and films made with commercial starches with different amylose/amylopectin ratios showed that this characteristic takes effect only on the film strength and surface tension of the film solution. In general, all the films demonstrated transparency with low ΔE values and opacity, a smooth surface with homogeneous appearance. They also showed Type III isotherm, adjustable by the GAB model, adequate WVP, IR patterns similar to each other and thermal degradation following the same pattern. Finally, through the tests and developed products it can be demonstrate the applicability of the pinhão and create alternatives for the whole seed utilization, reducing the waste generation. In addition, it can be noticed a great potential of seed uses in such products that use starch, flour with lots of carbohydrates, fiber and phenolic compounds with antioxidant activity.

Isoflavonas são substâncias fenólicas conhecidas por promoverem diversos efeitos benéficos à pele. Na soja, esses compostos são essencialmente encontrados nas formas glicosiladas. No entanto, as atividades biológicas são principalmente relacionadas com as suas formas agliconas. A presente tese teve como principal objetivo a obtenção de uma fração enriquecida em isoflavonas agliconas e a sua incorporação em formulações tópicas visando o aumento da retenção cutânea de tais compostos. Para tanto, foi realizada primeiramente a extração de soja em meio hidroetanólico seguida de processo clássico hidrolítico (hidrólise ácida) para obtenção das formas livres das isoflavonas. O extrato obtido foi avaliado por um método cromatográfico de ultraeficiência, o qual foi desenvolvido e validado para a determinação quantitativa das isoflavonas agliconas (IA), bem como para avaliação das principais impurezas furânicas formadas. O método mostrou-se específico, linear, preciso, robusto e exato para a quantificação das IA daidzeína, gliciteína e genisteína, e para a quantificação das impurezas hidroximetilfurfural (HMF) e etoximetilfurfural (EMF). Além disso, o método foi concomitantemente validado para a quantificação das IA em diferentes matrizes analíticas e bioanalíticas visando estudos de desenvolvimento de produtos tópicos e estudos de permeação/retenção cutânea. Devido à toxicidade relatada na literatura para o HMF, o presente estudo investigou in vitro o potencial genotóxico e mutagênico do EMF, principal impureza formada após degradação ácida dos açúcares presentes no extrato hidroetanólico de soja. O EMF apresentou potencial genotóxico em linhagem celular do tipo HepG2 nas concentrações próximas ao teor encontrado no extrato. Devido a isso, foi realizada uma investigação de métodos alternativos ao da hidrólise ácida visando à obtenção das IA da soja sem a presença de HMF e EMF, e facilitando, desta forma, os processos de purificação até uma fração enriquecida em IA. Para tanto, foram realizadas otimizações de processos hidrolíticos mais seletivos, tais como hidrólise enzimática com β-glicosidase e fermentação com Saccharomyces cerevisiae. Os processos foram primeiramente avaliados por desenho experimental de Plackett-Burman para determinação dos principais fatores que podem influenciar durante os bioprocessos hidrolíticos. Posteriormente, os métodos foram otimizados por meio de desenho experimental de Box-Behnken. Destaca-se que os processos foram realizados com um extrato equivalente ao extraído de 1,0 g de soja desengordurada. Para o método enzimático, as condições ótimas de processo compreenderam 838 unidades de β-glicosidase, em pH 6.0, durante 4,5 h à 37 ºC. Para o método fermentativo, as condições ótimas de processo hidrolítico compreenderam 1500 mg de fermento comercial contendo Saccharomyces cerevisiae, em pH 7.6, durante 24 h à 33 ºC. Os extratos foram avaliados quanto ao teor de IA, sempre realizando a sua comparação com um extrato não hidrolisado (controle negativo) e com um extrato hidrolisado pela via ácida (controle positivo). O teor de IA após hidrólise enzimática foi estatisticamente semelhante ao controle positivo. No entanto, o processo de fermentação não permitiu completa hidrólise das isoflavonas, sendo necessária a realização de um processo adicional de hidrólise ácida ao final do processo fermentativo. Todos os extratos hidrolisados, ou seja, os obtidos pelas vias ácida, enzimática, fermentativa, fermentativa+ácida, foram avaliados quanto à presença ou ausência de açúcares, compostos furânicos, triterpenos e saponinas. Além disso, todos passaram por processo de partição líquido-líquido com acetato de etila para obtenção de diferentes frações. A fração que apresentou maior pureza e que foi considerada a mais promissora para escalonamento de produção foi obtida após partição do extrato de soja hidrolisado pela via enzimática. Essa fração foi avaliada quanto ao seu potencial in vitro de proliferação de queratinócitos (HaCaT). Após 48 h de tratamento celular, os resultados demonstraram que a fração na concentração de 0,1 μg de IA/mL foi considerada não citotóxica para as células e apresentou promissora atividade proliferativa de queratinócitos. Desta forma, tal fração foi escolhida para ser incorporada em nanoemulsões visando uma futura aplicação tópica durante processos regenerativos de tecidos cutâneos. As formulações foram espessadas, ou não, até hidrogéis de ácido hialurônico. Por fim, foi realizada a avaliação da capacidade de permeação/retenção cutânea das IA a partir das formulações utilizando modelo experimental in vitro com pele de orelha suína. Tanto as nanoemulsões quanto os hidrogéis demonstraram ser promissores sistemas de liberação das IA na pele, aumentando sua retenção em camadas cutâneas consideradas importantes para exercerem seus efeitos benéficos. / Isoflavones are phenolic compounds that promote several benefic effects on the skin. In soybeans, these substances are present in different chemical conformations, mostly as glycoside conjugates. However, the beneficial activities are mainly credited to their aglycone forms. The main goal of this study was the production of an isoflavone aglycone-rich fraction to be incorportated into topical products intended to increase the skin retention of isoflavone aglycones (IA). For that, firstly it was performed a soybean extraction in a hydroethanolic media followed by a classical hydrolysis procedure (acid hydrolysis) to breakdown the conjugated forms until their respective aglycones. To analyze the obtained extract, an ultra-fast liquid chromatography method was developed and validated. The method showed to be specific, linear, precise, robust and accurate for quantification of daidzein, glycitein and genistein, as well as for hydroxymethylfurfural (HMF) and ethoxymethylfurfural (EMF), the main impurities present in the acid hydrolyzed extract. Besides, the method was concomitantly validated for determination of IA in different analytical and bioanalytical matrices during development of topical products and permeation/retention assays. Due to the well-documented toxicity of HMF, this study also investigated in vitro the genotoxic and mutagenic potential of EMF, a sugar degradation product formed after acid hydrolysis of soybean extract. EMF showed to be genotoxic for HepG2 cells at concentrations very close to those present in the extract. So, alternative hydrolysis methods were carried out aiming to obtain the IA from soybeans without the presence of HMF and EMF, and thus facilitating the processes of purification until new IA-rich fractions. For that, procedures with more selectivity properties were accomplished, such as enzymatic hydrolysis with β-glucosidase and fermentation with Saccharomyces cerevisiae. These methods were firstly evaluated by a Plackett-Burman design, to screen the main factors that could be influencing during the hydrolysis of isoflavones present in soybean extract. Further, the methods were optimized by Box-Behnken design. It is important to highpoint that the processes were always carried out with a sample corresponding to the extracted from 1.0 g of defatted soybeans. The highest IA content was achieved under the optimal conditions: enzymatic hydrolysis with 838 units of β-glucosidase, during 4.5 h at pH 6.0 and 37 ºC, or fermentative process with 1500 mg of commercial bakery yeast (Saccharomyces cerevisiae) during 24 h at pH 7.6 and 33 ºC. The extracts were investigated to evaluate the IA content, and the results were always compared with a non-hydrolyzed extract (negative control) and with an acid hydrolyzed extract (positive control). The IA amount after enzymatic hydrolysis was statistically similar than positive control. However, the fermentation did not hydrolyze completely the isoflavones, being necessary an additional acid hydrolysis at end of fermentative process. The extracts obtained by acid, enzymatic, fermentative and fermentative+acid processes were investigated to analyze the presence or absence of sugars, furanic compounds, triterpenes and saponins. Besides, all of them were partitioned with ethyl acetate to obtain IA-rich fractions. The most pure and easily achieved fraction was the one obtained from enzymatic hydrolyzed extract. This fraction was examined to explore its in vitro proliferation ability in keratinocytes cells (HaCaT). After 48 h of cellular treatment, the results showed that the fraction at 0,1 μg de IA/mL was considered non-cytotoxic for cells, and showed a promising proliferative activity. Therefore, this fraction was chosen to be incorporated in nanoemulsions viewing a future topic application during regenerative processes of skin. Moreover, the formulations were thickened, or not, until hyaluronic acid hydrogels. Lastly, it was performed the skin permeation/retention evaluation for IA from formulations using an in vitro experimental model with porcine ear skin. Both nanoemulsions and hydrogels were considered as promisor delivery systems for IA, increasing their retention in skin layers (epidermis and dermis).

A exposição excessiva às radiações UV é capaz de limitar a capacidade dos sistemas de defesa antioxidante em nosso organismo, provocando o estresse oxidativo. Assim, extratos vegetais ricos em compostos antioxidantes são fortes candidatos a serem veiculados em formulações tópicas para a prevenção ou tratamento dos danos causados pela RUV na pele. Dentre a gama de extratos vegetais com atividade biológica, o extrato de açaí, fruto da espécie Euterpe olerecea Mart., tem se destacado por apresentar grande quantidade de antioxidantes na sua composição. Geralmente, a quantidade de ativos que consegue penetrar na pele é pequena, exigindo métodos analíticos muito sensíveis. Assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o emprego do método de quimioluminescência para a quantificação da penetração dos componentes do extrato de açaí na pele por medida da atividade antioxidante. Os resultados mostraram que o IC50 do extrato de açaí para o ensaio de inibição da quimioluminescência gerada no sistema xantina/luminol/xantina oxidase foi de 0,63 ?g/mL. Além disso, a quantificação do extrato de açaí utilizando esse método foi possível para porcentagens de inibição obtidas até o valor de 60%. Ainda, esse método mostrou-se preciso e exato na determinação da porcentagem de inibição da quimioluminescência do extrato de açaí na concentração próxima a IC50, sendo essa inibição não influenciada pelos componentes das diferentes formulações estudadas. No entanto, o uso da quimioluminescência como um método de quantificação da penetração de componentes antioxidantes de extratos hidrossolúveis torna o processo de extração desses componentes da pele um fator importante, no qual a escolha do solvente extrator é um ponto crítico. Assim, o solvente extrator escolhido para a realização dos estudos de penetração/retenção cutânea foi metanol:água (80:20), visto que esse solvente foi capaz de extrair os componentes antioxidantes do extrato de açaí sem retirar grande quantidade dos compostos inerentes da pele com atividade antioxidante. Por fim, a determinação da inibição da quimioluminescência gerada no sistema xantina/luminol/xantina oxidase mostrou-se um método importante na medida da atividade antioxidante de extratos na pele. Ainda, esse método foi eficaz na quantificação do extrato de açaí nos estudos de penetração/retenção com célula de difusão vertical, apesar de todos os erros inerentes desse método. / The excessive exposure to UV radiation is able to decrease the antioxidant defense systems in the skin leading to the oxidative stress. Thus, plant extracts, rich in antioxidant compounds, are strong candidates to be added in topical formulations for the prevention or treatment of UV radiation induced damages. Among the range of plant extracts with biological activity, the extract of açai, fruit of the Euterpe olerecea Mart. species has become known due to the considerable amount of antioxidants in its composition. Generally, the amount of active compounds that can penetrate in the skin is low requiring sensitive analytical methods. Thus, the present study aimed to evaluate the use of chemiluminescence assay for the quantification of the penetration of açai extract components in the skin by measuring the antioxidant activity. The results showed an IC50 value of 0.63 ?g/mL for the antioxidant activity determined by chemiluminescence assay using the xanthine/luminol/xanthine oxidase system. Moreover, the quantification of acai extract using this method was possible for percentages of inhibition obtained until the 60% of inhibition value. Additionally, this method proved to be precise and accurate in determining the percentage of chemiluminescence inhibition of acai extract at concentrations values close to the IC50 value. Additionally, it was observed that the inhibition was not influenced by the different components of the formulations studied. However, the use of chemiluminescence assay to quantify the penetration of water-soluble extract antioxidant components makes the extraction process of these components from the skin an important step in which the selection of the extractor solvent is a critical point. In the present study it was selected methanol:water (80%) as an organic extractor solvent which was able to extract the antioxidant components of the acai extract without removing large amounts of inherent compounds of the skin with antioxidant activity. Finally, the determination of the chemiluminescence generated in the xanthine/luminol/xanthine oxidase system inhibition showed to be an important method for the measurement of the antioxidant activity of plant extracts in the skin. Still, this method was effective in quantifying the acai extract in cutaneous penetration/retention studies using vertical diffusion cells despite all the intrinsic errors of this used method.

A exposição excessiva às radiações UV é capaz de limitar a capacidade dos sistemas de defesa antioxidante em nosso organismo, provocando o estresse oxidativo. Assim, extratos vegetais ricos em compostos antioxidantes são fortes candidatos a serem veiculados em formulações tópicas para a prevenção ou tratamento dos danos causados pela RUV na pele. Dentre a gama de extratos vegetais com atividade biológica, o extrato de açaí, fruto da espécie Euterpe olerecea Mart., tem se destacado por apresentar grande quantidade de antioxidantes na sua composição. Geralmente, a quantidade de ativos que consegue penetrar na pele é pequena, exigindo métodos analíticos muito sensíveis. Assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o emprego do método de quimioluminescência para a quantificação da penetração dos componentes do extrato de açaí na pele por medida da atividade antioxidante. Os resultados mostraram que o IC50 do extrato de açaí para o ensaio de inibição da quimioluminescência gerada no sistema xantina/luminol/xantina oxidase foi de 0,63 ?g/mL. Além disso, a quantificação do extrato de açaí utilizando esse método foi possível para porcentagens de inibição obtidas até o valor de 60%. Ainda, esse método mostrou-se preciso e exato na determinação da porcentagem de inibição da quimioluminescência do extrato de açaí na concentração próxima a IC50, sendo essa inibição não influenciada pelos componentes das diferentes formulações estudadas. No entanto, o uso da quimioluminescência como um método de quantificação da penetração de componentes antioxidantes de extratos hidrossolúveis torna o processo de extração desses componentes da pele um fator importante, no qual a escolha do solvente extrator é um ponto crítico. Assim, o solvente extrator escolhido para a realização dos estudos de penetração/retenção cutânea foi metanol:água (80:20), visto que esse solvente foi capaz de extrair os componentes antioxidantes do extrato de açaí sem retirar grande quantidade dos compostos inerentes da pele com atividade antioxidante. Por fim, a determinação da inibição da quimioluminescência gerada no sistema xantina/luminol/xantina oxidase mostrou-se um método importante na medida da atividade antioxidante de extratos na pele. Ainda, esse método foi eficaz na quantificação do extrato de açaí nos estudos de penetração/retenção com célula de difusão vertical, apesar de todos os erros inerentes desse método. / The excessive exposure to UV radiation is able to decrease the antioxidant defense systems in the skin leading to the oxidative stress. Thus, plant extracts, rich in antioxidant compounds, are strong candidates to be added in topical formulations for the prevention or treatment of UV radiation induced damages. Among the range of plant extracts with biological activity, the extract of açai, fruit of the Euterpe olerecea Mart. species has become known due to the considerable amount of antioxidants in its composition. Generally, the amount of active compounds that can penetrate in the skin is low requiring sensitive analytical methods. Thus, the present study aimed to evaluate the use of chemiluminescence assay for the quantification of the penetration of açai extract components in the skin by measuring the antioxidant activity. The results showed an IC50 value of 0.63 ?g/mL for the antioxidant activity determined by chemiluminescence assay using the xanthine/luminol/xanthine oxidase system. Moreover, the quantification of acai extract using this method was possible for percentages of inhibition obtained until the 60% of inhibition value. Additionally, this method proved to be precise and accurate in determining the percentage of chemiluminescence inhibition of acai extract at concentrations values close to the IC50 value. Additionally, it was observed that the inhibition was not influenced by the different components of the formulations studied. However, the use of chemiluminescence assay to quantify the penetration of water-soluble extract antioxidant components makes the extraction process of these components from the skin an important step in which the selection of the extractor solvent is a critical point. In the present study it was selected methanol:water (80%) as an organic extractor solvent which was able to extract the antioxidant components of the acai extract without removing large amounts of inherent compounds of the skin with antioxidant activity. Finally, the determination of the chemiluminescence generated in the xanthine/luminol/xanthine oxidase system inhibition showed to be an important method for the measurement of the antioxidant activity of plant extracts in the skin. Still, this method was effective in quantifying the acai extract in cutaneous penetration/retention studies using vertical diffusion cells despite all the intrinsic errors of this used method.

O pinhão é a semente do Pinheiro do Paraná (Araucaria angustifolia) que cresce naturalmente nos Estados do Sul do Brasil, sendo consumido normalmente cozido durante a época de safra. Existem alguns estudos com pinhão, mas pouco se tem feito para aumentar sua aplicabilidade como ingrediente em desenvolvimento de novos produtos. O objetivo deste trabalho foi utilizar os componentes do pinhão na forma de amido, farinha, extrato fenólico da casca e casca em pó, como ingredientes naturais para o desenvolvimento de produtos inovadores nas indústrias farmacêutica e de alimentos. Este trabalho está dividido em duas etapas: desenvolvimento de formulações para uso tópico na área da indústria farmacêutica, e desenvolvimento de filmes comestíveis na área da indústria de alimentos. Na primeira etapa do trabalho foram desenvolvidos dois tipos de formulações de uso tópico, gel e emulgel, com amido de pinhão e extrato fenólico da casca. Foi analisada a estabilidade em curto prazo, através de ciclos de estresse térmico, e durante seis meses de armazenamento. Além disso, foi realizada uma análise sensorial discriminativa comparando as formulações com seus controles e análise de eritema e pH da pele através de sondas não invasivas. Ainda, foram estudadas possíveis correlações entre parâmetros físicos e reológicos das formulações ao longo do tempo de armazenamento através da matriz de correlações de Pearson. Os resultados desta etapa do trabalho demonstraram que as formulações cosméticas mantiveram seu aspecto físico e comportamento pseudoplástico após os ciclos de estresse e durante os seis meses de armazenamento, com uma boa estabilidade. A adição de amido de pinhão manteve a espalhabilidade e aumentou a viscosidade das formulações em comparação com seus controles. O extrato fenólico da casca mostrou-se uma boa fonte de compostos fenólicos com atividade antioxidante, a qual se manteve estável mesmo após estresse térmico. Nos estudos em voluntários humanos, as formulações não apresentaram quaisquer sinais de irritação cutânea ou alteração de pH da pele. A formulação tipo emulgel foi considerada como tendo maior capacidade de se espalhar na pele e sensação de filme aveludado, menor pegajosidade e percepção na pele após 5 minutos da aplicação, o que sugere que a formulação, além de melhor espalhamento, não deixa sensação residual na pele. Através das análises de correlação concluiu-se que quanto maior o conteúdo de umidade maior o índice de consistência, índice de qualidade e viscosidade aparente, e, por outro lado, menor o índice de fluxo e, quanto maior o tamanho médio de partícula, menor o índice de consistência, índice de qualidade e viscosidade aparente. Na segunda etapa do trabalho foram desenvolvidos filmes comestíveis à base de amido e farinha de pinhão, com e sem adição de casca de pinhão moída. Primeiramente foi avaliada a possibilidade da utilização de glicerol, sorbitol, sacarose e xarope de glicose como plastificantes no desenvolvimento de filmes de amido. Foi avaliado o efeito da quantidade de amido de pinhão e sorbitol na formação dos filmes através de um planejamento experimental 22 com pontos axiais e a influência destas variáveis foi avaliada nas propriedades mecânicas, de cor e opacidade, solubilidade e espessura dos biofilmes formados. Foram desenvolvidos também filmes à base de amido e farinha de pinhão plastificados com diferentes quantidades de glicerol. Estes filmes foram caracterizados e comparados entre si em relação à espessura, permeabilidade a vapor d'água (PVA), temperatura de transição vítrea, microscopia eletrônica de varredura (MEV), porosidade aparente (Ø), cor, opacidade e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Além disso, as matérias-primas foram analisadas através da umidade, atividade de água (Aw), Ø e propriedades de pasta. Após, foram desenvolvidos filmes à base de farinha de pinhão, utilizando a concentração de glicerol que se julgou mais adequada a partir dos dados estudados anteriormente. A estes filmes foram adicionadas diferentes concentrações de casca de pinhão moída e avaliada a influência da adição da casca nas propriedades físico-químicas, na morfologia por MEV, na estrutura química por FTIR, fenólicos solúveis totais e capacidade antioxidante. Por fim, foi realizada a comparação do filme formado a partir de amido de pinhão com filmes desenvolvidos com amidos comerciais com diferentes razões de amilose/amilopectina. Para comparação, foram utilizados o amido de mandioca e dois tipos de amido de milho com alto teor de amilose, Hylon V e Hylon VII. Os filmes foram caracterizados quanto à densidade, volume total de poro, parâmetros de cor e opacidade, análise de estrutura por MEV, permeabilidade a vapor de água, isotermas de sorção, propriedades mecânicas, FTIR e estabilidade térmica por analisador termogravimétrico (TGA). A partir das respostas do planejamento foram obtidos modelos significativos para espessura, solubilidade, módulo de Young, tensão máxima, deformação no momento da ruptura e para os parâmetros de cor b* e h. Os filmes produzidos à base de amido de pinhão e sorbitol apresentaram transparência adequada e valores altos de solubilidade. A espessura dos filmes foi maior com a utilização das maiores concentrações de amido e sorbitol e os maiores valores de solubilidade foram alcançados nas maiores concentrações de sorbitol e menores concentrações de amido. No geral, os filmes apresentaram baixa resistência mecânica, porém, com tendência de aumento de acordo com a maior concentração de amido e diminuição da concentração de sorbitol. O amido e a farinha de pinhão não apresentaram diferença significativa no conteúdo de umidade e o amido de pinhão apresentou Aw e Ø menores que a farinha de pinhão, mas com pico de viscosidade maior. Os filmes feitos com amido de pinhão apresentaram valores menores para espessura, Ø, PVA e opacidade e valores maiores para módulo de Young, resistência à tração e deformação na ruptura. Além disso, filmes com maiores concentrações de glicerol apresentaram maior PVA e deformação na ruptura, e menor resistência à tração e módulo de Young. A estrutura dos filmes de farinha de pinhão apresentaram irregularidades e superfície mais rugosa que os filmes de amido de pinhão. As diferenças na concentração de glicerol não afetaram os valores de Tg dos filmes. Os filmes de farinha de pinhão demonstraram ser mais amarelados e mais opacos. No geral, os filmes de amido e farinha de pinhão não apresentaram mudanças estruturais através da análise de FTIR. A adição de casca de pinhão aos filmes de farinha de pinhão gerou filmes com compostos fenólicos, atividade antioxidante e fibras. O aumento da concentração de casca formou filmes com maior espessura, porosidade aparente, permeabilidade a vapor d'água, compostos fenólicos solúveis totais, capacidade antioxidante, módulo de Young, fibra dietética e de coloração mais avermelhada (a*) e amarelada (b*). Ainda, a presença da casca de pinhão diminuiu a deformação na ruptura e luminosidade (L*). A casca de pinhão deixou os filmes mais ásperos e com algumas falhas na superfície, visíveis pelas imagens de MEV. A intensidade dos picos do espectro no infravermelho (FTIR) diminuiu com o aumento da concentração de casca nos filmes. A comparação do filme feito com amido de pinhão e demais filmes de amidos comerciais com diferentes razões de amilose/amilopectina demonstrou que esta característica tem efeito apenas sobre a força do filme e tensão superficial da solução filmogênica. No geral, todos os filmes demonstraram transparência com baixos valores de ΔE e opacidade, superfícies lisas com aspecto homogêneo, isotermas do tipo III, ajustáveis pelo modelo de GAB, permeabilidade a vapor d'água adequada para filmes de amido, padrões de infravermelho similares entre si e degradação térmica seguindo o mesmo padrão. Por fim, através dos testes e produtos desenvolvidos pôde-se demonstrar a aplicabilidade do pinhão, criando alternativas para valorização do produto e aproveitamento da semente inteira, diminuindo a geração de resíduos. Foi possível perceber também um grande potencial da utilização da semente em produtos que utilizem amido, farinha com grande quantidade de carboidrato, fibras e compostos fenólicos com atividade antioxidante. / Pinhão is the Parana pine seed (Araucaria angustifolia), which grows naturally in the southern states of Brazil, and is usually consumed cooked during the harvest season. There are some studies with pinhão, but there are a few efforts to increase its applicability as an ingredient in the development of new products. The main goal of this work is to use the pinhão components such as starch, flour, phenolic extract of the husk and husk powder, as natural ingredients for the development of innovative products in the pharmaceutical and food industries. This work is divided into two stages: development of topical formulations in the pharmaceutical industry area, and development of edible films in the food industry area. In the first stage, there were developed two types of topical formulations, gel and emulgel with pinhão starch and phenolic extract of the husk. The stability was analyzed through thermal stress cycles, and along six months of storage. In addition, a discriminative sensory analysis was performed comparing formulations with their controls and an analysis of erythema and skin pH through non-invasive probes was also made. Furthermore, possible correlation between physical and rheological parameters of formulations over time through storage Pearson correlation matrix was studied. The results of this step showed that the cosmetic formulations maintained their physical appearance and the pseudoplastic behavior after stress cycles and six months of storage, showing good stability. The addition of pinhão starch kept spreadability and increased the formulations’ viscosity when comparing with their controls. The coat phenolic extract proved to be a good source of phenolic compounds with antioxidant activity, which remained stable even after thermal stress. The formulations showed no signs of skin irritation or pH skin alteration in the studies with human volunteers. The emulgel type formulation was considered to have greater spread ability on the skin and better feeling of peachy film, lower stickiness and perception on the skin after 5 minutes of application, suggesting that the formulation spreads better and leaves no residual sensation on the skin. Through the correlation analysis it was concluded that the higher the moisture content the higher the consistency index, quality index and apparent viscosity and, on the other hand, the lower the flow rate; the greater the average particle size, smaller the consistency index, quality index and apparent viscosity. In the second stage of the work, there were developed edible films based on pinhão starch and flour, with or without grounded pinhão husk addition. Initially, the possibility of the use of glycerol, sorbitol, sucrose and glucose syrup as plastificisers in starch films development was evaluated. The effect of the pinhão starch and sorbitol amounts in the films formation was evaluated through a 22 experimental design with axial points and these variables influence was evaluated by the mechanical properties, color and opacity, solubility and thickness of films. Pinhão starch-based films and pinhão flour-based films with different amounts of glycerol have also been developed, characterized and compared each other to the thickness, water vapor permeability (WVP), glass transition temperature (Tg), scanning electron microscopy (SEM), apparent porosity (Ø), color, opacity, and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). In addition, the raw materials were analyzed for moisture content, water activity (Aw), apparent porosity and pasting profile. Subsequently, pinhão flour films were developed using the glycerol concentration which is judged the most appropriate from the data previously studied. Different concentrations of pinhão husk were added to the films and the pinhão husk addition influence on the physicochemical properties, morphology by SEM, chemical structure by FTIR, total soluble phenolic (TSP), and antioxidant capacity were analyzed. Finally, a comparison of the film formed from pinhão starch and from commercial starches with different amylose/amylopectin ratio was performed. The commercial starches used were the cassava starch and two types of corn starch with high amylose content, Hylon V and Hylon VII. The films were characterized for density, total pore volume (TPV), color parameters, and opacity, structure analysis by SEM, WVP, sorption/desorption isotherms, mechanical properties, FTIR and thermal stability by thermogravimetric analyzer (TGA) and they were compared to each other. The experimental design demonstrated that the thickness, solubility, Young’s modulus, maximum stress, elongation at break, and color parameters b* and h presented significant models. Pinhão starch and sorbitol films showed adequate transparency and high solubility values. The film thickness was greater with the use of higher starch and sorbitol concentrations, and higher solubility values were reached in higher sorbitol amounts and lower starch concentrations. In general, the films had low tensile strength, but with a tendency to increase with starch concentration increasing and sorbitol concentrations decreasing. Pinhão starch and flour did not show differences in moisture content and pinhão starch presented lower Aw, Ø, but higher peak viscosity than pinhão flour. Films made with pinhão starch exhibited lower thickness, Ø, WVP and opacity than pinhão flour films, but higher Young’s modulus, tensile strength and elongation at break. In addition, films with higher amounts of glycerol exhibited higher WVP and elongation at break, with lower tensile strength and Young’s modulus. The pinhão flour films structure presented irregularities and were rougher than pinhão starch films. Differences in glycerol content did not affect Tg values of these films. Flour films were yellowish and also had a higher opacity value. The FTIR spectra of pinhão starch and pinhão flour films showed similar IR absorbance patterns, with no structural change in the presence or absence of glycerol. The increase of pinhão husk concentration formed films with greater thickness, porosity, WVP, TSP, antioxidant capacity, Young's modulus, dietary fiber and more intense color parameters for red (a*) and yellow (b*) . The pinhão husk presence decreased the elongation at break and lightness (L*), made rougher films and with imperfections on the surface, visible by SEM images. The intensity of the peaks in the infrared spectrum (FTIR) decreased when pinhão husk concentration increased. The comparison made between pinhão starch films and films made with commercial starches with different amylose/amylopectin ratios showed that this characteristic takes effect only on the film strength and surface tension of the film solution. In general, all the films demonstrated transparency with low ΔE values and opacity, a smooth surface with homogeneous appearance. They also showed Type III isotherm, adjustable by the GAB model, adequate WVP, IR patterns similar to each other and thermal degradation following the same pattern. Finally, through the tests and developed products it can be demonstrate the applicability of the pinhão and create alternatives for the whole seed utilization, reducing the waste generation. In addition, it can be noticed a great potential of seed uses in such products that use starch, flour with lots of carbohydrates, fiber and phenolic compounds with antioxidant activity.

Isoflavonas são substâncias fenólicas conhecidas por promoverem diversos efeitos benéficos à pele. Na soja, esses compostos são essencialmente encontrados nas formas glicosiladas. No entanto, as atividades biológicas são principalmente relacionadas com as suas formas agliconas. A presente tese teve como principal objetivo a obtenção de uma fração enriquecida em isoflavonas agliconas e a sua incorporação em formulações tópicas visando o aumento da retenção cutânea de tais compostos. Para tanto, foi realizada primeiramente a extração de soja em meio hidroetanólico seguida de processo clássico hidrolítico (hidrólise ácida) para obtenção das formas livres das isoflavonas. O extrato obtido foi avaliado por um método cromatográfico de ultraeficiência, o qual foi desenvolvido e validado para a determinação quantitativa das isoflavonas agliconas (IA), bem como para avaliação das principais impurezas furânicas formadas. O método mostrou-se específico, linear, preciso, robusto e exato para a quantificação das IA daidzeína, gliciteína e genisteína, e para a quantificação das impurezas hidroximetilfurfural (HMF) e etoximetilfurfural (EMF). Além disso, o método foi concomitantemente validado para a quantificação das IA em diferentes matrizes analíticas e bioanalíticas visando estudos de desenvolvimento de produtos tópicos e estudos de permeação/retenção cutânea. Devido à toxicidade relatada na literatura para o HMF, o presente estudo investigou in vitro o potencial genotóxico e mutagênico do EMF, principal impureza formada após degradação ácida dos açúcares presentes no extrato hidroetanólico de soja. O EMF apresentou potencial genotóxico em linhagem celular do tipo HepG2 nas concentrações próximas ao teor encontrado no extrato. Devido a isso, foi realizada uma investigação de métodos alternativos ao da hidrólise ácida visando à obtenção das IA da soja sem a presença de HMF e EMF, e facilitando, desta forma, os processos de purificação até uma fração enriquecida em IA. Para tanto, foram realizadas otimizações de processos hidrolíticos mais seletivos, tais como hidrólise enzimática com β-glicosidase e fermentação com Saccharomyces cerevisiae. Os processos foram primeiramente avaliados por desenho experimental de Plackett-Burman para determinação dos principais fatores que podem influenciar durante os bioprocessos hidrolíticos. Posteriormente, os métodos foram otimizados por meio de desenho experimental de Box-Behnken. Destaca-se que os processos foram realizados com um extrato equivalente ao extraído de 1,0 g de soja desengordurada. Para o método enzimático, as condições ótimas de processo compreenderam 838 unidades de β-glicosidase, em pH 6.0, durante 4,5 h à 37 ºC. Para o método fermentativo, as condições ótimas de processo hidrolítico compreenderam 1500 mg de fermento comercial contendo Saccharomyces cerevisiae, em pH 7.6, durante 24 h à 33 ºC. Os extratos foram avaliados quanto ao teor de IA, sempre realizando a sua comparação com um extrato não hidrolisado (controle negativo) e com um extrato hidrolisado pela via ácida (controle positivo). O teor de IA após hidrólise enzimática foi estatisticamente semelhante ao controle positivo. No entanto, o processo de fermentação não permitiu completa hidrólise das isoflavonas, sendo necessária a realização de um processo adicional de hidrólise ácida ao final do processo fermentativo. Todos os extratos hidrolisados, ou seja, os obtidos pelas vias ácida, enzimática, fermentativa, fermentativa+ácida, foram avaliados quanto à presença ou ausência de açúcares, compostos furânicos, triterpenos e saponinas. Além disso, todos passaram por processo de partição líquido-líquido com acetato de etila para obtenção de diferentes frações. A fração que apresentou maior pureza e que foi considerada a mais promissora para escalonamento de produção foi obtida após partição do extrato de soja hidrolisado pela via enzimática. Essa fração foi avaliada quanto ao seu potencial in vitro de proliferação de queratinócitos (HaCaT). Após 48 h de tratamento celular, os resultados demonstraram que a fração na concentração de 0,1 μg de IA/mL foi considerada não citotóxica para as células e apresentou promissora atividade proliferativa de queratinócitos. Desta forma, tal fração foi escolhida para ser incorporada em nanoemulsões visando uma futura aplicação tópica durante processos regenerativos de tecidos cutâneos. As formulações foram espessadas, ou não, até hidrogéis de ácido hialurônico. Por fim, foi realizada a avaliação da capacidade de permeação/retenção cutânea das IA a partir das formulações utilizando modelo experimental in vitro com pele de orelha suína. Tanto as nanoemulsões quanto os hidrogéis demonstraram ser promissores sistemas de liberação das IA na pele, aumentando sua retenção em camadas cutâneas consideradas importantes para exercerem seus efeitos benéficos. / Isoflavones are phenolic compounds that promote several benefic effects on the skin. In soybeans, these substances are present in different chemical conformations, mostly as glycoside conjugates. However, the beneficial activities are mainly credited to their aglycone forms. The main goal of this study was the production of an isoflavone aglycone-rich fraction to be incorportated into topical products intended to increase the skin retention of isoflavone aglycones (IA). For that, firstly it was performed a soybean extraction in a hydroethanolic media followed by a classical hydrolysis procedure (acid hydrolysis) to breakdown the conjugated forms until their respective aglycones. To analyze the obtained extract, an ultra-fast liquid chromatography method was developed and validated. The method showed to be specific, linear, precise, robust and accurate for quantification of daidzein, glycitein and genistein, as well as for hydroxymethylfurfural (HMF) and ethoxymethylfurfural (EMF), the main impurities present in the acid hydrolyzed extract. Besides, the method was concomitantly validated for determination of IA in different analytical and bioanalytical matrices during development of topical products and permeation/retention assays. Due to the well-documented toxicity of HMF, this study also investigated in vitro the genotoxic and mutagenic potential of EMF, a sugar degradation product formed after acid hydrolysis of soybean extract. EMF showed to be genotoxic for HepG2 cells at concentrations very close to those present in the extract. So, alternative hydrolysis methods were carried out aiming to obtain the IA from soybeans without the presence of HMF and EMF, and thus facilitating the processes of purification until new IA-rich fractions. For that, procedures with more selectivity properties were accomplished, such as enzymatic hydrolysis with β-glucosidase and fermentation with Saccharomyces cerevisiae. These methods were firstly evaluated by a Plackett-Burman design, to screen the main factors that could be influencing during the hydrolysis of isoflavones present in soybean extract. Further, the methods were optimized by Box-Behnken design. It is important to highpoint that the processes were always carried out with a sample corresponding to the extracted from 1.0 g of defatted soybeans. The highest IA content was achieved under the optimal conditions: enzymatic hydrolysis with 838 units of β-glucosidase, during 4.5 h at pH 6.0 and 37 ºC, or fermentative process with 1500 mg of commercial bakery yeast (Saccharomyces cerevisiae) during 24 h at pH 7.6 and 33 ºC. The extracts were investigated to evaluate the IA content, and the results were always compared with a non-hydrolyzed extract (negative control) and with an acid hydrolyzed extract (positive control). The IA amount after enzymatic hydrolysis was statistically similar than positive control. However, the fermentation did not hydrolyze completely the isoflavones, being necessary an additional acid hydrolysis at end of fermentative process. The extracts obtained by acid, enzymatic, fermentative and fermentative+acid processes were investigated to analyze the presence or absence of sugars, furanic compounds, triterpenes and saponins. Besides, all of them were partitioned with ethyl acetate to obtain IA-rich fractions. The most pure and easily achieved fraction was the one obtained from enzymatic hydrolyzed extract. This fraction was examined to explore its in vitro proliferation ability in keratinocytes cells (HaCaT). After 48 h of cellular treatment, the results showed that the fraction at 0,1 μg de IA/mL was considered non-cytotoxic for cells, and showed a promising proliferative activity. Therefore, this fraction was chosen to be incorporated in nanoemulsions viewing a future topic application during regenerative processes of skin. Moreover, the formulations were thickened, or not, until hyaluronic acid hydrogels. Lastly, it was performed the skin permeation/retention evaluation for IA from formulations using an in vitro experimental model with porcine ear skin. Both nanoemulsions and hydrogels were considered as promisor delivery systems for IA, increasing their retention in skin layers (epidermis and dermis).

Isoflavonas são substâncias fenólicas conhecidas por promoverem diversos efeitos benéficos à pele. Na soja, esses compostos são essencialmente encontrados nas formas glicosiladas. No entanto, as atividades biológicas são principalmente relacionadas com as suas formas agliconas. A presente tese teve como principal objetivo a obtenção de uma fração enriquecida em isoflavonas agliconas e a sua incorporação em formulações tópicas visando o aumento da retenção cutânea de tais compostos. Para tanto, foi realizada primeiramente a extração de soja em meio hidroetanólico seguida de processo clássico hidrolítico (hidrólise ácida) para obtenção das formas livres das isoflavonas. O extrato obtido foi avaliado por um método cromatográfico de ultraeficiência, o qual foi desenvolvido e validado para a determinação quantitativa das isoflavonas agliconas (IA), bem como para avaliação das principais impurezas furânicas formadas. O método mostrou-se específico, linear, preciso, robusto e exato para a quantificação das IA daidzeína, gliciteína e genisteína, e para a quantificação das impurezas hidroximetilfurfural (HMF) e etoximetilfurfural (EMF). Além disso, o método foi concomitantemente validado para a quantificação das IA em diferentes matrizes analíticas e bioanalíticas visando estudos de desenvolvimento de produtos tópicos e estudos de permeação/retenção cutânea. Devido à toxicidade relatada na literatura para o HMF, o presente estudo investigou in vitro o potencial genotóxico e mutagênico do EMF, principal impureza formada após degradação ácida dos açúcares presentes no extrato hidroetanólico de soja. O EMF apresentou potencial genotóxico em linhagem celular do tipo HepG2 nas concentrações próximas ao teor encontrado no extrato. Devido a isso, foi realizada uma investigação de métodos alternativos ao da hidrólise ácida visando à obtenção das IA da soja sem a presença de HMF e EMF, e facilitando, desta forma, os processos de purificação até uma fração enriquecida em IA. Para tanto, foram realizadas otimizações de processos hidrolíticos mais seletivos, tais como hidrólise enzimática com β-glicosidase e fermentação com Saccharomyces cerevisiae. Os processos foram primeiramente avaliados por desenho experimental de Plackett-Burman para determinação dos principais fatores que podem influenciar durante os bioprocessos hidrolíticos. Posteriormente, os métodos foram otimizados por meio de desenho experimental de Box-Behnken. Destaca-se que os processos foram realizados com um extrato equivalente ao extraído de 1,0 g de soja desengordurada. Para o método enzimático, as condições ótimas de processo compreenderam 838 unidades de β-glicosidase, em pH 6.0, durante 4,5 h à 37 ºC. Para o método fermentativo, as condições ótimas de processo hidrolítico compreenderam 1500 mg de fermento comercial contendo Saccharomyces cerevisiae, em pH 7.6, durante 24 h à 33 ºC. Os extratos foram avaliados quanto ao teor de IA, sempre realizando a sua comparação com um extrato não hidrolisado (controle negativo) e com um extrato hidrolisado pela via ácida (controle positivo). O teor de IA após hidrólise enzimática foi estatisticamente semelhante ao controle positivo. No entanto, o processo de fermentação não permitiu completa hidrólise das isoflavonas, sendo necessária a realização de um processo adicional de hidrólise ácida ao final do processo fermentativo. Todos os extratos hidrolisados, ou seja, os obtidos pelas vias ácida, enzimática, fermentativa, fermentativa+ácida, foram avaliados quanto à presença ou ausência de açúcares, compostos furânicos, triterpenos e saponinas. Além disso, todos passaram por processo de partição líquido-líquido com acetato de etila para obtenção de diferentes frações. A fração que apresentou maior pureza e que foi considerada a mais promissora para escalonamento de produção foi obtida após partição do extrato de soja hidrolisado pela via enzimática. Essa fração foi avaliada quanto ao seu potencial in vitro de proliferação de queratinócitos (HaCaT). Após 48 h de tratamento celular, os resultados demonstraram que a fração na concentração de 0,1 μg de IA/mL foi considerada não citotóxica para as células e apresentou promissora atividade proliferativa de queratinócitos. Desta forma, tal fração foi escolhida para ser incorporada em nanoemulsões visando uma futura aplicação tópica durante processos regenerativos de tecidos cutâneos. As formulações foram espessadas, ou não, até hidrogéis de ácido hialurônico. Por fim, foi realizada a avaliação da capacidade de permeação/retenção cutânea das IA a partir das formulações utilizando modelo experimental in vitro com pele de orelha suína. Tanto as nanoemulsões quanto os hidrogéis demonstraram ser promissores sistemas de liberação das IA na pele, aumentando sua retenção em camadas cutâneas consideradas importantes para exercerem seus efeitos benéficos. / Isoflavones are phenolic compounds that promote several benefic effects on the skin. In soybeans, these substances are present in different chemical conformations, mostly as glycoside conjugates. However, the beneficial activities are mainly credited to their aglycone forms. The main goal of this study was the production of an isoflavone aglycone-rich fraction to be incorportated into topical products intended to increase the skin retention of isoflavone aglycones (IA). For that, firstly it was performed a soybean extraction in a hydroethanolic media followed by a classical hydrolysis procedure (acid hydrolysis) to breakdown the conjugated forms until their respective aglycones. To analyze the obtained extract, an ultra-fast liquid chromatography method was developed and validated. The method showed to be specific, linear, precise, robust and accurate for quantification of daidzein, glycitein and genistein, as well as for hydroxymethylfurfural (HMF) and ethoxymethylfurfural (EMF), the main impurities present in the acid hydrolyzed extract. Besides, the method was concomitantly validated for determination of IA in different analytical and bioanalytical matrices during development of topical products and permeation/retention assays. Due to the well-documented toxicity of HMF, this study also investigated in vitro the genotoxic and mutagenic potential of EMF, a sugar degradation product formed after acid hydrolysis of soybean extract. EMF showed to be genotoxic for HepG2 cells at concentrations very close to those present in the extract. So, alternative hydrolysis methods were carried out aiming to obtain the IA from soybeans without the presence of HMF and EMF, and thus facilitating the processes of purification until new IA-rich fractions. For that, procedures with more selectivity properties were accomplished, such as enzymatic hydrolysis with β-glucosidase and fermentation with Saccharomyces cerevisiae. These methods were firstly evaluated by a Plackett-Burman design, to screen the main factors that could be influencing during the hydrolysis of isoflavones present in soybean extract. Further, the methods were optimized by Box-Behnken design. It is important to highpoint that the processes were always carried out with a sample corresponding to the extracted from 1.0 g of defatted soybeans. The highest IA content was achieved under the optimal conditions: enzymatic hydrolysis with 838 units of β-glucosidase, during 4.5 h at pH 6.0 and 37 ºC, or fermentative process with 1500 mg of commercial bakery yeast (Saccharomyces cerevisiae) during 24 h at pH 7.6 and 33 ºC. The extracts were investigated to evaluate the IA content, and the results were always compared with a non-hydrolyzed extract (negative control) and with an acid hydrolyzed extract (positive control). The IA amount after enzymatic hydrolysis was statistically similar than positive control. However, the fermentation did not hydrolyze completely the isoflavones, being necessary an additional acid hydrolysis at end of fermentative process. The extracts obtained by acid, enzymatic, fermentative and fermentative+acid processes were investigated to analyze the presence or absence of sugars, furanic compounds, triterpenes and saponins. Besides, all of them were partitioned with ethyl acetate to obtain IA-rich fractions. The most pure and easily achieved fraction was the one obtained from enzymatic hydrolyzed extract. This fraction was examined to explore its in vitro proliferation ability in keratinocytes cells (HaCaT). After 48 h of cellular treatment, the results showed that the fraction at 0,1 μg de IA/mL was considered non-cytotoxic for cells, and showed a promising proliferative activity. Therefore, this fraction was chosen to be incorporated in nanoemulsions viewing a future topic application during regenerative processes of skin. Moreover, the formulations were thickened, or not, until hyaluronic acid hydrogels. Lastly, it was performed the skin permeation/retention evaluation for IA from formulations using an in vitro experimental model with porcine ear skin. Both nanoemulsions and hydrogels were considered as promisor delivery systems for IA, increasing their retention in skin layers (epidermis and dermis).

O pinhão é a semente do Pinheiro do Paraná (Araucaria angustifolia) que cresce naturalmente nos Estados do Sul do Brasil, sendo consumido normalmente cozido durante a época de safra. Existem alguns estudos com pinhão, mas pouco se tem feito para aumentar sua aplicabilidade como ingrediente em desenvolvimento de novos produtos. O objetivo deste trabalho foi utilizar os componentes do pinhão na forma de amido, farinha, extrato fenólico da casca e casca em pó, como ingredientes naturais para o desenvolvimento de produtos inovadores nas indústrias farmacêutica e de alimentos. Este trabalho está dividido em duas etapas: desenvolvimento de formulações para uso tópico na área da indústria farmacêutica, e desenvolvimento de filmes comestíveis na área da indústria de alimentos. Na primeira etapa do trabalho foram desenvolvidos dois tipos de formulações de uso tópico, gel e emulgel, com amido de pinhão e extrato fenólico da casca. Foi analisada a estabilidade em curto prazo, através de ciclos de estresse térmico, e durante seis meses de armazenamento. Além disso, foi realizada uma análise sensorial discriminativa comparando as formulações com seus controles e análise de eritema e pH da pele através de sondas não invasivas. Ainda, foram estudadas possíveis correlações entre parâmetros físicos e reológicos das formulações ao longo do tempo de armazenamento através da matriz de correlações de Pearson. Os resultados desta etapa do trabalho demonstraram que as formulações cosméticas mantiveram seu aspecto físico e comportamento pseudoplástico após os ciclos de estresse e durante os seis meses de armazenamento, com uma boa estabilidade. A adição de amido de pinhão manteve a espalhabilidade e aumentou a viscosidade das formulações em comparação com seus controles. O extrato fenólico da casca mostrou-se uma boa fonte de compostos fenólicos com atividade antioxidante, a qual se manteve estável mesmo após estresse térmico. Nos estudos em voluntários humanos, as formulações não apresentaram quaisquer sinais de irritação cutânea ou alteração de pH da pele. A formulação tipo emulgel foi considerada como tendo maior capacidade de se espalhar na pele e sensação de filme aveludado, menor pegajosidade e percepção na pele após 5 minutos da aplicação, o que sugere que a formulação, além de melhor espalhamento, não deixa sensação residual na pele. Através das análises de correlação concluiu-se que quanto maior o conteúdo de umidade maior o índice de consistência, índice de qualidade e viscosidade aparente, e, por outro lado, menor o índice de fluxo e, quanto maior o tamanho médio de partícula, menor o índice de consistência, índice de qualidade e viscosidade aparente. Na segunda etapa do trabalho foram desenvolvidos filmes comestíveis à base de amido e farinha de pinhão, com e sem adição de casca de pinhão moída. Primeiramente foi avaliada a possibilidade da utilização de glicerol, sorbitol, sacarose e xarope de glicose como plastificantes no desenvolvimento de filmes de amido. Foi avaliado o efeito da quantidade de amido de pinhão e sorbitol na formação dos filmes através de um planejamento experimental 22 com pontos axiais e a influência destas variáveis foi avaliada nas propriedades mecânicas, de cor e opacidade, solubilidade e espessura dos biofilmes formados. Foram desenvolvidos também filmes à base de amido e farinha de pinhão plastificados com diferentes quantidades de glicerol. Estes filmes foram caracterizados e comparados entre si em relação à espessura, permeabilidade a vapor d'água (PVA), temperatura de transição vítrea, microscopia eletrônica de varredura (MEV), porosidade aparente (Ø), cor, opacidade e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Além disso, as matérias-primas foram analisadas através da umidade, atividade de água (Aw), Ø e propriedades de pasta. Após, foram desenvolvidos filmes à base de farinha de pinhão, utilizando a concentração de glicerol que se julgou mais adequada a partir dos dados estudados anteriormente. A estes filmes foram adicionadas diferentes concentrações de casca de pinhão moída e avaliada a influência da adição da casca nas propriedades físico-químicas, na morfologia por MEV, na estrutura química por FTIR, fenólicos solúveis totais e capacidade antioxidante. Por fim, foi realizada a comparação do filme formado a partir de amido de pinhão com filmes desenvolvidos com amidos comerciais com diferentes razões de amilose/amilopectina. Para comparação, foram utilizados o amido de mandioca e dois tipos de amido de milho com alto teor de amilose, Hylon V e Hylon VII. Os filmes foram caracterizados quanto à densidade, volume total de poro, parâmetros de cor e opacidade, análise de estrutura por MEV, permeabilidade a vapor de água, isotermas de sorção, propriedades mecânicas, FTIR e estabilidade térmica por analisador termogravimétrico (TGA). A partir das respostas do planejamento foram obtidos modelos significativos para espessura, solubilidade, módulo de Young, tensão máxima, deformação no momento da ruptura e para os parâmetros de cor b* e h. Os filmes produzidos à base de amido de pinhão e sorbitol apresentaram transparência adequada e valores altos de solubilidade. A espessura dos filmes foi maior com a utilização das maiores concentrações de amido e sorbitol e os maiores valores de solubilidade foram alcançados nas maiores concentrações de sorbitol e menores concentrações de amido. No geral, os filmes apresentaram baixa resistência mecânica, porém, com tendência de aumento de acordo com a maior concentração de amido e diminuição da concentração de sorbitol. O amido e a farinha de pinhão não apresentaram diferença significativa no conteúdo de umidade e o amido de pinhão apresentou Aw e Ø menores que a farinha de pinhão, mas com pico de viscosidade maior. Os filmes feitos com amido de pinhão apresentaram valores menores para espessura, Ø, PVA e opacidade e valores maiores para módulo de Young, resistência à tração e deformação na ruptura. Além disso, filmes com maiores concentrações de glicerol apresentaram maior PVA e deformação na ruptura, e menor resistência à tração e módulo de Young. A estrutura dos filmes de farinha de pinhão apresentaram irregularidades e superfície mais rugosa que os filmes de amido de pinhão. As diferenças na concentração de glicerol não afetaram os valores de Tg dos filmes. Os filmes de farinha de pinhão demonstraram ser mais amarelados e mais opacos. No geral, os filmes de amido e farinha de pinhão não apresentaram mudanças estruturais através da análise de FTIR. A adição de casca de pinhão aos filmes de farinha de pinhão gerou filmes com compostos fenólicos, atividade antioxidante e fibras. O aumento da concentração de casca formou filmes com maior espessura, porosidade aparente, permeabilidade a vapor d'água, compostos fenólicos solúveis totais, capacidade antioxidante, módulo de Young, fibra dietética e de coloração mais avermelhada (a*) e amarelada (b*). Ainda, a presença da casca de pinhão diminuiu a deformação na ruptura e luminosidade (L*). A casca de pinhão deixou os filmes mais ásperos e com algumas falhas na superfície, visíveis pelas imagens de MEV. A intensidade dos picos do espectro no infravermelho (FTIR) diminuiu com o aumento da concentração de casca nos filmes. A comparação do filme feito com amido de pinhão e demais filmes de amidos comerciais com diferentes razões de amilose/amilopectina demonstrou que esta característica tem efeito apenas sobre a força do filme e tensão superficial da solução filmogênica. No geral, todos os filmes demonstraram transparência com baixos valores de ΔE e opacidade, superfícies lisas com aspecto homogêneo, isotermas do tipo III, ajustáveis pelo modelo de GAB, permeabilidade a vapor d'água adequada para filmes de amido, padrões de infravermelho similares entre si e degradação térmica seguindo o mesmo padrão. Por fim, através dos testes e produtos desenvolvidos pôde-se demonstrar a aplicabilidade do pinhão, criando alternativas para valorização do produto e aproveitamento da semente inteira, diminuindo a geração de resíduos. Foi possível perceber também um grande potencial da utilização da semente em produtos que utilizem amido, farinha com grande quantidade de carboidrato, fibras e compostos fenólicos com atividade antioxidante. / Pinhão is the Parana pine seed (Araucaria angustifolia), which grows naturally in the southern states of Brazil, and is usually consumed cooked during the harvest season. There are some studies with pinhão, but there are a few efforts to increase its applicability as an ingredient in the development of new products. The main goal of this work is to use the pinhão components such as starch, flour, phenolic extract of the husk and husk powder, as natural ingredients for the development of innovative products in the pharmaceutical and food industries. This work is divided into two stages: development of topical formulations in the pharmaceutical industry area, and development of edible films in the food industry area. In the first stage, there were developed two types of topical formulations, gel and emulgel with pinhão starch and phenolic extract of the husk. The stability was analyzed through thermal stress cycles, and along six months of storage. In addition, a discriminative sensory analysis was performed comparing formulations with their controls and an analysis of erythema and skin pH through non-invasive probes was also made. Furthermore, possible correlation between physical and rheological parameters of formulations over time through storage Pearson correlation matrix was studied. The results of this step showed that the cosmetic formulations maintained their physical appearance and the pseudoplastic behavior after stress cycles and six months of storage, showing good stability. The addition of pinhão starch kept spreadability and increased the formulations’ viscosity when comparing with their controls. The coat phenolic extract proved to be a good source of phenolic compounds with antioxidant activity, which remained stable even after thermal stress. The formulations showed no signs of skin irritation or pH skin alteration in the studies with human volunteers. The emulgel type formulation was considered to have greater spread ability on the skin and better feeling of peachy film, lower stickiness and perception on the skin after 5 minutes of application, suggesting that the formulation spreads better and leaves no residual sensation on the skin. Through the correlation analysis it was concluded that the higher the moisture content the higher the consistency index, quality index and apparent viscosity and, on the other hand, the lower the flow rate; the greater the average particle size, smaller the consistency index, quality index and apparent viscosity. In the second stage of the work, there were developed edible films based on pinhão starch and flour, with or without grounded pinhão husk addition. Initially, the possibility of the use of glycerol, sorbitol, sucrose and glucose syrup as plastificisers in starch films development was evaluated. The effect of the pinhão starch and sorbitol amounts in the films formation was evaluated through a 22 experimental design with axial points and these variables influence was evaluated by the mechanical properties, color and opacity, solubility and thickness of films. Pinhão starch-based films and pinhão flour-based films with different amounts of glycerol have also been developed, characterized and compared each other to the thickness, water vapor permeability (WVP), glass transition temperature (Tg), scanning electron microscopy (SEM), apparent porosity (Ø), color, opacity, and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). In addition, the raw materials were analyzed for moisture content, water activity (Aw), apparent porosity and pasting profile. Subsequently, pinhão flour films were developed using the glycerol concentration which is judged the most appropriate from the data previously studied. Different concentrations of pinhão husk were added to the films and the pinhão husk addition influence on the physicochemical properties, morphology by SEM, chemical structure by FTIR, total soluble phenolic (TSP), and antioxidant capacity were analyzed. Finally, a comparison of the film formed from pinhão starch and from commercial starches with different amylose/amylopectin ratio was performed. The commercial starches used were the cassava starch and two types of corn starch with high amylose content, Hylon V and Hylon VII. The films were characterized for density, total pore volume (TPV), color parameters, and opacity, structure analysis by SEM, WVP, sorption/desorption isotherms, mechanical properties, FTIR and thermal stability by thermogravimetric analyzer (TGA) and they were compared to each other. The experimental design demonstrated that the thickness, solubility, Young’s modulus, maximum stress, elongation at break, and color parameters b* and h presented significant models. Pinhão starch and sorbitol films showed adequate transparency and high solubility values. The film thickness was greater with the use of higher starch and sorbitol concentrations, and higher solubility values were reached in higher sorbitol amounts and lower starch concentrations. In general, the films had low tensile strength, but with a tendency to increase with starch concentration increasing and sorbitol concentrations decreasing. Pinhão starch and flour did not show differences in moisture content and pinhão starch presented lower Aw, Ø, but higher peak viscosity than pinhão flour. Films made with pinhão starch exhibited lower thickness, Ø, WVP and opacity than pinhão flour films, but higher Young’s modulus, tensile strength and elongation at break. In addition, films with higher amounts of glycerol exhibited higher WVP and elongation at break, with lower tensile strength and Young’s modulus. The pinhão flour films structure presented irregularities and were rougher than pinhão starch films. Differences in glycerol content did not affect Tg values of these films. Flour films were yellowish and also had a higher opacity value. The FTIR spectra of pinhão starch and pinhão flour films showed similar IR absorbance patterns, with no structural change in the presence or absence of glycerol. The increase of pinhão husk concentration formed films with greater thickness, porosity, WVP, TSP, antioxidant capacity, Young's modulus, dietary fiber and more intense color parameters for red (a*) and yellow (b*) . The pinhão husk presence decreased the elongation at break and lightness (L*), made rougher films and with imperfections on the surface, visible by SEM images. The intensity of the peaks in the infrared spectrum (FTIR) decreased when pinhão husk concentration increased. The comparison made between pinhão starch films and films made with commercial starches with different amylose/amylopectin ratios showed that this characteristic takes effect only on the film strength and surface tension of the film solution. In general, all the films demonstrated transparency with low ΔE values and opacity, a smooth surface with homogeneous appearance. They also showed Type III isotherm, adjustable by the GAB model, adequate WVP, IR patterns similar to each other and thermal degradation following the same pattern. Finally, through the tests and developed products it can be demonstrate the applicability of the pinhão and create alternatives for the whole seed utilization, reducing the waste generation. In addition, it can be noticed a great potential of seed uses in such products that use starch, flour with lots of carbohydrates, fiber and phenolic compounds with antioxidant activity.