Search

Resumo Foi realizada suplementação de folhas de oliveira na ração de frangos na quantidade de 5 e 10 g de folhas/kg de ração e acompanhou-se o desempenho dos animais durante seu crescimento. Depois do abate, as coxas e sobrecoxas foram coletadas e armazenadas a 4 °C (± 1 °C) por 12 dias. Os resultados mostraram melhor conversão alimentar dos frangos que receberam dieta suplementada com 5g/kg. As coxas e sobrecoxas dos frangos que receberam folhas de oliveira apresentaram melhor estabilidade microbiológica que o controle, em que 5 g/kg inibiu o crescimento de Staphylococcus aureus, aeróbios psicrotróficos e mesófilos e 10 g/kg inibiu o crescimento de Enterococcus spp., bactérias ácido láticas, coliformes termotolerantes e totais, Pseudomonas, Clostridium perfringens e Escherichia coli (p < 0,05). Os resultados indicam a possibilidade de uso de folhas de oliveira, como suplemento alimentar, com vistas à melhoria da qualidade microbiológica da carne de frango. Summary Supplementation of broiler feed with olive leaves was carried out at the rate of 5 and 10 g of leaves/kg feed and the performance of the animals monitored during their growth. After slaughter, the thighs and drumsticks were stored at 4 °C (± 1 °C) for 12 days. The results showed better feed conversion by the chickens fed the feed supplemented with 5 g/kg. The thighs and drumsticks of chickens that received the feed supplemented with olive leaves showed better microbiological stability than the control treatment, 5 g/kg inhibiting the growth of Staphylococcus aureus, psychrotrophic and mesophilic aerobes and 10 g/kg inhibiting the growth of Enterococcus spp, lactic acid bacteria, coliforms, Pseudomonas, Clostridium perfringens and Escherichia coli (p < 0.05). The results indicated the possibility of using olive leaves as a food supplement aimed at improving the microbiological quality of chicken meat.

In this present study, white-rot fungi Pleurotus sp BCCB068 were evaluated as regards the degradation of the cellulose matrix with production of enzymes using submerged fermentation.The crude extract obtained from the fungi growths was used as enzyme source for carboxymethylcellulose hydrolysis, reached 54.8% of degradation during 0-60 minutes of reaction period, with formation of oligosaccharides, as well as several sugar monomers (cellobiose, mannose, maltose, fructose and glucose). These results indicate great potential of these fungal strains to degrade cellulosic materials and produce sugar monomers to be used in ethanol industries. No presente estudo, o fungo Pleurotus sp BCCB068 foi utilizado para a degradação de matriz de celulose para produção de enzimas usando fermentação submersa. O hidrolisado obtido foi aplicado como fonte enzimática para a hidrolise de carboximetilcelulose, onde foi degradado 54,8%, durante o período de 0 a 60 minutos de hidrolise, formando oligossacarídeos, como também vários monômeros de açúcar (celobiose, manose, maltose, frutose e glicose). Estes resultados indicaram um grande potencial deste fungo para degradar materiais celulósicos e na obtenção de monômeros de açúcar para utilização nas industrias de etanol.

The high intensity ultrasound-assisted extraction (HIU) is one of the most simple, quick and efficient techniques for the extraction of phenolic and other antioxidant compounds from plants. This is the first application of HIU for the extraction of these compounds from goldenberry fruit. The HIU and conventional extraction techniques showed similar results regarding to phenolic compounds and antioxidant capacity. However, the time required for HIU extraction (5min) was 24 times lower than conventional extraction (120min). Phenolic compounds reported were chlorogenic acid, caffeic acid and rutin. In vitro cytotoxicity assays were used for evaluation of extracts and the results showed that in a wide range of concentration, the extract maintains cell viability, thus indicating the possibility to use it as food with safety. RESUMO: A extração assistida com ultrassom de alta intensidade (HIU) é uma das técnicas mais simples, rápidas e eficientes na extração de compostos fenólicos e antioxidantes de plantas. Este trabalho foi o primeiro a utilizar HIU na extração destes compostos presentes na fruta goldenberry. As técnicas HIU e extração convencional apresentaram resultados semelhantes com relação aos compostos fenólicos e capacidade antioxidante. Entretanto, o tempo necessário na HIU (5min) foi 24 vezes menor que na extração convencional (120min). Os compostos fenólicos encontrados foram ácido clorogênico, ácido cafeico e rutina. Ensaios de citotoxicidade in vitro foram usados para avaliação dos extratos e os resultados demonstraram que, em ampla faixa de concentração, o extrato mantém a viabilidade celular, indicando assim possível segurança para utilização em alimentos.

A facultative Staphylococcus arlettae bacterium, isolated from an activated sludge process in a textile industry, was able to successfully decolourize four different azo dyes under microaerophilic conditions (decolourization percentage >97%). Further aeration of the decolourized effluent was performed to promote oxidation of the degradation products. The degradation products were characterized by FT-IR and UV–vis techniques and their toxicity with respect to Daphnia magna was measured. The amine concentrations as well as the total organic carbon (TOC) levels were monitored during the biodegradation process. The presence of aromatic amine in the microaerophilic stage and its absence in the aerobic stage indicated the presence of azoreductase activity and an oxidative biodegradation process, respectively. TOC reduction was ∼15% in the microaerophilic stage and ∼70% in the aerobic stage. The results provided evidence that, using a single Staphylococcus arlettae strain in the same bioreactor, the sequential microaerophilic/aerobic stages were able to form aromatic amines by reductive break-down of the azo bond and to oxidize them into non-toxic metabolites., The authors would like to thank the Portuguese Foundation of Science and Technology (FCT) for providing the grant to Andrea Zille (SFRH/BPD/24238/2005), and the Brazilian Foundation for the Coordination of the Improvement of University Graduates of the Ministry of Education (CAPES) and the National Research Counsel (CNPq) for providing the grants to Elisangela Franciscon.

OBJETIVO: Avaliar os resultados de longo prazo e fatores de risco no tratamento cirúrgico por via artroscópica da instabilidade anterior traumática do ombro. MÉTODOS: Estudo retrospectivo de 302 pacientes (314 ombros). Seguimento de 24 a 140 meses, média de 76,5 meses. Avaliação através de exame físico e radiográfico. Classificação de resultados segundo os critérios da UCLA e Carter-Rowe. Análise estatística através de programa Epi Info e testes t de Student e exato de Fisher. RESULTADOS: Observado índice de recidivas em 8,9% dos ombros. Segundo a UCLA, excelentes/bons resultados observados em 97,6% e, regulares/ruins em 2,4% dos ombros. Segundo Rowe, excelentes/bons resultados em 89,2% e regulares/ruins em 10,8% dos ombros. Observada significância (p = 0,013) entre uso de materiais adequados, curva de aprendizado e índice de recidivas. História de convulsões (p = 0,0039) e prática de esportes de contato (p = 0,004) tiveram forte correlação com recidivas. Não se evidenciou correlação entre lesão de Bankart (p = 0,546), lesão de Hill-Sachs (p = 0,62) e recidivas, considerando-se lesões ósseas menores que 25% da glenóide e cabeça umeral, respectivamente. CONCLUSÕES: 1) Há correlação estatisticamente identificada entre o índice de recidiva da instabilidade anterior traumática do ombro e: a) convulsões no pós-operatório; b) prática de esportes de contato; c) presença das lesões de Bankart com Hill-Sachs caracterizadas por 25% ou mais de lesão óssea da glenóide ou da cabeça umeral, respectivamente. 2) Parece haver correlação entre o não reparo da lesão SLAP e o índice de recidiva da instabilidade anterior traumática do ombro. OBJECTIVE: To evaluate the long term results and risk factors in the surgical arthroscopic treatment of the traumatic anterior instability of the shoulder. METHODS: Retrospective study of 302 patients (314 shoulders) 24 to 140 month follow-up, with a mean of 76.5 months. Evaluation performed in clinical and radiological exams. Results classified according to the UCLA and Carter-Rowe. Statistical analysis with the Epi Info program, T-student calculations, and Fisher Exact Test. RESULTS: A rate of 8.9% of recurrence was seen in the shoulders. According to UCLA classification, excellent/good results were seen in 97.6%, and regular/poor results, in 2.4% of the shoulders. According to Rowe classification, excellent/good results were seen in 89.2%, and regular/poor results, in 10.8 % of the shoulders. There was significance (p = 0.013) among the use of adequate materials, learning curve, and recurrence rate. A history of seizures (p = 0.0039) and the practice of contact sports (p = 0.004) had a marked correlation with recurrence. No correlation was seen between the Bankart lesion (p = 0.546), the Hill-Sachs lesion (p = 0,62) and recurrences, considering bone lesions smaller than 25% of the glenoid and humeral head, respectively. CONCLUSIONS: 1. There is a statistically identified correlation between the rate of recurrence of traumatic anterior stability of the shoulder and: a) seizures in the post-operative period; b) practice of contact sports; c) presence of Bankart lesions with Hill-Sachs characterized by 25% or more of bone lesion of the glenoid or of the humeral head, respectively. 2. There seems to be a correlation between the non-repair of the SLAP lesion and the recurrence rate of traumatic anterior stability of the shoulder.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Processes and products with a sustainable character are increasingly urgent to deal with the global questions of energy scarcity and environmental deterioration. Given this approach, substantial efforts have been made to investigate or expand the potential of processes and products based on microalgae with a sustainability aspect. However, while these microorganisms have been recognized for their capacity to bioconvert carbon dioxide (CO2) concomitant to biomass production with composts of high commercial interest, these processes still face complex challenges that be resolved. Technical barriers such as the microalgae performance in high concentrations of CO2, cultivation operational parameters, energy demand, beyond the difficulty of establishing cultivation on an industrial scale, can test the truthful environmental and economic processes. In view of this, the work aimed to: (1) understand the operational implications and technical details of photosynthetic culturing systems; (2) evaluate the microalgae under different CO2 concentrations; (3) evaluate the influence of CO2 loads on the carbon footprint in photobioreactors; (4) estimate potential carbon credits from microalgal processes; (5) determine the sustainability performance of microalgal-based processes and products, and (6) standardize methodologies for quantifying sustainability metrics and environmental impact indicators applied to industrial and agricultural systems. The kinetic performance of the microorganism was considered through free CO2 profiles in the liquid phase of the system, measurements of gas-phase concentrations, and stoichiometric conversion to biomass. In addition, the sustainable performance of microalgae-based processes and products were evaluated under the use of mathematical modelings such as life cycle assessment and carbon footprint. The results obtained demonstrated the importance of the cultivation operational parameters evaluated in the carbon fixation in biomass as well as in the overall carbon footprint of the system. The microalgae performed satisfactorily under stressful culture conditions (with injections higher than 15% CO2). On the other hand, the masses of captured carbon and carbon credits showed better performances for carbon injection conditions below 5% CO2. With the help of life cycle assessment and carbon footprint tools, microalgae-based processes and products did not prove to be environmentally sustainable, as they are excessive in terms of energy, water, and nutrients. In energy terms, the hotspots of the process were the cultivation, harvesting, and drying stages. However, it was identified that by using renewable energy, environmental impacts can be reduced by up to 95% for renewable energy matrices. Regarding the culture systems, the best environmental performance was attributed to the open ponds. However, in direct comparison to closed systems, fermenters and tubular photobioreactors presented the best environmental indicators. As for the products, the stages of extraction and yield of intracellular compounds negatively influence environmental performance. Finally, this work provides numbers quantitative and adequate methodology to determine sustainability metrics and indicators for microalgal projects considering the current stage of commercial technology. Processos e produtos com caráter sustentável são cada vez mais urgentes para lidar com questões globais de escassez de energia e deterioração ambiental. Diante deste enfoque, substanciais esforços têm sido realizados para investigar o amplo potencial dos processos e produtos à base de microalgas sob o aspecto da sustentabilidade. Contudo, embora estes microrganismos tenham sido reconhecidos pela sua capacidade de bioconverter dióxido de carbono (CO2) concomitante a produção de uma biomassa com compostos de elevado interesse comercial, esses processos ainda enfrentam gargalos complexos de serem resolvidos. De fato, barreiras técnicas como a performance da microalga em elevadas concentrações de CO2, parâmetros operacionais de cultivo, demanda de energia, além da dificuldade de se estabelecer cultivos em escala industrial, põem à prova a veraz viabilidade ambiental e econômica desses processos. Em face disso, o trabalho teve por objetivos: (1) compreender as implicações operacionais e detalhes técnicos dos sistemas de cultivos fotossintéticos; (2) avaliar o desempenho da microalga sob diferentes concentrações de CO2; (3) avaliar a influência das cargas de CO2 na pegada de carbono em fotobiorreatores; (4) estimar os potenciais créditos de carbono de processos microalgais; (5) determinar a performance da sustentabilidade de processos e produtos de base microalgal e (6) padronizar metodologias para quantificação de métricas de sustentabilidade e indicadores de impacto ambiental aplicados a sistemas industriais e agrícolas. A performance cinética do microrganismo foi considerada através dos perfis de CO2 livre na fase líquida do sistema, medidas das concentrações da fase gasosa e conversão estequiométrica em biomassa. Além disso, a performance sustentável dos processos e produtos à base de microalgas foram avaliados sob a utilização de modelagens matemáticas como a análise de ciclo de vida e pegada de carbono. Os resultados obtidos demonstraram a importância dos parâmetros operacionais de cultivo avaliados na fixação de carbono em biomassa, bem como na pegada de carbono global do sistema. A microalga obteve um desempenho satisfatório em condições de cultivo estressoras (com injeções superiores a 15% CO2). Por outro lado, as massas de carbono capturado e créditos de carbono apresentaram melhores performances para as condições de injeção de carbono inferiores a 5% CO2. Com o auxílio das ferramentas de análise de ciclo de vida e pegada de carbono, os processos e produtos à base de microalgas não se mostraram ambientalmente sustentáveis, visto que são excessivos em demanda de energia, água e nutrientes. Em termos energéticos, os pontos quentes do processo foram as etapas de cultivo, colheita e secagem. No entanto, foi identificado que ao utilizar-se energia renovável, os impactos ambientais podem ser reduzidos em até 95% para matrizes energéticas renováveis. Referente aos sistemas de cultivos, o melhor desempenho ambiental foi atribuído às lagoas abertas. Entretanto, em uma comparação direta aos sistemas fechados, fermentadores e fotobiorreatores tubulares apresentaram os melhores indicadores ambientais. Quanto aos produtos, os estágios de extração e rendimento dos compostos intracelulares influenciam negativamente o desempenho ambiental. Por fim, este trabalho fornece números quantitativos e uma metodologia adequada para determinar as métricas e indicadores de sustentabilidade para projetos microalgais considerando o estágio atual da tecnologia comercial.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The development of products containing one or more bioactive compounds has become an attractive way to the consumer as a way to establish a better quality of life. Among the bioactive compounds, probiotics and antioxidant compounds stand out, however, their application in food matrices becomes limited as they are extremely sensitive to adverse conditions. Therefore, new alternatives to introduce these compounds to the consumer's daily life are needed. Microencapsulation is a promising, safe and effective technology for the delivery of several bioactive compounds. Among the various microencapsulation techniques, there is the external ionic gelation. The objective of this work was to develop alginate microparticles containing the probiotic Lactobacillus casei LC03 in combination with red onion (Allium cepa L.) peel extract at different concentrations (5, 20 and 40%), using the external ionic gelation technique (Article II), for later application in a food matrix (Article III). Article II evaluated the viability of probiotics under simulated gastrointestinal conditions, during storage at -18, 7 and 25 °C for 90 days and resistance of microparticles to heat treatment (72 °C / 15 sec and 63 °C / 30 min). In addition to the morphology, average diameter and encapsulation efficiency of microparticles. Finally, in Article III, microparticles were added to strawberry pulp, where microbiological and physicochemical analyzes of the pulp, gastrointestinal viability and shelf life of the probiotics in the product were performed, as well as size, morphology and encapsulation efficiency of the microparticles. The microparticles varied in size from 149.29 t to 167.05 μm in Article II and from 136.00 to 305.00 μm in Article III. The encapsulation efficiency of probiotics and compounds present in the extract was satisfactory in both manuscripts. The microparticles were able to protect the probiotics against heat treatment at different temperatures (Article II). In Article II, the microparticles of the treatment containing alginate + 20% extract showed better survival of the probiotic under simulated gastrointestinal conditions, as the different microparticles were applied to the strawberry pulp, the formulations with alginate and alginate + 5% extract demonstrated more satisfactory results (Article III). As for the shelf life of probiotics during storage, in Article II, when evaluating temperatures of 25, 7 and -18 °C, all microparticle formulations remained viable until the end of the experiment (90 days) at -18 °C C, which justifies the choice of frozen strawberry pulp for the application of microparticles. When applied to the pulp (Article III), the treatments containing alginate and alginate + 5% extract reached the longest period of viability (60 days). Thus, the microparticles developed in this study are viable for the development of a new functional and vegan matrix, allowing to increase the diversification of products that contain probiotics. O desenvolvimento de produtos contendo um ou mais compostos bioativos tem se tornado um meio atrativo ao consumidor como forma de estabelecer uma melhor qualidade de vida. Dentre os compostos bioativos, destacam-se os probióticos e os compostos antioxidantes, no entanto, sua aplicação em matrizes alimentares se torna limitada visto que são extremamente sensíveis a condições adversas. Sendo assim, novas alternativas para introduzir estes compostos ao cotidiano do consumidor são necessárias. A microencapsulação é uma tecnologia promissora, segura e eficaz para a entrega de diversos compostos bioativos. Dentre as diversas técnicas de microencapsulação, tem-se a gelificação iônica externa. O objetivo deste trabalho foi desenvolver micropartículas de alginato contendo o probiótico Lactobacillus casei LC03 em combinação com extrato de casca de cebola roxa (Allium cepa L.) em diferentes concentrações (5, 20 e 40%), por meio da técnica de gelificação iônica externa (Artigo II), para posterior aplicação em uma matriz alimentícia (Artigo III). No Artigo II foi avaliada a viabilidade dos probióticos sob condições gastrointestinais simuladas, durante armazenamento a -18, 7 e 25 °C por 90 dias e resistência das micropartículas ao tratamento térmico (72 °C / 15 seg e 63 °C / 30 min). Além da morfologia, diâmetro médio e eficiência de encapsulação das micropartículas. Por fim, no Artigo III, realizou-se a adição das micropartículas em polpa de morango, onde foram realizadas análises microbiológicas e físico-químicas da polpa, viabilidade gastrointestinal e vida útil dos probióticos no produto, além de tamanho, morfologia e eficiência de encapsulação das micropartículas. As micropartículas apresentaram variação de tamanho de 149.29 a 167.05 μm no Artigo II e de 136.00 a 305.00 μm no Artigo III. A eficiência de encapsulação dos probióticos e dos compostos presentes no extrato foi satisfatória em ambos os manuscritos. As micropartículas foram capazes de proteger os probióticos frente ao tratamento térmico nas diferentes temperaturas (Artigo II). No Artigo II, as micropartículas do tratamento contendo alginato + 20% de extrato apresentaram melhor sobrevivência do probiótico sob condições gastrointestinais simuladas, já ao se realizar a aplicação das diferentes micropartículas na polpa de morango, as formulações com alginato e alginato + 5% de extrato demonstraram resultados mais satisfatórios (Artigo III). Quanto a vida útil dos probióticos durante o armazenamento, no Artigo II, ao se avaliar as temperaturas de 25, 7 e -18 °C, todas as formulações de micropartículas se mantiveram viáveis até o final do experimento (90 dias) em -18 °C, o que justifica a escolha da polpa de morango congelada para a aplicação das micropartículas. Quando aplicadas na polpa (Artigo III), os tratamentos contendo alginato e alginato + 5% de extrato alcançaram o maior período de viabilidade (60 dias). Desta forma, as micropartículas desenvolvidas nesse estudo se mostram viáveis para o desenvolvimento de uma nova matriz funcional e vegana, permitindo aumentar a diversificação de produtos que contenham probióticos.

The microencapsulation of anthocyanic compounds has become an efficient alternative in protecting and increasing the bioavailability of weakly stable compounds. Studies have been carried out in order to verify the anticarcinogenic effect of blueberry, but a wide range has taken into account only purified extracts, not taking into account the instability of anthocyanin compounds in the gastrointestinal system. Based on that, the objective of the present work was to microencapsulate the blueberry extract (Vaccinium ashei) by the spray drying method using maltodextrin-DE20, hi-maize, gum arabic and inulin as wall material, to evaluate its stability under different conditions of storage (60 days), its bioavability under simulated gastrointestinal conditions and its antiproliferative effect on colon adenocarcinoma cells (HT-29). Microencapsulation was carried out in laboratory scale spray drying using 140 °C of inlet air, four feeding solutions were prepared: standard formulation (S): maltodextrin DE20, hi-maize; T1: DE20 maltodextrin, hy-maize, inulin; T2: maltodextrin DE20, hi-maize, gum arabic; and T3: maltodextrin DE20, hi-maize, inulin and gum arabic. The microcapsules were evaluated for moisture content, solubility, encapsulation efficiency, particle size, morphology, total phenolic compounds, antioxidant capacity, stability of total monomeric anthocyanins under different storage conditions and the simulated gastrointestinal system. Subsequently, the microcapsule that presented the best results against the analyzes performed was selected and evaluated when its cell viability (MTT), nitric oxide (NO) and anti-proliferative effect (chlorogenic analysis, cell cycle and western blot) against colon cancer cells (HT-29) was performed. The microcapsules obtained in the present study showed high encapsulation efficiency from 96.80 to 98.83%. Among the parameters analyzed, the T3 formulation showed the lowest values of constant degradation (k) at the storage temperatures tested, with an emphasis on the freezing temperature, corresponding to the lowest loss during storage and, consequently, a longer half-life (t ½ ) being 913.41 days. This same treatment was shown to be effective in the preservation and improved delivery of anthocyanin compounds when compared to the free extract. The blueberry extract microcapsule showed a slight decrease in viability (24 hours) and anti-proliferative capacity (48 and 72 hours) against HT-29. The microcapsules were effective in increasing oxidative stress in HT-29 cells at concentrations between 3000 and 9000 μg/mL. Concentrations of 7000, 8000 and 9000 μg/mL showed a decrease in colony formation. However, the results found in the present study also suggest that the pathways of action of microcapsules against cancerous lines still need to be better elucidated, allowing a greater understanding of the metabolism of microcapsules. A microencapsulação de compostos antociânicos tem se tornado uma alternativa eficiente na proteção e no aumento da biodisponibilidade de compostos fracamente estáveis. Estudos vêm sendo realizados a fim de verificar o efeito anticarcinogênico do mirtilo, porém uma ampla gama tem levado em consideração apenas extratos purificados, desconsiderando a instabilidade dos compostos antociânicos frente ao sistema gastrointestinal. Com base nisso, o objetivo do presente trabalho foi microencapsular o extrato de mirtilo (Vaccinium ashei) pelo método de spray drying utilizando maltodextrina-DE20, hi-maize, goma arábica e inulina como material de parede, avaliar sua estabilidade frente a diferentes condições de armazenamento (60 dias), sua bioavibilidade frente às condições gastrointestinais simuladas e seu e efeito antiproliferativo em células de adenocarcinoma de cólon (HT-29). A microencapsulação deu-se em spray drying de escala laboratorial utilizando 140 °C de ar de entrada, foram preparadas quatro soluções de alimentação: formulação padrão (S): maltodextrinha DE20, hi-maize; T1: maltodextrina DE20, hi-maize, inulina; T2: maltodextrinha DE20, hi-maize, goma arábica; e T3: maltodextrinha DE20, hi-maize, inulina e goma arábica. As microcápsulas foram avaliadas quanto ao teor de umidade, solubilidade, eficiência de encapsulação, tamanho de partícula, morfologia, compostos fenólicos totais, capacidade antioxidante, estabilidade das antocianinas monoméricas totais frente a diferentes condições de armazenamento e ao sistema gastrointestinal simulado. Posteriormente, foi selecionada a microcápsula que apresentou os melhores resultados frente às análises realizadas e avaliada quando a sua de viabilidade celular (MTT), óxido nítrico (NO) e efeito antiproliferativo (análise clorogênica, ciclo celular e western blot) frente a células do câncer de cólon (HT-29). As microcápsulas obtidas no presente estudo apresentaram uma alta eficiência de encapsulação 96,80 a 98,83%. Dentre os parâmetros analisados a formulação T3 apresentou os menores valores de degradação constante (k) nas temperaturas de armazenamento testadas, com destaque para a temperatura de congelamento, correspondendo à menor perda durante o armazenamento e, consequentemente, uma meia-vida maior (t ½) sendo de 913,41 dias. Este mesmo tratamento demonstrou-se eficaz na preservação e entrega melhorada dos compostos antociânicos quando comparado ao extrato livre. A microcápsula de extrato de mirtilo apresentou uma ligeira diminuição na viabilidade (24 horas) e capacidade antiproliferativa (48 e 72 horas) frente HT-29. As microcápsulas foram efetivas no aumento do extresse oxidativo em células HT-29 nas concentrações entre 3000 e 9000 μg/mL. As concentrações de 7000, 8000 e 9000 μg/mL apresentaram diminuição na formação de colônias. Entretanto os resultados encontrados no presente estudo também sugerem que as vias de atuação das microcápsulas frente a linhagens cancerígenas ainda precisam ser melhores elucidados, possibilitando um maior entendimento sobre o metabolismo das microcápsulas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Filamentous fungi such as Umbelopsis isabellina have emerged as a biotechnological alternative for obtaining oils rich in monounsaturated and polyunsaturated fatty acids, which are important nutrients for the regulation of physiological processes involved in the development and maintenance of human health. Due to their chemical characteristics, these oils are highly susceptible to lipid oxidation and microencapsulation can be a useful tool to increase the lipid stability of the microbial oil. Thus, the aim of this study was to optimize the production of microbial oil by Umbelopsis isabellina and microencapsulate this oil by the external ionic gelation method. Initially, using an orbital shaker, the parameters of the culture medium (yeast extract, peptone, and sucrose) and the parameters of the fermentation process (stirring rate, temperature and pH) were optimized in order to produce lipids and PUFAs through planning of the Plackett–Burman (BP) type. Afterwards, the scale-up to a STR bioreactor was carried out and, additionally, the agitation and aeration rates were evaluated using a central composite rotational design (DCCR). After completing all optimization steps, the final lipid yield was 36.58% of which 14.88% were PUFA. Fifteen fatty acids were identified, the majority being: oleic acid (47%), palmitic acid (27%), linoleic acid (11%) and γ-linolenic acid (5%). The second stage of the study aimed to microencapsulate the microbial oil by the external ionic gelation method and microcapsules had an average diameter of 105 µm and the encapsulation efficiency was 80%. In this step, the oxidative stability of the free and microencapsulated oil was also evaluated over the storage time, varying temperature, and luminosity. The ionic gelation method was suitable to microencapsulate the microbial oil as it did not alter the lipid oxidation markers (peroxide index and formation of conjugated dienes). The combination of microencapsulation and refrigerated storage was the condition that presented the greatest lipid stability during the evaluated storage time. In addition, microcapsules containing microbial oil stored at refrigerated temperature showed the smallest variation in the content of saturated, monounsaturated, and polyunsaturated fatty acids during storage when compared to microcapsules stored at room temperature or free oil stored at different temperatures. Based on the data presented, it is possible to conclude that the fungus Umbelopsis isabellina, under optimized conditions, can produce an oil rich in unsaturated fatty acids and with good yield, and its production scale can be expanded for industrial purposes. The microbial oil produced can be microencapsulated, without prejudice to its constitution, by the external ionic gelling method and that microencapsulation is an effective tool to prolong lipid stability, reducing its reactions to external environmental factors, thus facilitating its use in the food industry, and allowing the microbial oil produced by the fungus Umbelopsis isabellina to have the potential to be used in the development of food or nutraceutical ingredients. Fungos filamentosos como a Umbelopsis isabellina, tem surgido como uma alternativa biotecnológica para obtenção de óleos ricos em ácidos graxos monoinsaturados e poli- insaturados, que são nutrientes importantes para a regulação de processos fisiológicos envolvidos no desenvolvimento e manutenção da saúde humana. Devido a suas características químicas, estes óleos são altamente suscetíveis a oxidação lipídica e a microencapsulação pode ser uma ferramenta útil no sentido de aumentar a estabilidade lipídica do óleo microbiano. Dessa forma, o objetivo do presente estudo foi otimizar a produção de óleo microbiano por Umbelopsis isabellina e microencapsular este óleo pelo método de gelificação iônica externa. Inicialmente, utilizando um agitador orbital, foram otimizados os parâmetros do meio de cultura (extrato de levedura, peptona e sacarose) e os parâmetros do processo fermentativo (taxa de agitação, temperatura e pH) visando a produção de lipídios e PUFAs através de um planejamento do tipo Plackett–Burman (PB). Após foi realizado o aumento de escala para um biorreator STR e, adicionalmente, foram avaliadas as taxas de agitação e aeração através de um delineamento composto central rotacional (DCCR). Após concluída todas as etapas da otimização, o rendimento lipídico final foi de 36,58% dos quais 14,88% eram PUFA. Foram identificados 15 ácidos graxos, sendo os majoritários: o ácido oléico (47%), ácido palmítico (27%), ácido linoléico (11%) e o ácido γ-linolênico (5%). A segunda etapa do estudo teve como objetivo microencapsular o óleo microbiano pelo método de gelificação iônica externa e as microcápsulas apresentaram um diâmetro médio de 105 µm e a eficiência de encapsulação foi de 80%. Nesta etapa também se avaliou a estabilidade oxidativa do óleo livre e microencapsulado ao longo do tempo de armazenamento, variando temperatura e luminosidade. O método de gelificação iônica foi adequado para microencapsular o óleo microbiano pois não alterou os marcadores de oxidação lipídica (índice de peróxidos e formação de dienos conjugados). A combinação de microencapsulação e armazenamento refrigerado foi a condição que apresentou a maior estabilidade lipídica durante o tempo de armazenamento avaliado. Além disso, as microcápsulas contendo óleo microbiano armazenadas a temperatura refrigerada apresentaram a menor variação no teor de ácidos graxos saturados, monoinsaturados e poli-insaturados durante o armazenamento quando comparado as microcápsulas armazenadas a temperatura ambiente ou ao óleo livre armazenado nas diferentes temperaturas. Com base nos dados apresentados é possível concluir que o fungo Umbelopsis isabelina, a partir de condições otimizadas, é capaz de produzir um óleo rico em ácidos graxos insaturados e com bom rendimento podendo ter sua escala de produção ampliada para fins industriais. O óleo microbiano produzido pode ser microencapsulado, sem prejuízos a sua constituição, pelo método de gelificação iônica externa e que a microencapsulação é uma ferramenta eficaz para prolongar a estabilidade lipídica, reduzindo suas reações a fatores ambientais externos, facilitando assim seu uso na indústria de alimentos e permitindo que o óleo microbiano produzido pelo fungo Umbelopsis isabelina tenha potencial para ser utilizado no desenvolvimento de ingredientes alimentícios ou nutracêuticos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Microalgae are sustainable biometabolic factories for the production of a variety of bioproducts such as proteins, carbohydrates, fatty acids and mainly bioactive molecules that can have beneficial effects on human health, such as pigments. Thus, biodiversity and microalgae ecology represents an opportunity to face several challenges that society today is claiming regarding the demands for food products beyond basic nutrition. Among the classes of natural pigments, carotenoids are the most studied, and few studies are devoted to the profile of chlorophylls. Moreover, considering the significant number of species available for exploration, there are still few studies in this research field where a considerable number of strains remain under-explored. Given this scenario, this work is based on an exploratory study on the characterization of the profile of carotenoids and chlorophylls in microalgae species and determining the bioaccessibility of these compounds to guide their use in functional and nutraceutical products. As a result, five articles and two book chapters (published or in the publication process) were generated, which were organized in this document into chapters. Chapters 2 to 6 refer to articles, and chapters 7 and 8 refer to book contributions. Chapter 2: “An overview of microalgae carotenoids and chlorophylls: focus on bioaccessibility” (review article in the process of publication); Chapter 3: “HPLC-PDA-MS/MS as a strategy to characterize and quantify natural pigments from microalgae” (research article/publication completed); Chapter 4: “Determination of the profile of chlorophyll compounds in microalgae species” (research article/publication completed); Chapter 5: “Insights on the intestinal absorption of chlorophyll series from microalgae” (research article/publication completed); Chapter 6: “Bioaccessibility of microalgae-based carotenoids and their association with the lipid matrix” (research article/publication completed); Chapter 7: “Carotenoids: “A brief overview on its structure, biosynthesis, synthesis, and applications” (published book chapter); Chapter 8: “Chlorophylls as food additives” (published book chapter). The results of these scientific productions indicate that microalgae synthesize a variety of carotenoids and chlorophylls, many of these structures specific to these microorganisms and with important bioactive properties prominent in human health. Many of these compounds were identified for the first time in the species evaluated. Differences in the carotenoids and chlorophylls profile were observed among microalgae species, demonstrating that each species has a unique biochemical constitution. The bioaccessibility of these compounds also varied according to the microalgae species and nature of the product digested. Above all, microalgae carotenoids and chlorophylls proved to be bioaccessible both from microalgae biomass like from isolated extracts. Chlorophylls have also been shown to be efficiently uptake by Caco-2 cells. In fact, these results reinforce the metabolic diversity of microalgae, their biotechnological potential and indicate these microorganisms as promising sources of a diversity of natural carotenoids and chlorophylls to be heavily exploited for purposes that aim at food and health. Finally, this study can assist in the formulation and future development of new natural, functional, and nutraceutical foods and products from microalgae-based ingredients. Microalgas são fábricas biometabólicas sustentáveis de produção de uma diversidade de bioprodutos como proteínas, carboidratos, ácidos graxos e principalmente moléculas bioativas que podem desempenhar efeitos benéficos na saúde humana, como os pigmentos. Assim, a biodiversidade e ecologia microalgal representam uma oportunidade para enfrentar vários dos desafios que a sociedade atual está reivindicando em relação a demandas de produtos alimentares que vão além da nutrição básica. Dentre as classes de pigmentos naturais, os carotenoides são os mais estudados, e poucos trabalhos dedicam-se ao perfil de clorofilas. Além disso, considerando o significativo número de espécies disponíveis para exploração, ainda são poucos os estudos neste campo de pesquisa, onde um número significativo de cepas permanece sub exploradas. Diante deste cenário, o presente trabalho fundamenta-se em um estudo exploratório acerca da caracterização do perfil de carotenoides e clorofilas em espécies de microalgas, bem como determinar a bioacessibilidade destes compostos a fim de orientar seu uso em produtos funcionais e nutracêuticos. Como resultado gerou-se 5 artigos e 2 capítulos de livros (publicados ou em processo de publicação) que foram organizados neste documento em capítulos. Os capítulos de 2 a 6 referem-se aos artigos e o 7 e 8 referem-se as contribuições em livros. Capítulo 2: “An overview of microalgae carotenoids and chlorophylls: focus on bioaccessibility” (artigo de revisão em processo de publicação); Capítulo 3: “HPLC-PDA-MS/MS as a strategy to characterize and quantify natural pigments from microalgae” (artigo de pesquisa/publicação concluída); Capítulo 4: “Determination of profile of chlorophyll compounds in microalgae species” (artigo de pesquisa/publicação concluída); Capítulo 5: “Insights on the intestinal absorption of chlorophyll series from microalgae” (artigo de pesquisa/publicação concluída); Capítulo 6: “Bioaccessibility of microalgae-based carotenoids and their association with the lipid matrix” (artigo de pesquisa/publicação concluída); Capítulo 7: “Carotenoids: “A brief overview on its structure, biosynthesis, synthesis, and applications” (capítulo de livro publicado); Capítulo 8: “Chlorophylls as food additives” (capítulo de livro publicado). Os resultados destas produções científicas indicam que as microalgas sintetizam uma diversidade de carotenoides e clorofilas, muitas destas estruturas específicas destes microrganismos e com importantes propriedades bioativas proeminentes a saúde humana. Muitos destes compostos foram identificados pela primeira vez nas espécies avaliadas. Diferenças entre as espécies de microalgas tanto no perfil de carotenoides, quanto no perfil de clorofilas foram observadas, demostrando que cada espécie possui uma constituição bioquímica única. A bioacessibilidade destes compostos também variou de acordo com a espécie de microalga e a natureza do produto digerido. Sobretudo, carotenoides e clorofilas microalgais demonstraram-se bioacessíveis tanto a partir da biomassa microalgal como a partir de extratos isolados. Clorofilas também demostraram ser captados com eficiência pelas células Caco-2. De fato, estes resultados reforçam a diversidade metabólica de microalgas, seu potencial biotecnológico e indicam estes microrganismos como fontes promissoras de uma diversidade de carotenoides e clorofilas naturais a serem fortemente explorados para fins que visem alimentação e saúde. Por fim, este estudo pode auxiliar na formulação e desenvolvimento futuro de novos alimentos naturais, funcionais e nutracêuticos e produtos a partir de ingredientes à base de microalgas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Due to the high content of saturated fatty acids, the excessive consumption of meat products can increase the risk of chronic diseases. Thus, to confer healthier characteristics to meat products, this study aimed to improve their lipid profile. Oils with high levels of omega-3 fatty acids were applied in microencapsulated and hydrogelified form as animal fat substitutes in burgers. In the first part of the study the oxidative stability of rosemary-enriched chia oil was evaluated by ultrasound-assisted extraction (UAE) and conventional maceration (CME). In this step it was possible to observe a high concentration of bioactive compounds present in the macerated oils, both by UAE and CME. Then, the chia oil was microencapsulated and used to replace 50% of fat in burgers. The results obtained by directly incorporating rosemary into chia oil by UAE prior to microencapsulation showed that this is a viable alternative to reduce lipid oxidation. The reduction of lipid oxidation in microcapsules made it possible to replace animal fat in burgers with oils rich in n-3 PUFAs, without compromising their oxidative and sensory quality. In the second step, burgers (20 % pork back fat) were prepared with the replacement of 0, 20, 40, 60, 80 and 100 % pork back fat by hydrogelified emulsion (HE) of chia and flaxseed oils (50:50). The substitution of pork back fat with HE did not affect the technological properties of the burgers. The sensory profile showed that it is possible to replace up to 60 % of fat with HE produced in this study. However, improvements in the oxidative stability of HE from chia and flaxseed oils were necessary. Thus, in the third step, HE was enriched at concentrations of 6, 8 and 10 % with an aqueous jabuticaba peel extract (JPE) obtained by microwave extraction by hydrodiffusion and gravity (MHG). The HEenriched with JPE was applied to replace 60 % of animal fat content of the burgers. The addition of 10 % JPE in HE was effective in maintaining lipid oxidation similar to the control until the 60th day of storage. Furthermore, incorporation of JPE into HE reduced sensory defects caused by lipid reformulation. Seeking improvements through the incorporation of natural antioxidants, in the fourth step of this work, residues of yerba mate bark extracts (BMBE) were tested for application in HE and subsequent lipid replacement in burgers. The sensory quality of the burgers was not affected by HE addition of chia oil enriched with BMBE. Furthermore, the addition of BMBE to HE partially reduced the increase in lipid oxidation caused by the increase in PUFA / SFA ratio. Thus, in the present study, new strategies and consistent technological solutions were successfully developed at the industrial level for reducing saturated fat in burgers, resulting in healthier products with high sensory quality. Devido ao alto teor de ácidos graxos saturados o consumo excessivo de produtos cárneos pode aumentar o risco do surgimento de doenças crônicas. Desta forma, para conferir características mais saudáveis aos produtos cárneos, este estudo teve por objetivo melhorar o seu perfil lipídico. Óleos com altos teores de ácidos graxos ômega-3 foram aplicados na forma microencapsulada e hidrogelificada como substitutos de gordura animal em hambúrgueres. Na primeira parte do estudo foi avaliada a estabilidade oxidativa de óleo de chia enriquecido com alecrim por extração assistida por ultrassom (EAU) e por maceração convencional (CME). Nesta etapa foi possível observar alta concentração de compostos bioativos presentes nos óleos macerados, tanto por EAU quanto por CME. Na sequência, o óleo de chia foi microencapsulado e usado para substituir 50 % de gordura em hambúrgueres. Os resultados obtidos através da incorporação direta do alecrim no óleo de chia por EAU antes da microencapsulação mostraram que esta é uma alternativa viável para reduzir a oxidação lipídica. A redução da oxidação lipídica das microcápsulas possibilitou substituir a gordura animal em hambúrgueres por óleos ricos em n-3 PUFAs, sem comprometer sua qualidade oxidativa e sensorial. Na segunda etapa foram elaborados hambúrgueres (20 % de toucinho) com a substituição de 0, 20, 40, 60, 80 e 100 % de toucinho por emulsão hidrogelificada (HE) de óleos de chia e de linhaça (50:50). A substituição do toucinho suíno por HE não afetou as propriedades tecnológicas dos hambúrgueres. O perfil sensorial demonstrou que é possível substituir até 60 % de toucinho por HE produzido neste estudo. No entanto, melhorias na estabilidade oxidativa da HE de óleos de chia e linhaça se fizeram necessárias. Desta maneira, na terceira etapa, a HE foi enriquecida nas concentrações de 6, 8 e 10 % com um extrato aquoso de casca de jabuticaba (ECJ) obtido por extração por micro-ondas por hidrodifusão e gravidade (MHG). O HE enriquecido com ECJ foi aplicado como substituto de 60 % do teor de gordura de hambúrgueres. A adição de 10 % de ECJ na HE foi eficaz em manter uma oxidação lipídica semelhante ao controle até o 60º dia de armazenamento. Além disso, a incorporação do JPE no HE reduziu os defeitos sensoriais causados pela reformulação lipídica. Buscando melhorias através da incorporação de antioxidantes naturais, na quarta etapa deste trabalho, resíduos de extratos de casca de erva-mate (BMBE) foram testados para aplicação no HE e posterior substituição lipídica nos hambúrgueres. A qualidade sensorial dos hambúrgueres não foi afetada pela adição de HE de óleo de chia enriquecido com BMBE. Além disso, a adição de BMBE ao HE reduziu parcialmente o aumento da oxidação lipídica causado pelo aumento na razão PUFA / SFA. Desta maneira, no presente estudo foram desenvolvidas com sucesso novas estratégias e soluções tecnológicas consistentes no âmbito industrial para redução da gordura saturada em hambúrgueres, resultando em produtos mais saudáveis e de elevada qualidade sensorial.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES In recent years, a trend has been established to explore food sources with capabilities beyond essential nutrition. In this sense, microalgal biomass has become a promising alternative since it is composed of several metabolites that can have beneficial effects on human health. Among the microalgae studied, the Scenedesmus genus is little explored in health, although it has an attractive biochemical profile. Given this, the objective of this work was to explore the influence of biomass intake and Scenedesmus obliquus carotenoid extract in experimental models in vivo, as well as to determine the bioaccessibility of carotenoids from this biomass in order to guide the best way of use. As a result, five articles and two book chapters (published or in the publication process) were generated, which were organized in this document into chapters. Chapters 1 to 5 refer to articles, and 6 and 7 refer to book contributions. Chapter 1: "Microalgae and health: a brief review" (review article in the process of publication); Chapter 2: "Exploratory data of the microalgae compounds for food purposes" (research article/publication completed); Chapter 3: "Microalgae biomass intake positively modulates serum lipid profile and antioxidant status" (completed publication); Chapter 4: "Microalgae carotenoids" intake: influence on cholesterol levels, lipid peroxidation and antioxidant enzymes" (research article/publication completed); Chapter 5: "Bioaccessibility and intestinal uptake of carotenoids from microalgae Scenedesmus obliquus" (research article/publication completed); Chapter 6: "Analytical protocols in antioxidant capacity measurement" (book chapter published); Chapter 7: "Biological properties of microalgae-based products" (book chapter scheduled for publication in December). Finally, the results of these scientific productions indicate that microalgae can be considered biosources of compounds with excellent bioactive properties, especially its biomass and carotenoid extract. S. obliquus can be explored as an alternative natural supplement to reduce risk factors or prevent disorders associated with cellular tissue integrity. Furthermore, the determination of bioaccessibility showed that the nature of the product has a significant influence on microalgae carotenoids and can help formulate foods and functional products from microalgae ingredients. Nos últimos anos estabeleceu-se uma tendência visando explorar fontes alimentares que apresentem capacidades que vão além da nutrição básica. Nesse sentido a biomassa microalgal tornou-se uma alternativa promissora, uma vez que é composta de diversos metabólitos que podem desempenhar efeitos benéficos na saúde humana. Dentre as microalgas estuadas o gênero Scenedesmus é pouco explorado em termos de saúde embora possua um perfil bioquímico atrativo. Em face disso, o objetivo deste trabalho foi explorar a influência da ingestão de biomassa e extrato de carotenoides de Scenedesmus obliquus em modelos experimentais in vivo, bem como determinar a bioacessibilidade dos carotenoides dessa biomassa afim de orientar a melhor forma de uso. Como resultado gerou-se 5 artigos e 2 capítulos de livros (publicados ou em processo de publicação) que foram organizados neste documento em capítulos. Os capítulos de 1 á 5 referem-se aos artigos e o 6 e 7 referem-se as contribuições em livros. Caitulo 1: “Insights sobre microalgas e saúde: uma breve revisão” (artigo de revisão em processo de publicação); Capítulo 2: "Exploratory data of the microalgae compounds for food purposes” (artigo de pesquisa/publicação concluída); Capítulo 3: “Microalgae biomass intake positively modulates serum lipid profile and antioxidant status” (publicação concluída); Capítulo 4: “Microalgae carotenoids intake: influence on cholesterol levels, lipid peroxidation and antioxidant enzymes” (artigo de pesquisa/publicação concluída); Capítulo 5: “Bioaccessibility and intestinal uptake of carotenoids from microalgae Scenedesmus obliquus” (artigo de pesquisa/publicação concluída); Capítulo 6: “Analytical protocols in antioxidant capacity measurement” (capítulo de livro publicado); Capítulo 7: “Biological properties of microalgae-based products” (capítulo de livro com publicação prevista para dezembro). Por fim, os resultados destas produções cientificas indicam que as microalgas podem ser consideradas biofontes de compostos com propriedades bioativas importantes, sobretudo a biomassa e o extrato de carotenoides S. obliquus podem ser explorados como um suplemento natural alternativo para auxiliar na redução dos fatores de risco ou prevenção de distúrbios associados à integridade celular dos tecidos. Além disso, a determinação da bioacessibilidade mostrou que a natureza do produto tem influência significativa sobre os carotenoides microalgais e pode auxiliar na formulação de alimentos e produtos funcionais a partir de ingredientes de microalgas.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Regular consumption of probiotics and foods rich in antioxidants such as blueberries are known to be beneficial in maintaining health. This effect is attributed to the therapeutic properties of probiotic microorganisms and the presence of phenolic compounds in blueberry. However, the physicochemical stability and bioavailability of these active substances have represented a great challenge for the food industry. Encapsulation is the technique of wrapping solid, liquid or gaseous materials in small capsules that release their contents under controlled conditions. This technology has been used to enable the protection of these compounds in food, in addition to improving their use by promoting the successful delivery of these bioactive substances in the gastrointestinal tract. Thus, the aim of this study was to evaluate whether co-encapsulation of different concentrations of blueberry extract would have a positive effect on the survival of probiotic bacteria of Lactobacillus rhamnosus. The microcapsules were produced by spray drying, using inulin, gum arabic and maltodextrin as encapsulating agents. The concentrations used were 0% (control capsule; ME-0%), 10% (ME-10%), 50% (ME-50%) and 100% (ME-100%) of blueberry extract. Subsequently, the microcapsules were evaluated for morphology, particle size and distribution, encapsulation efficiency, anthocyanin content, color, resistance to heat treatment, gastrointestinal system simulation and storage viability. An efficiency greater than 80% of encapsulation was obtained. The average size of the microcapsules was between 1.74 μm and 6.29 μm and the shape presented was spherical and with the presence of concavities. Microcapsules with higher concentration of blueberry extract showed greater resistance of Lactobacillus rhamnosus to heat treatments, greater release of these in the intestine during passage through the simulated gastrointestinal system, as well as longer shelf life during storage. Finally, the results of this study showed that the co-encapsulation of blueberry extract improved the viability, and consequently, the survival of Lactobacillus rhamnosus, demonstrating the protective effect of blueberry extract for microencapsulated probiotic culture in spray drying. Furthermore, the encapsulation of probiotic bacteria together with fruit extracts has been little studied. O consumo regular de probióticos e alimentos ricos em antioxidantes como o mirtilo é reconhecidamente benéfico para a manutenção da saúde. Esse efeito é atribuído às propriedades terapêuticas dos microrganismos probióticos e à presença dos compostos fenólicos do mirtilo. No entanto, a estabilidade físico-química e biodisponibilidade destas substâncias ativas têm representado um grande desafio para a indústria de alimentos. A encapsulação consiste na técnica de envolver materiais sólidos, líquidos ou gasosos em pequenas cápsulas que liberam seu conteúdo sob condições controladas. Esta tecnologia tem sido empregada para viabilizar a proteção destes compostos nos alimentos, além de melhorar a sua utilização promovendo a entrega bem-sucedida destas substâncias bioativas no trato gastrointestinal. Desta forma, o objetivo deste estudo consistiu em avaliar se a co-encapsulação de diferentes concentrações de extrato de mirtilo teria efeito positivo sobre a sobrevivência das bactérias probióticas de Lactobacillus rhamnosus. As microcápsulas foram produzidas por spray drying, utilizando como agentes encapsulantes inulina, goma arábica e maltodextrina. As concentrações utilizadas foram de 0% (cápsula controle; ME-0%), 10% (ME-10%), 50% (ME-50%) e 100% (ME-100%) de extrato de mirtilo. Posteriormente, as microcápsulas foram avaliadas quanto a morfologia, tamanho e distribuição de partícula, eficiência de encapsulamento, conteúdo de antocianinas, cor, resistência ao tratamento térmico, simulação do sistema gastrointestinal e viabilidade ao armazenamento. Obteve-se uma eficiência maior que 80% de encapsulação. O tamanho médio das microcápsulas ficou entre 1,74 ɥm e 6,29 ɥm e o formato apresentado foi esférico e com presença de concavidades. As microcápsulas com maior concentração de extrato de mirtilo apresentaram maior resistência dos Lactobacillus rhamnosus a tratamentos térmicos, maior liberação destes no intestino durante a passagem pelo sistema gastrointestinal simulado, bem como maior vida útil durante o armazenamento. Por fim, os resultados deste estudo mostraram que a co-encapsulação de extrato de mirtilo melhorou a viabilidade, e consequentemente, a sobrevivência de Lactobacillus rhamnosus, demonstrando o efeito protetor do extrato de mirtilo para a cultura probiótica microencapsulada em spray drying. Além disso, a encapsulação de bactérias probióticas juntamente com extratos de frutas fora pouco estudado.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES This work aimed to investigate the influence, viability and stability of probiotic bacteria (Lactobacillus plantarum) microencapsulated with the aqueous extract of red beet stem at concentrations of 100% and 50%, using the spray drying technique. The microcapsules were evaluated during storage at different temperatures (25°C, 8°C and -18°C) for 120 days of both compounds, in addition to "in vitro" gastrointestinal simulations, heat treatment, as well as evaluation of the morphology and mean diameter of the microcapsules. It was found that the addition of the extract at a concentration of 100% adversely influenced the survival of probiotics, which also differed in size and morphological aspects compared to the control and the concentration of 50%. The best treatment containing probiotics and betalains was T5, where 50% of the extract was added, providing the viability of both compounds for a period of 120 days at different storage temperatures. Likewise, with regard to the protection of betalains, microencapsulation was promising compared to the control (free extract) which in less than a week ends up losing its color at 25 ºC and 8 ºC. Furthermore, the storage under freezing (-18 ºC) proved to be more efficient in the preservation of both compounds of interest. Finally, based on the obtained results, it can be concluded that the co-encapsulation of probiotics and beet stem extract was achieved, thus expanding the use of both compounds, minimizing property losses. Este trabalho teve como objetivo investigar a influência, viabilidade e estabilidade de bactérias probióticas (Lactobacillus plantarum) microencapsuladas com o extrato aquoso do caule da beterraba vermelha em concentrações de 100% e 50%, utilizando a técnica de secagem por atomização por spray dryer. As microcápsulas foram avaliadas durante o armazenamento sob diferentes temperaturas (25 ºC , 8 ºC e -18 °C) por 120 dias de ambos compostos, além de simulações gastrointestinais “in vitro”, tratamento térmico, bem como avaliação da morfologia e diâmetro médio das microcápsulas. Verificou-se que a adição do extrato na concentração de 100% influenciou de forma adversa para a sobrevivência dos probióticos, o qual também diferenciou-se no tamanho e aspectos morfológicos comparada ao controle e a concentração de 50%. O melhor tratamento contendo probióticos e betalaínas foi o T5, onde se adicionou 50% de extrato proporcionando a viabilidade de ambos compostos no período de 120 dias em diferentes temperaturas de armazenamento. Da mesma forma, no que diz respeito à proteção das betalaínas, a microencapsulação foi promissora em comparação ao controle (extrato livre) que em menos de uma semana acaba por perder sua coloração em 25 ºC e 8 ºC. Além disso, o armazenamento sob congelamento (-18 ºC) se mostrou mais eficiente na preservação de ambos compostos de interesse. Por fim, com base nos resultados obtidos, conclui-se que a co-encapsulação de probióticos e extrato do caule de beterraba foi alcançada, ampliando assim a utilização de ambos compostos, minimizando as perdas de propriedades.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The objective of this work was to develop microcapsules containing L. acidophilus LA-02 by complex coacervation associated with crosslinking with transglutaminase to increase the viability of the probiotic culture after application in orange juice and apple juice. The microcapsules were produced with gelatin and gum arabic (1:1), with subsequent crosslinking of the microcapsules with 2.5 and 5.0 U of transglutaminase / g of gelatin, treatments 1 and 2, respectively, being produced in wet and dry forms. The following analyzes were performed for probiotics in free form and in microcapsules, without and with crosslinking. Encapsulation efficiency and morphology were evaluated in order to characterize the microcapsules. The viability of probiotics was also evaluated after exposure to simulated gastrointestinal conditions, exposed to heat treatments and during storage under different temperature conditions for 60 days. In fruit juices, only moist microcapsules were added and the concentrations of probiotics added to the juices (10 and 30%), the viability in storage in the juices for 63 days at 4°C and the pH conditions and total soluble solids of the fruit juices. The microencapsulation process associated with cross-linking with transglutaminase showed high encapsulation efficiency. The morphology was similar for microcapsules with and without crosslinking, being spherical and multinucleated, and the crosslinking influenced the average diameter of the dry microcapsules. The microcapsules showed resistance in simulated gastrointestinal conditions and in the face of heat treatment, and this resistance was increased in dry and reticulated microcapsules. Under storage, the microcapsules in the wet form offered better survival conditions for the probiotics, with the freezing temperature being the most appropriate and the effect of cross-linking with transglutaminase most evident in the refrigeration temperature. As for fruit juices, orange juice was the most adequate, providing probiotics for 63 days (8.12 log CFU mL-1) survival, in microcapsules. In apple juice, the cross-linking process associated with a concentration of 30% microcapsules was more appropriate, providing viability to probiotics for 35 days (7.68 log CFU mL-1). It was observed that the most relevant factor for the survival of the probiotics was the pH of the juices and that the variations in pH and total soluble solids of the fruit juices are related to the metabolic activity of the probiotics. Therefore, the complex coacervation associated with transglutaminase provided protection to probiotics against adverse conditions such as the gastrointestinal tract and heat treatment, as well as providing viability to probiotics under storage in fruit juices for up to 63 days at 4°C. O objetivo deste trabalho consistiu em desenvolver microcápsulas contendo L. acidophilus LA-02 por coacervação complexa associada à reticulação com transglutaminase para aumentar a viabilidade da cultura probiótica após aplicação em suco de laranja e suco de maçã. As microcápsulas foram produzidas com gelatina e goma arábica (1:1), com posterior reticulação das microcápsulas com 2,5 e 5,0 U de transglutaminase/g de gelatina, tratamentos 1 e 2, respectivamente, sendo produzidas nas formas úmida e seca. As análises a seguir foram realizadas para os probióticos na forma livre e nas microcápsulas, sem e com reticulação. Foram avaliadas a eficiência de encapsulação e a morfologia, no intuito de caracterizar as microcápsulas. Também foi avaliada a viabilidade dos probióticos após a exposição às condições gastrointestinais simuladas, em exposição a tratamentos térmicos e durante armazenamento em diferentes condições de temperatura por 60 dias. Nos sucos de frutas, somente microcápsulas úmidas foram adicionadas e foram avaliadas as concentrações de probióticos adicionados aos sucos (10 e 30%), a viabilidade em armazenamento nos sucos por 63 dias a 4°C e as condições de pH e sólidos solúveis totais dos sucos de fruta. O processo de microencapsulação associado à reticulação com transglutaminase apresentou alta eficiência de encapsulação. A morfologia foi semelhante para microcápsulas com e sem reticulação, apresentando-se esféricas e multinucleadas, sendo que a reticulação influenciou o diâmetro médio das microcápsulas secas. As microcápsulas apresentaram resistência em condições gastrointestinais simuladas e frente ao tratamento térmico, sendo essa resistência ampliada nas microcápsulas reticuladas e secas. Sob armazenamento, as microcápsulas na forma úmida ofereceram melhores condições de sobrevivência aos probióticos, sendo a temperatura de congelamento a mais adequada e o efeito da reticulação com transglutaminase mais evidente na temperatura de refrigeração. Quanto aos sucos de fruta, o suco de laranja foi o mais adequado proporcionando a sobrevivência dos probióticos por 63 dias (8,12 log UFC mL-1), nas microcápsulas. No suco de maçã, o processo de reticulação associado à concentração de 30% de microcápsulas foi mais adequado, proporcionando viabilidade aos probióticos por 35 dias (7,68 log UFC mL-1). Foi observado que o fator mais relevante para a sobrevivência dos probióticos foi o pH dos sucos e que as variações de pH e sólidos solúveis totais dos sucos de frutas está relacionada a atividade metabólica dos probióticos. Portanto, a coacervação complexa associada à transglutaminase proporcionou a proteção aos probióticos frente a condições adversas como o trato gastrointestinal e o tratamento térmico, bem como proporcionou viabilidade aos probióticos sob armazenamento em sucos de fruta por até 63 dias a 4°C.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq The nutrient cycling from microalgae-based processes is a potential technological route to be applied in wastewater treatment plants. The pollutant conversion in parallel with microalgal sludge formation results in a renewable feedstock for bioproducts, contributing to more sustainable wastewater treatment processes. In this sense, the aims of this work were: (i) develop a bioreactor applicable to the conversion of organic matter, nitrogen and phosphorus into products of microalgal metabolism; (ii) evaluate the performance of the heterotrophic bioreactor when subjected to organic shock loads; (iii) evaluate the kinetics of consumption of organic matter, nitrogen, and phosphorus; (iv) evaluate the biomass production kinetics; (v) determine the life cycle assessment of the integrated process of obtaining bioproducts at the agroindustrial wastewater treatment through microalgal heterotrophic bioreactors. The nutrient cycling by Phormidium autumnale in agroindustrial wastewater presented a pronounced variation in removal efficiency as a function of evaluated pollutant (chemical oxygen demand 95.57%–98.90%; total nitrogen 61.85%–88.23%; total phosphorus 77.82% 90.64%). However, the numerical indices of process performance, besides framing the wastewater from the point of view of international legislation, demonstrate that the bioreactor support organic shock loads typical to that of the poultry and swine slaughterhouse industry can generate. Life cycle assessment demonstrated that the sustainability metrics of the integrated energy and nutrient recovery process from agroindustrial wastewater to produce biodiesel and animal feed resulted in net energy ratio (NER) of 0.41, reduction of 98% of the water footprint, global warming potential of 47×106 kgCO2eq/year, eutrophication potential of 5×104 kg eq PO4/year, acidification potential of 7×104 kg SO2-eq/year and ozone depletion potential of 3.33 kg CFC-11-eq/year. In this sense, the nutrient cycling from microalgae-based processes has proven to be a sustainable approach to wastewater treatment plants, and their implementation and dissemination can help to support a change towards resource recovery and a sustainable circular economy. A ciclagem de nutrientes a partir de processos baseados em microalgas é uma rota tecnológica potencial a ser aplicada em estações de tratamento de águas residuais. A conversão de poluentes em paralelo a formação de lodo de microalgas resulta em uma matéria-prima renovável para a produção de bioprodutos, contribuindo para processos de tratamento de águas residuais mais sustentáveis. Em face disto, o trabalho teve por objetivos: (i) desenvolver um biorreator aplicável a conversão de matéria orgânica, nitrogênio e fósforo em produtos do metabolismo microalgal; (ii) avaliar o desempenho do biorreator heterotrófico quando submetido a choques de carga orgânica; (iii) avaliar a cinética de consumo de matéria orgânica, nitrogênio e fósforo; (iv) avaliar a cinética de produção de biomassa; (v) determinar a análise do ciclo de vida do processo integrado de obtenção de bioprodutos ao tratamento de efluentes agroindustriais por meio de biorreatores heterotróficos microalgais. A ciclagem de nutrientes por Phormidium autumnale em efluentes agroindustriais apresentou uma variação pronunciada na eficiência da remoção em função da porcentagem do choque de carga orgânica realizado (demanda química de oxigênio de 95,57% a 98,90%; nitrogênio total de 61,85% a 88,23%; fósforo total de 77,82% a 90,64%). No entanto, os índices numéricos de desempenho do processo, além de enquadrar as águas residuais do ponto de vista da legislação internacional, demonstram que o biorreator suporta choques de carga orgânica típicas da indústria de avicultura e suinocultura. A análise do ciclo de vida demonstrou que as métricas de sustentabilidade do processo integrado de recuperação de energia e nutrientes de efluentes agroindustriais para produzir biodiesel e ração animal resultou em relação de energia líquida (NER) de 0,41, redução de 98% da pegada hídrica, potencial de aquecimento global de 47×106 kgCO2eq/ano, potencial de eutrofização de 5×104 kg eq PO4/ano, potencial de acidificação de 7×104 kg SO2-eq/ano e potencial de destruição da camada de ozônio de 3,33 kg de CFC-11-eq/ano. Neste sentido, a ciclagem de nutrientes a partir de processos baseados em microalgas demonstrou ser uma abordagem sustentável para as estações de tratamento de águas residuais, e sua implementação e disseminação podem ajudar a apoiar uma mudança no sentido da recuperação de recursos e de uma economia circular sustentável.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Microalgal biomass is a proven source of bioactive compounds with an emphasis on carotenoids. However, there is great concern about the influence of the microalgal matrix on the bioactive structures bioaccessibility. In this sense, this study aimed to investigate the carotenoids bioaccessibility from three different products: whole dried biomass (WDB), wet ultrasonicated biomass (WUB); and isolated carotenoids extract (ICE) from two commercial microalgae species Chlorella vulgaris and Spirulina sp. The samples were submitted to in vitro digestion model according to the INFOGEST protocol. Carotenoids were determined by HPLC-PDA-MS/MS. A total of twenty-two different carotenoids were separated in the control extracts, the major ones being all-trans-lutein (48.1%) for C. vulgaris and all-trans-β-carotene (29.3%) in the Spirulina. After in vitro digestion, for C. vulgaris, six compounds were bioaccessible in WDB, nine in WUB and ICE. The 5,6:5’,6’-diepoxy-β-carotene was the most bioaccessible carotenoid in all products (WDB 18.3%; WUB 22.6%; and ICE 29.8%). On the other hand, for the Spirulina species, six carotenoids were bioaccessible in WDB, ten in WUB and ICE. All-trans-β-cryptoxanthin showed the highest bioaccessibility (46.8%) in WDB, while all-trans-cantaxanthin in WUB (99.5%) and ICE (95.5%). Finally, the results showed the significant influence of the nature of the product in promoting the bioaccessibility of microalgal carotenoids, since total bioaccessibility improved for both species according to the type of product (ICE>WUB>WDB). Thus, the data suggest that the bioaccessibility of ICE carotenoids is greater than in WDB and WUB. Therefore, ICE should be considered a product that provides bioavailable carotenoids and could be the best choice, such as ingredients in the development of functional foods carotenoids-based. A biomassa microalgal é uma fonte comprovada de compostos bioativos com destaque para os carotenoides. Entretanto a uma grande preocupação na influência da matriz microalgal na bioacessibilidade dessas estruturas bioativas. Nesse sentido, este estudo teve como objetivo investigar a bioacessibilidade de carotenoides de três produtos diferentes: biomassa total seca (WDB), biomassa ultrassônica úmida (WUB) e o extrato de carotenoide isolado (ICE) de duas espécies comercias de microalgas Chlorella vulgaris e Spirulina sp. As amostras foram submetidas ao modelo de digestão in vitro de acordo com o protocolo INFOGEST. Os carotenoides foram determinados por HPLC-PDA-MS/MS. Um total de vinte e dois carotenoides diferentes foram separados nos extratos controle, sendo os principais all-trans-luteína (48,1%) para C. vulgaris e all-trans-β-caroteno (29,3%) para Spirulina. Após a digestão in vitro, para C. vulgaris, seis compostos eram bioacessíveis no WDB, nove no WUB e no ICE. O 5,6:5’,6’-diepoxy-β-caroteno foi o carotenoide mais bioacessível em todos os produtos (WDB 18,3%; WUB 22,6%; e ICE 29,8%). Por outro lado, para a espécie Spirulina seis carotenoides eram bioacessíveis no WDB, dez no WUB e no ICE. A all-trans-β-criptoxantina apresentou a maior bioacessibilidade (46,8%) no WDB, enquanto a all-trans-cantaxanthina em WUB (99,5%) e ICE (95,5%). Por fim, os resultados mostraram a influência significativa da natureza do produto na promoção da bioacessibilidade de carotenoides microalgais, uma vez que bioacessibilidade total melhorou para ambas as espécies de acordo com o tipo de produto (ICE> WUB> WDB). Desta forma, os dados sugerem que a bioacessibilidade dos carotenoides do ICE, é maior do que no WDB e WUB. Portanto, o ICE deve ser considerado um produto que fornece carotenoides biodisponíveis e pode ser a melhor escolha, como ingrediente no desenvolvimento de alimentos funcionais à base de carotenoides.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Bread is one of the oldest and most consumed foods in the world and its contamination by filamentous fungi is related to economic losses. The investigation of the causes and the main species responsible for the spoilage of these foods, as well as effective control measures must be clarified. Therefore, the objective of this work was to investigate and identify the sources of the main fungi present in the industrial environment and bakeries involved in the spoilage of bread. Furthermore, to evaluate control measures through organic acids. Our study showed that in Brazil, the main type of bread consumed is the “French bread” and, among those interviewed, most discard bread when one of the slices is visibly moldy. In addition, the green/blue mold is the most observed throughout the Brazilian territory. In a medium-sized industry, Penicillium Roqueforti (Green mold) and Hyphopichia burtonii (White mold) were the main species responsible for the spoilage of sliced bread and these fungi were also present in the raw materials used in the production of these foods, as well as in the environmental air of processing sites. Despite being present in the raw materials and being responsible for the spoilage, our study revealed that contamination by P. roqueforti and Penicillium paneum is reduced during baking. In bakeries, a low correlation was found between good manufacturing practices and fungal air contamination in these establishments. Moreover, potassium sorbate was more effective in the inhibition of isolated strains from moldy bread than calcium propionate, and Paecilomyces variotti (PV10) was the most resistant fungus even at the highest concentrations of preservatives (128 mM). Finally, care with the quality of raw materials as well as the correct hygiene of environmental air are alternatives for the control of fungal contamination and consequent increase in the shelf life of bread, once the isolated strains of moldy bread proved to be resistant to the tested preservatives. O pão é um dos alimentos mais antigos e mais consumidos em todo o mundo e a contaminação deste alimentos por fungos filamentosos é relacionada à perdas econômicas. A investigação das causas e das principais espécies responsáveis pela deterioração destes alimentos, bem como medidas efetivas de controle devem ser estudadas. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar hábitos de consumo e a percepção de consumidores brasileiros sobre deterioração fúngica em pães; investigar e identificar a fonte dos principais fungos presentes no ambiente industrial e de padarias e envolvidos na deterioração de pães, avaliando formas de controle através de estudos de inativação fúngica pelo calor e utilização de ácidos orgânicos. Nosso estudo demonstrou que no Brasil, o principal tipo de pão consumido é o “francês” e que, entre os entrevistados, a maioria descarta o pão quando uma das fatias está visivelmente mofada. Além disso, o mofo verde/azul é o mais observado em todo o território brasileiro. Em uma indústria de médio porte, Penicillium roqueforti (mofo verde/azul) e Hyphopichia burtonii (mofo branco) eram as principais espécies responsáveis pela deterioração de pão fatiado e estes fungos também estavam presentes nas matérias-primas utilizadas na fabricação destes alimentos, bem como no ar do ambiente de processamento. Apesar de estarem presentes nas matérias-primas e serem responsáveis pela posterior deterioração, nosso estudo revelou que a contaminação por P. roqueforti e Penicillium paneum é reduzida durante o assamento. Em padarias, uma baixa correlação foi encontrada entre as boas práticas na produção de alimentos e a contaminação fúngica do ar destes estabelecimentos. Quanto ao uso de conservantes, o sorbato de potássio foi o conservante mais efetivo no controle do crescimento das cepas fúngicas isoladas de pães deteriorados do que o propionato de cálcio, e Paecilomyces variotii (PV10) foi o fungo mais resistente mesmo nas concentrações mais elevadas dos conservantes (128 mM) testadas. Por fim, cuidados com a qualidade da matéria-prima bem como a higienização correta do ar ambiente estão entre as alternativas para o controle da contaminação fúngica e consequente aumento da vida útil de pães, haja vista que cepas isoladas de pães mofados se mostraram resistentes aos conservantes testados.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Physalis peruviana presents a variety of biologically active compounds, especially in its calyx, which is considered a byproduct with potential to be explored and reused. Among the most promising technologies in the food industry, nanotechnology stands out with its ability to encapsulate various compounds, which have limitations. However, this technology still requires further studies on the nanotoxicity of formulations and its use in waste generated by industries. Therefore, the objective of this study was to develop nanoemulsions containing the P. peruviana calyx extract and evaluate the stability of the extract and nanoemulsions against different storage conditions, antioxidant capacity, and in vitro and in vivo toxicity, aiming its application in food. The extracts were prepared in 60% ethanol and characterized by antioxidant capacity, reducing capacity, HPLC-quantified major compound, antibacterial activity, and antibiofilm capacity. Nanoemulsions were prepared by the spontaneous emulsification method and physically and chemically characterized. Afterwards, the stability of the extracts and nanoemulsions were evaluated under different storage conditions, such as temperatures of 7 and 25 °C with the absence or incidence of light for 120 days. Additionally, the release of the major compound from the nanoemulsions and extract in a simulated gastrointestinal environment, the in vitro toxicity in tumor cell lines (MCF-7 breast cancer) and non-tumor cell lines (3T3 fibroblasts), and in vivo (using the Caenorhabditis elegans model) were evaluated. The P. peruviana calyx extract was characterized by its reducing capacity (610 mg Eq. of gallic acid/100 g of calyx), antioxidant capacity (138 μmol Trolox/g of calyx), and rutin content (11.3 μg/mL). The minimum inhibitory concentration ranged from 3.15 to 30 mg/mL extract, showing bacteriostatic activity against eight pathogens and bactericidal activity at 30 mg/mL concentration against six strains. Nevertheless, the extract inhibited the formation of biofilm produced by Pseudomonas aeruginosa PA01, although there was no destruction. The nanoemulsions had nanometric droplet size (160-180 nm), polydispersity index below 0.15, zeta potential (-8 to -11 mV), slightly acidic pH (5.4 to 6.3), droplets (unimodal peak in the nanometer range), morphology (spherical shape and smooth surface), rutin content (11 μg/mL), and encapsulation efficiency of 85%. Among the tested samples, the highest stability was observed in nanoemulsions containing the P. peruviana calyx extract when stored at room temperature and in the absence of light. The extract and nanoemulsions of the extract showed no toxicity in the non-tumor cell line. However, as the concentration of nanoemulsions increased, they demonstrated cytotoxicity against the tumor cell line. In the in vivo model, all samples analyzed did not cause toxicity to C. elegans in the survival test. Regarding resistance to oxidative stress, the formulations exerted their antioxidant effects at low concentrations in vivo. In addition, the rutin present in the nanoemulsion extract showed greater stability against the degradation of simulated gastrointestinal conditions compared to the free extract, controlling the release and increasing the levels of bioactive compounds released in the duodenum and ileum, which is where absorption occurs. Therefore, this study contributes to future applications in the food area to be studied and deepened. A Physalis peruviana apresenta uma variedade de compostos biologicamente ativos principalmente em seu cálice, o qual é considerado um subproduto, com potencial para ser explorado e reutilizado. Entre as tecnologias mais promissoras na indústria de alimentos, destaca-se a nanotecnologia, com a capacidade de encapsular variados compostos que possuem limitações. No entanto, ainda requer maiores estudos quanto à nanotoxicologia das formulações e sua aplicação em resíduos gerados pelas indústrias. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho consistiu em desenvolver nanoemulsões contendo o extrato do cálice de P. peruviana e avaliar a estabilidade do extrato e das nanoemulsões frente a diferentes condições de armazenamento, capacidade antioxidante, e toxicidade in vitro e in vivo, visando sua aplicação em alimentos. Os extratos foram preparados em etanol 60% e caracterizados quanto à capacidade antioxidante, capacidade redutora, composto majoritário, atividade antibacteriana e capacidade antibiofilme. As nanoemulsões foram preparadas pelo método de emulsificação espontânea e caracterizadas físico-quimicamente. Após, avaliou-se a estabilidade dos extratos e das nanoemulsões frente a diferentes condições de armazenamento, tais como temperaturas de 7 e 25°C com ausência ou incidência de luz por 120 dias. Também, verificou-se: a liberação do composto majoritário a partir das nanoemulsões e do extrato em meio gastrointestinal simulado; a toxicidade in vitro em linhagens de células tumorais (MCF-7 câncer de mama) e não tumorais (3T3 fibroblastos) e in vivo (utilizando o modelo Caenorhabditis elegans). O extrato do cálice de P. peruviana foi caracterizado quanto a sua capacidade redutora (610 mg Eq. de ácido gálico/100 g de cálice), capacidade antioxidante (138 μmol de Trolox/g de cálice) e teor de rutina (11,3 μg/mL). A concentração inibitória mínima variou de 3,15 a 30 mg/mL de extrato, demonstrando atividade bacteriostática frente a oito patógenos e atividade bactericida na concentração de 30 mg/mL frente a seis cepas. Ainda, o extrato inibiu a formação de biofilme produzido pela Pseudomonas aeruginosa PA01, porém não houve destruição. As nanoemulsões apresentaram tamanho de gotícula nanométrico (160-180 nm), índice de polidispersão abaixo de 0,15, potencial zeta (-8 a -11 mV), pH levemente ácido (5,4 a 6,3), distribuição do tamanho de gotículas (pico unimodal na faixa nanométrica), morfologia (formato esférico e superfície lisa), teor de rutina (11 μg/mL) e eficiência de encapsulamento de 85%. Entre as amostras testadas, a maior estabilidade foi observada para as nanoemulsões contendo o extrato do cálice de P. peruviana quando armazenadas à temperatura ambiente e com ausência de luz. O extrato e as nanoemulsões do extrato não mostraram toxicidade na linhagem celular não tumoral. No entanto, à medida que a concentração das nanoemulsões aumentou, elas demonstraram citotoxicidade contra a linhagem celular tumoral. No modelo in vivo, todas as amostras analisadas não causaram toxicidade para C. elegans no teste de sobrevivência. Em relação à resistência ao estresse oxidativo, as formulações exerceram seus efeitos antioxidantes em baixas concentrações in vivo. Além disso, a rutina presente no extrato nanoemulsionado apresentou maior estabilidade frente às condições gastrointestinais simuladas em relação a presente no extrato livre, controlando a liberação e aumentando os níveis de bioativo liberado no duodeno e íleo, onde ocorre a absorção. Portanto, este estudo contribui para que futuras aplicações na área de alimentos sejam estudadas e aprofundadas.

The aim of this study was to evaluate the effects of microencapsulation promoted on the viability of free and microencapsulated Lactobacillus acidophilus by ionic gelation associated with electrostatic interaction from pectin particles and whey protein concentrate sequentially adsorbed in up to 3 layers. The particle production stage by ion gelation was performed with low esterification pectin, being gelified in the presence of calcium ions, followed by coating, by electrostatic interaction, with the protein concentrate. The probiotic used in the free and microencapsulated form was Lactobacillus acidhophilus LA 02. Four types of particles were made, one particle produced only with the encapsulant matrix, pectin (2%), which was considered a control, since it did not have any coating, was identified by LA/P0; LA/P1 was formed by pectin (2%) and a WPC coating (2%); LA/P2 was formed by pectin (2%), a WPC coating (2%) and pectin overlay (0.3%) and LA/P3 was formed by pectin (2%), a WPC coating (2%), pectin overlay (0.3%) and lastly again the WPC (0.5%), characterizing them as multilayer particles and the standard, the free microorganisms. The encapsulation efficiency, size and morphology were evaluated in order to characterize the wet and freeze dried particles, as well as the viability of free and microencapsulated lactobacilli after in vitro exposure to gastrointestinal conditions, after simulation of heat treatments and during 120 days of storage at freezing (-18ºC), refrigeration (5ºC) and ambient (25ºC) temperatures. Encapsulation efficiency decreased when layers were adsorbed to both wet and freeze dried particles. Regarding the size, WPC adsorption reduced the particle size ranging from 447.6 - 208.0 μm for wet and between 575.2 - 421.1 μm for freeze drieds. The particles were slightly spherical, however, the freeze dried process promoted structure rupture with superficial pores. Exposure to different pHs that simulate passage through the gastrointestinal tract showed that LA/P1 and LA/P3 wet microparticles showed low permeability under acidic conditions and high permeability to the neutral environment of the intestine, while free microorganisms showed loss of viability. These same particles, and freeze dried LA/P2, exhibited better resistance than free probiotics in the simulated intestinal fluid. Regarding the heat treatments applied to the wet particles, it was observed that the LA/P1 resisted the exposure at 63ºC for 30 min, since it did not present significant difference (p> 0.05) in relation to the initial count (9.57 log CFU/g). When subjected to 72ºC for 15s, LA/P1 was also more resistant, with a reduction of 2.14 log CFU / g, while free culture reduced 5.4 log CFU/g. The freeze-dried particles at 72ºC for 15s showed resistance to the test, except for LA/P0 and free lactobacilli that showed loss of viability. The best viability of the wet particles was obtained at a storage temperature of -18ºC, with counts of 7.86 log CFU/g for LA/P1 at the end of the period (120 days) and 6.55 log CFU/g for the storage. LA/P3 for 105 days. The freeze-dried particles LA/ P1, LA/P2 and LA/P3 presented satisfactory resistance to 120 days with viability of around 7 log CFU/g when stored at refrigeration (5°C) and freezing (-18°C). This study showed that external ionic gelation and electrostatic interaction using WPC associated multilayer pectin proved to be an effective microencapsulation system to promote greater protection and viability of Lactobacillus acidophilus against adverse conditions. O objetivo deste estudo consistiu em avaliar os efeitos da microencapsulação promovidos na viabilidade de Lactobacillus acidophilus livres e microencapsulados por gelificação iônica associada à interação eletrostática a partir de partículas de pectina e concentrado proteico do soro de leite (WPC) adsorvidas sequencialmente em até 3 camadas. A etapa de produção de partículas por gelificação iônica foi realizada com pectina de baixo teor de esterificação, sendo gelificada na presença de íons cálcio, seguida pelo recobrimento, por interação eletrostática, com o concentrado proteico. O probiótico utilizado na forma livre e microencapsulado foi o Lactobacillus acidhophilus LA 02. Foram elaborados 4 tipos de partículas, sendo uma partícula produzida apenas com a matriz encapsulante, pectina (2%), a qual foi considerada controle, pois não apresentou nenhum recobrimento e foi identificada por LA/P0; a LA/P1 foi formada por pectina (2%) e um revestimento de WPC (2%); a LA/P2 foi formada por pectina (2%), um revestimento de WPC (2%) e sobrecamada de pectina (0,3%) e a LA/P3 foi formada por pectina (2%), um revestimento de WPC (2%), sobrecamada de pectina (0,3%) e por último, novamente o WPC (0,5%), caracterizando-as como partículas multicamadas e o padrão, os micro-organismos livres. A eficiência de encapsulação, tamanho e morfologia foram avaliados, a fim de caracterizar as partículas úmidas e liofilizadas, bem como foram avaliados a viabilidade dos lactobacilos livres e microencapsulados, após a exposição in vitro às condições gastrointestinais, após a simulação de tratamentos térmicos e durante 120 dias de armazenamento às temperaturas de congelamento (-18ºC), refrigeração (5ºC) e ambiente (25ºC). A eficiência de encapsulação reduziu quando camadas foram adsorvidas, tanto para as partículas úmidas quanto as liofilizadas. Em relação ao tamanho, a adsorção de WPC reduziu o tamanho das partículas que variaram entre 447,6 – 208,0 μm para as úmidas e, entre 575,2 – 421,1 μm para as liofilizadas. As partículas apresentaram-se ligeiramente esféricas, no entanto, o processo de liofilização promoveu rompimento da estrutura apresentando poros superficiais. A exposição aos diferentes pHs que simulam a passagem pelo trato gastrointestinal mostrou que as micropartículas úmidas LA/P1 e LA/P3 apresentaram baixa permeabilidade em condições ácidas e alta permeabilidade ao ambiente neutro do intestino, enquanto que os micro-organismos livres apresentaram perda de viabilidade. Estas mesmas partículas, e ainda, a LA/P2 liofilizadas, exibiram melhor resistência que os probióticos livres no fluido intestinal simulado. Em relação, aos tratamentos térmicos aplicados às partículas úmidas, observou-se que a LA/P1 resistiu à exposição à 63ºC por 30 min, pois não apresentou diferença significativa (p > 0,05) em relação a contagem inicial (9,57 log UFC/g). Quando submetidas a 72ºC por 15 s, também a LA/P1 foi mais resistente, com redução de 2,14 log UFC/g, enquanto que a cultura livre reduziu 5,4 log UFC/g. As partículas liofilizadas frente à 72 ºC por 15 s apresentaram resistência ao teste, exceto a LA/P0 e os lactobacilos livres que apresentaram perda de viabialidade. As melhores viabilidades das partículas úmidas foram obtidas na estocagem sob temperatura de -18ºC, com contagens de 7,86 log UFC/g para a LA/P1 ao final do período (120 dias) e 6,55 log UFC/gpara a LA/P3 por 105 dias. Já, as partículas liofilizadas, LA/P1, LA/P2 e LA/P3 apresentaram resistência satisfatória ao período de 120 diascom viabilidade em torno de 7 log UFC/g quando estocadas às temperaturas de refrigeração (5°C) e congelamento (-18°C). Este estudo mostrou que a gelificação iônica externa e interação eletrostática utilizando pectina associada a WPC em multicamadas demonstrou-se um sistema eficaz de microencapsulação para promover maior proteção e viabilidade a Lactobacillus acidophilus frente a condições adversas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Microalgae-based processes and products are currently the focus of considerable researchers, government agencies, and private companies around the world due to its wide variety of applications. Due to the high productivities and high lipid content, these microorganisms appear as an important raw material for biofuels production. Microalgae are also considered a potential source of bioactive compounds, especially pigments. However, despite the advantages, the processes based in microalgae still have several challenges that need to be addressed, mainly in terms of culture systems. In this sense, the aims of this work were: (i) understanding microalgae culture systems and their implications; (ii) developing a bench photobioreactor and photoperiod camera; (iii) obtain the technology transfer licensing of the photobioreactor and bench photoperiod camera; (iv) evaluate the influence of photoperiods on photobioreactors; (v) evaluate the influence of photoperiods on microalgal biodiesel production; (vi) determine the presence of esterified carotenoids in cyanobacteria; (vii) determine the carotenoid and chlorophyll profile of the microalgae Chlorella vulgaris, Scenedesmus obliquus, Aphanothece microscopica Nägeli and Phormidium autumnale, relating to the metabolism of these microorganisms. The work developed in this doctoral thesis has shown that although the area of development of microalgae production systems has evolved a lot in the last years, to date, there is no system free from limitations and these are closely related to the contribution of light energy the cells. The developed bioreactor and photoperiod camera deposited at INPI enables studies on lighting strategies in microalgal cultures at laboratory level in the most diverse areas of knowledge. The use of photoperiods has been shown to be an efficient artificial lighting strategy to improve the energy balance of the microalgal biodiesel production process. Three esterified carotenoids were found in the characterization of the carotenoid profile in cyanobacteria, myristoyl-zeinoxanthin and myristoyl-β-cryptoxanthin in A. microscopica Nägeli and mixoxantophyll in P. autumnale. Twenty-nine pigments between carotenoids and chlorophylls were identified in microalgal biomass samples of C. vulgaris, Scenedesmus. obliquus, A. microscopica Nägeli and P. autumnale, using the pepiline methodology. Two carotenoids not yet found in cyanobacteria were found in A. microscopica Nägeli: 5,6-epoxy-β-cryptoxanthin, cis-5,8-furanoid-β-cryptoxanthin and 2'-dehydrodeoxymyxol. A previously unidentified carotenoid was found in the biomass of P. autumnale (Desertifilum), desertixanthin. Processos e produtos baseados em microalgas são atualmente o foco de pesquisadores consideráveis, agências governamentais e empresas privadas em todo o mundo devido à sua ampla variedade de aplicações. Devido à alta produtividade e ao alto conteúdo lipídico, esses microrganismos aparecem como uma importante matéria-prima para a produção de biocombustíveis. Microalgas também são consideradas uma fonte potencial de compostos bioativos, especialmente pigmentos. No entanto, apesar das vantagens, os processos baseados em microalgas ainda apresentam vários desafios que precisam ser abordados, principalmente em termos de sistemas de cultivo. Em face disto, o trabalho teve por objetivos: (i) compreender os sistemas de cultivo de microalgas e suas implicações; (ii) desenvolver um fotobiorreator de bancada e câmara de fotoperíodo; (iii) obter o licenciamento de transferência de tecnologia do fotobiorreator e câmara de fotoperíodo de bancada; (iv) avaliar a influência de fotoperíodos em fotobiorreatores; (v) avaliar a influência de fotoperíodos na produção de biodiesel microalgal; (vi) determinar a presença de carotenoides esterificados em cianobactérias; (vii) determinar o perfil de carotenoides e clorofilas das microalgas Chlorella vulgaris, Scenedesmus obliquus, Aphanothece microscopica Nägeli e Phormidium autumnale, relacionando com o metabolismo desses microrganismos. O trabalho desenvolvido nessa tese de doutorado demonstrou que apesar de a área de desenvolvimento de sistemas de produção de microalgas ter evoluído muito nos últimos anos, até o momento, não há um sistema livre de limitações e, estas são intimamente relacionados ao aporte de energia luminosa às células. O biorreator e câmara de fotoperíodo de bancada desenvolvido depositado no INPI viabiliza estudos sobre estratégias de iluminação em cultivos microalgais a nível laboratorial nas mais diversas áreas do conhecimento. O uso de fotoperíodos demonstrou ser uma estratégia de iluminação artificial eficiente melhorar substancialmente o balanço de energia do processo de produção de biodiesel microalgal. Três carotenoides esterificados foram encontrados na caracterização do perfil de carotenoides em cianobactérias, miristoil-zeinoxantina e miristoil-β-criptoxantina em Aphanothece microscopica Nägeli e mixoxantofila em Phormidum autumnale. Vinte e nove pigmentos, entre carotenoides e clorofilas foram identificados em amostras de biomassa microalgal de Chlorella vulgaris, Scenedesmus obliquus, Aphanothece microscopica Nägeli e Phormidum autumnale, através da metodologia pepiline. Dois carotenoides ainda não encontrados em cianobactérias foram encontrados em Aphanothece microscopica Nägeli: 5,6-epoxy-β-criptoxantina, cis-5,8-furanoide-β-criptoxantina e 2’-dehidrodeoximixol. Um carotenoide nunca antes identificado foi encontrado na biomassa de Phormidum autumnale (Desertifilum), a desertixantina.

Milk and derivatives are food of great consumption in the world, and thus move much of the processing industries in search of technological innovations, aiming at improvements in the quality of the products and efficiency in their productive processes. The objective of this study was to evaluate the effects of ultrasound at 25 kHz frequency in different amplitudes and modes of operation (sweep and normal) in concentrated whole milk through acidity, viscosity, pH, insolubility and brightness to later define the best way to treat the milk to submit it to the spray dryer process. Once the best condition was established, the concentrated milk was subjected to the spray dryer, with or without probiotics Lactobacillus rhamnosus. The manufactured milk powder was stored at 25, 35 and 45°C and evaluated for 120 days in relation to water, moisture and color activity. Reconstituted milk was evaluated for acidity, pH, insolubility, composition (fat, protein, casein and lactose), encapsulation efficiency and lactic acid bacterial counts.The US applied in concentrated milk, in the normal mode of operation, showed a decrease in the values of acidity and viscosity. In the milk powder resulted in improvements in the homogenization and growth of lactic bacteria. The US promoted acceleration of the darkening of the samples stored at 45°C. Aw and humidity increased in all treatments during the storage period, more expressively at 45°C, where high values of insolubility, decrease of the values of luminosity and pH were observed. Reconstituted milk submitted to the US showed lower protein, casein and lactose levels than untreated reconstituted milk. With the packaging used (consisting of a layer of low density polyethylene, one layer of adhesive and one layer of metallized polyester, outer layer) of 75 microns thickness the shelf life estimate at 25°C, 35°C and 45°C was 127, 55 and 17 days for AB treatment; for the US and probiotic samples was 145, 53 and 15 days and for the samples without US and with probiotics was 150, 54 and 21 days. It is suggested to conduct new research with new types of packaging and US parameters, in addition to different parameters of powdered milk quality and use of recommended values as probiotic therapeutics in reconstituted milk. O leite e seus derivados são alimentos de grande consumo no mundo, e assim movimentam grande parte das indústrias processadoras na busca de inovações tecnológicas, visando melhorias na qualidade dos produtos e eficiência em seus processos produtivos. Sendo assim, o presente trabalho buscou avaliar os efeitos da aplicação de ultrassom (US) a 25 kHz de frequência em diferentes amplitudes e modos de operação (sweep e normal) em leite integral concentrado através das análises de acidez, viscosidade, pH, insolubilidade e luminosidade para posteriormente definir a melhor maneira de tratar o leite para submetê-lo ao processo de spray dryer. Definida a melhor condição, submeteu-se o leite concentrado ao spray dryer, adicionado ou não de probióticos Lactobacillus rhamnosus. O leite em pó fabricado foi estocado a 25, 35 e 45°C e avaliado por 120 dias em relação à atividade de água, umidade e cor. O leite reconstituído foi avaliado em relação à acidez, pH, insolubilidade, composição (gordura, proteína, caseína e lactose), eficiência de encapsulação e contagem de bactérias lácticas. O US aplicado em leite concentrado, no modo de operação normal, demostrou diminuição dos valores de acidez e viscosidade. No leite em pó resultou melhorias na homogeneização e no crescimento de bactérias lácticas. O US promoveu aceleração do escurecimento das amostras armazenadas a 45°C. Aw e umidade aumentaram em todos os tratamentos durante o período de armazenamento, mais expressivamente a 45°C, onde se observou elevados valores de insolubilidade, diminuição dos valores de luminosidade e pH. O leite reconstituído que foi submetido ao US apresentou teores de proteína, caseína e lactose mais baixos do leite reconstituído que não foi tratado. Com a embalagem empregada (constituída de uma camada de polietileno de baixa densidade, uma camada de adesivo e uma camada de poliéster metalizado, camada externa) de 75 micras de espessura a estimativa de vida de prateleira a 25°C, 35°C e 45°C foi de 127, 55 e 17 dias para o tratamento AB; para as amostras com US e com probióticos foi de 145, 53 e 15 dias e para as amostras sem US e com probióticos foi de 150, 54 e 21 dias. Sugere-se realização de novas pesquisas com novos tipos de embalagens e parâmetros de US, além de diferentes parâmetros de qualidade de leite em pó e utilização de valores recomendados como terapêuticos de probióticos em leite reconstituído.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The possibility of associating natural actives with nanostructured systems appears as a less invasive treatment option for the organism. This is because, nanoparticles are able to control the release and attenuate the toxic effects of the associated active substance. Based on this, this study aims at the development of pharmaceutical forms for topical and rectal use from nanocarriers containing piperine. Initially, polymeric nanocapsules (PIP-NC), nanoemulsions (PIP-NE) and coated nanoemulsions (PIPC- NE) containing piperine were prepared by the interfacial deposition method of preformed polymer and spontaneous emulsification, respectively. The formulations were characterized in relation to pH, mean diameter, polydispersity index (PdI), zeta potential, bioactive content and encapsulation efficiency. They were also evaluated for bioadhesive potential, irritation potential, in vitro release profile and photodegradation. The PIP-NCs were evaluated for cytotoxic potential against HT-29 tumor cells. The dry products (PIP-NC-L) were prepared from the NC-PIPs by lyophilization and characterized in therms yield, distribution and particle size and piperine content. The powders were embedded in PEG400: PEG4000 (20:80, SR1-PIP-NC) and PEG400: PEG4000: Oily Extract (45: 50: 5, SR2-PIP-NC) suppositories and evaluated for mean weight, content uniformity, morphological analysis, release and permeation / penetration in vitro. From the NE, the nanogels (NG-PIP-NE) were prepared by the extrusion method and evaluated for pH, mean diameter, bioactive content, spreadability, rheological behavior, release and permeation / penetration in vitro. The nanostructures showed a mean diameter in the nanometric range (120-170 nm), PdI

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The nutrient cycling from microalgae-based processes is a potential technological route to be applied in wastewater treatment plants. Therefore, the objectives of this research are: (a) develop a bioreactor applicable to conversion of organic matter, nitrogen and phosphorus into products of microalgal metabolism; (b) evaluate the kinetics of biomass production; (c) evaluate the kinetics of organic matter and nutrients consumption (nitrogen and phosphorus); (d) carry out material balances and analyzes of economic potential of the process and bioproducts; (e) determine the quantitative and qualitative composition of biomass and production of bioproducts; (f) determine biomass composition of biomass; (g) determining fatty acid profile of biomass; and (h) characterize biodiesel from microalgal biomass. The nutrient cycling by Phormidium autumnale in agroindustrial wastewater indicate high removal efficiencies of 97.6%, 85.5% and 92.4% for COD, N–TKN and P–PO4–3, respectively, in parallel to a microalgal sludge productivity of 0.27 kg/m3/d. The economic analysis demonstrated a cost of USD 2.66/m3 of treated industrial wastewater, and as consequence of this process, the production cost of microalgal sludge was USD 0.03/kg of dehydrated biomass. The generated microalgal sludge shows predominance of saturated fatty acids, indicates the potential of its use as a suitable lipid input for biodiesel synthesis. The lipid-extracted microalgae (LEM) showed high content of free amino acids, minerals and pigments, being a potential source for animal feed. Thus, the heterotrophic microalgae cultivation in wastewater has demonstrated to be capable of removing pollutants and, simultaneously, producing biofuel and being a potential source for animal feeding from microalgal sludge, a profit margin of 94% can be obtained. A possibilidade de ciclagem de nutrientes a partir de processos microalgais é uma rota tecnológica potencial a ser aplicada em estações de tratamento de águas residuais. Em face disto, o trabalho teve por objetivos: (a) desenvolver um biorreator aplicável à conversão de matéria orgânica, nitrogênio e fósforo em produtos do metabolismo microalgal; (b) avaliar a cinética de produção de biomassa; (c) avaliar a cinética de consumo de matéria orgânica e nutrientes (nitrogênio e fósforo); (d) realizar balanços de material e análises de potencial econômico do processo e dos bioprodutos; (e) determinar a composição quantitativa e qualitativa da biomassa e produção de bioprodutos; (f) determinar a composição centesimal da biomassa; (g) determinar o perfil de ácidos graxos da biomassa; e (h) caracterizar o biodiesel a partir de biomassa microalgal. A ciclagem de nutrientes por Phormidium autumnale em águas residuais apresentou altas eficiências de remoção de 97,6%, 85,5% e 92,4% para DQO, N-TKN e P-PO4-3, respectivamente, paralelamente a uma produtividade de lodo microalgal de 0,27 kg/m3/d. A análise econômica demonstrou um custo de US$ 2,66/m3 de águas residuais industriais tratadas e, como consequência desse processo, o custo de produção do lodo microalgal foi de US$ 0,03/kg de biomassa desidratada. O lodo microalgal gerado mostra predominância de ácidos graxos saturados, indicando uma fonte potencial para produção de biodiesel. A biomassa microalgal extraída de lipídios apresentaram alto teor de aminoácidos, minerais e pigmentos livres, sendo uma potencial fonte para alimentação animal. Portanto, o cultivo de microalgas heterotróficas em águas residuais demonstrou ser capaz de remover poluentes e, ao mesmo tempo, produzir biocombustível e ser uma fonte potencial de alimentação animal a partir de lamas de microalgal, podendo ser obtida uma margem de lucro de 94%.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The use of plant extracts is a growing trend in the food industry and its application depends on the functional properties, availability, cost-effectiveness and their effects on the sensorial attributes of the final product. The bioactive compounds present in the plants may have antioxidant, antimicrobial action, among others, however these compounds have low solubility in water and low stability, which hinders their use and decreases their useful life. The association of nanotechnology with natural products has led to the research and development of nanostructured systems capable of controlling stability, improving solubility, bioavailability and controlling the release of bioactive compounds. The fruit Physalis peruviana is rich in these compounds, therefore, the present work aims the preparation of extracts and the association of these in nanostructured systems, such as nanoemulsion, using high energy preparation method, ultrasound (US). Application of response surface (RSM) methodology to obtain the best condition, varying parameters such as amplitude, sonication time and mass of medium chain triglycerides (MCT). Also the verification of the stability of nanostructured systems, antioxidant and cytotoxic activity. The ideal condition for nanoemulsification was 10 minutes of sonication, in a US bath with a frequency of 37 kHz, with amplitude of 40% and 0.120 g of MCT. The nanoemulsion had a pH of 3.84, a mean droplet diameter of 268±7 nm, a polydispersity index of 0.113 and a negative zeta potential of 13.94 mV. The formulation remained stable over the 60 day period under refrigeration as opposed to the free extract which, after 30 days, lost 56% of phenolic compounds. In vitro and in vivo tests showed that both the free and nanoemulsion associated extracts showed no toxicity. The characteristics of nanoemulsion with developed Physalis peruviana extract as well as non-toxicity suggest safety in the consumption and thus a possible future application in food product. A utilização de extratos de plantas é uma tendência crescente na indústria de alimentos e sua aplicação depende das propriedades funcionais, disponibilidade, custo-eficácia e seus efeitos sobre os atributos sensoriais do produto final. Os compostos bioativos presentes nas plantas podem ter ação antioxidante, antimicrobiana, entre outras, porém esses compostos possuem baixa solubilidade em água e baixa estabilidade, o que dificulta o seu uso e diminui sua vida útil. A associação da nanotecnologia com produtos naturais tem levado à pesquisa e desenvolvimento de sistemas nanoestruturados capazes de controlar a estabilidade, melhorar a solubilidade, biodisponibilidade e controlar a liberação de compostos bioativos. A fruta Physalis peruviana é rica nesses compostos, por esse motivo, o presente trabalho visa o preparo de extratos e a associação destes em sistemas nanoestruturados, como nanoemulsão, empregando método de preparo de alta energia, o ultrassom (US). Será aplicada a metologia de superfície de resposta (RSM) para obtenção da melhor condição, variando parâmetros como amplitude, tempo de sonicação e massa de triglicerídios de cadeia média (MCT- do inglês) empregados na formulação. Também a verificação da estabilidade dos sistemas nanoestruturados, atividade antioxidante e avaliação da toxicidade in vivo e in vitro. A condição ideal para nanoemulsificação foi 10 minutos de sonicação, em banho de US com frequência de 37 kHz, com amplitude de 40% e 0,120 g de MCT. A nanoemulsão apresentou pH de 3,84, diâmetro médio de gotícula de 268±7 nm, índice de polidispersão de 0,113 e potencial zeta negativo de 13,94 mV. A formulação se manteve estável pelo período de 60 dias sob refrigeração ao contrário do extrato livre que a partir do 30º dia perdeu 56% de compostos fenólicos. Os testes in vitro e in vivo mostraram que tanto o extrato livre quanto associado à nanoemulsão não apresentaram toxicidade. As características da nanoemulsão com extrato de Physalis peruviana desenvolvida, bem como a não toxicidade sugerem segurança no consumo e, assim uma possível futura aplicação em produto alimentício.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Soy and its derivatives present potential in the market because of the presence of bioactive compounds such as isoflavones. There are 12 isoflavone isomers being considered as biologically active isoflavones in aglycone forms. The use of the microencapsulation process has become a viable alternative for the incorporation of bioactive compounds into foods, to be seen as a challenge as to its stability in processed foods. This study aimed to extract the soy molasses isoflavones with different solvents, to test different encapsulating agents with different air intake temperatures and to microencapsulate the extract with the best characteristics through the spray drying method and application in fresh pasta. The solvents used were 80% ethanol and methanol and grain alcohol in concentrations of 50 and 80%, the encapsulating agents were: 18% maltodextrin DE20 (T1), 18% hi-maize (T2) and a mixture of equal proportions of 9% maltodextrin DE20 and 9% hi-maize (T3) with air intake temperatures of 120, 130 and 140 oC, after the selection of the extract with the better characteristics, it was applied in fresh pasta in the form of microcapsules and pure extract. The separation and quantification of isoflavones were performed using high performance liquid chromatography (HPLC), the phenolic compounds were analyzed through the Folin method, the antioxidant activity was determined by the DPPH and ORAC methods. The 50% grain alcohol was the best solvent to extract the isoflavones, this extract presented higher yields of isoflavone aglycones, total isoflavones, phenolics and antioxidant activity. The modified hi-maize starch used by the spray drying method at the air intake temperature of 130 oC was the best encapsulating agent, presenting lower degradation of total and aglycone isoflavones, total phenolics and antioxidant activity. In the fresh pasta it was evaluated the physical and chemical characteristics, the stability of the bioactive compounds of the in natura product and the after cooking in a period of 21 days of refrigerated storage at 4°C sensory and microbiological analyzes as well as the stability of microcapsules throughout storage at room temperature and refrigerated at 4 °C. The formulations of the pastas were, control (T1), with extract (T2) and with microcapsules (T3). The cooked pasta showed a significant degradation of the bioactive compounds in relation to the in natura pasta throughout thestorage in all formulations, although the results show that the masses with the microcapsules were more stable than those with the pure extract, from the fourteenth day the cooking of the masses totally degraded the compounds in all the formulations. The developed pasta are within the Standards of Identity and Quality of Pasta, the psychrotrophic counts increased throughout storage in the control pasta and in those with microcapsules, however the addition of pure extract acted as an antimicrobial, increasing the shelf life of this pasta. A soja e seus derivados apresentam potencial no mercado pela presença de compostos bioativos como as isoflavonas. Existem 12 isômeros de isoflavonas sendo considerada biologicamente ativas as isoflavonas nas formas de agliconas. O uso do processo de microencapsulação tem se tornado uma alternativa viável para a incorporação de compostos bioativos em alimentos, por serem encarados como desafio quanto a sua estabilidade em alimentos industrializados. Esse trabalho teve como objetivo extrair as isoflavonas de melaço de soja com diferentes solventes, testar diferentes agentes encapsulantes com diferentes condições de processo e microencapsular o extrato com as melhores características pelo método de spray drying e aplicação em massa alimentícia fresca. Foram usados os solventes, etanol e metanol a 80% e álcool de cereais nas concentrações de 50 e 80%, sendo os agentes encapsulantes: 18% maltodextrina DE20 (T1), 18% hi-maize (T2) e uma mistura em proporções iguais de 9% maltodextrina DE20 e 9% de hi-maize (T3) com temperaturas de ar de entrada de 120, 130 e 140 oC, após escolher o extrato com melhores características foi aplicado em massa fresca na forma de microcápsulas e extrato puro. A separação e quantificação das isoflavonas foram realizadas utilizando cromatográfia líquida de alta eficiência (CLAE), os compostos fenólicos totais foram analisados pelo método de Folin, a atividade antioxidante foi determinada pelos métodos DPPH e ORAC. O álcool de cereais a 50% foi o melhor solvente extrator, apresentando maior rendimento dos compostos bioativos, sendo o amido modificado hi-maize utilizado pelo método de spray drying na temperatura de entrada de ar de 130 o C o melhor agente encapsulante, apresentando menor degradação desses compostos. Nas massas frescas foram avaliadas as características físico-quimicas, estabilidade dos compostos bioativos do produto in natura e após o cozimento num período de 21 dias de armazenamento refrigerado 4°C, análises sensorial e microbiológica. As formulações das massas foram, controle (T1), com extrato (T2) e com microcápsulas (T3). As massas cozidas mostraram degradação significativa dos compostos bioativos em relação as massas in natura ao longo do armazenamento em todas as formulações, embora os resultado mostram que a massas com as microcápsulas foram mais estáveis que as com o extrato puro, a partir do décimo quarto dia o cozimento das massas degradou totalmente os compostos em todas as formulações. As massas desenvolvidas estão dentro dos Padrões de Identidade e Qualidade de Massas Alimentícias, entretanto a adição de extrato puro na massa alimentícia fresca agiu como um antimicrobiano aumentando a vida de prateleira dessa massa.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Probiotics have been given increasing focus in the area of foods, since they can beneficially affect one or more target functions in the body when administered in adequate amounts. However, the viability of these cultures may be impaired when exposed to adverse conditions such as storage at different temperatures and passage through the human gastrointestinal tract. As a result, it is necessary to study and implement new techniques that guarantee the production of these in a large scale and with proven beneficial effects, making it possible to meet consumer needs. In order for the product to guarantee the desired beneficial effect, the microencapsulation technique is commonly used. Among the various techniques of microencapsulation is the internal ionic gelation. Also for probiotic viability to be longer, the effect of prebiotics on microencapsulation has been studied. Thus, the objective of this study was to develop pectin microparticles (1%) and to compare them with pectin microparticles added from different prebiotic sources at 10%, being hi-maize, inulin and rice bran, both containing Lactobacillus acidophilus LA -5 using the internal ionic gelation technique. The microparticles were produced in wet and freeze-dried form. The survival of probiotics under simulated gastrointestinal conditions, their viability in storage under different temperatures (-18, 7 and 25 ° C) for 120 days, in addition to their physico-chemical characterization, morphology and size distribution were analyzed. For the moist microparticles, there was a size variation of 24.4-462 μm, meanwhile, the size of the lyophilized microparticles ranged from 166 μm to 345 μm. The encapsulation matrices of rice bran and inulin had the highest encapsulation efficiency for the moist microparticles of 91.24% and 90.59%, respectively. For the lyophilized microparticles, the highest encapsulation efficiency was due to the pectin + inulin encapsulation matrix, of 68.11%. Both the moist and lyophilized microparticles of all treatments protected the microorganisms against the simulated gastrointestinal tests. In relation to storage at different temperature conditions, for moist microparticles at 25 ° C, probiotics remained viable in all treatments over the course of 120 days. At the temperature of -18 ° C, the PHM and PRB treatments were able to keep the microorganism viable for a longer time period, of 90 days. At 7 ºC the PRB treatment stood out, remaining viable at the end of the 120 days. For lyophilized particles, at temperatures of 25 ° C and -18 ° C, treatments containing prebiotics maintained viable probiotic microorganisms for a longer period of time. At 7 ° C, PRBL treatment was able to maintain L. acidophilus viable for 120 days. Thus, the microparticles developed in this study, besides allowing an extended viability of the probiotic L. acidophilus, represent a viable alternative for the incorporation of symbiotics in food matrices. Os probióticos vêm recebendo crescente enfoque na área de alimentos uma vez que, podem afetar beneficamente uma ou mais funções alvo no corpo quando administrados em quantidades adequadas. Entretanto, a viabilidade destas culturas pode ser prejudicada quando expostas a condições adversas como, por exemplo, o armazenamento em diferentes temperaturas e a passagem pelo trato gastrointestinal humano. Em função disso, tornam-se necessários o estudo e a implementação de novas técnicas que garantam a produção destes em larga escala, e com efeitos benéficos comprovados, podendo assim atender às necessidades do consumidor. Para que o produto possa garantir o efeito benéfico desejado, utiliza-se comumente a técnica de microencapsulação. Dentre as diversas técnicas de microencapsulação, está a gelificação iônica interna. Ainda, para que a viabilidade probiótica possa ser mais prolongada, tem se estudado o efeito dos prebióticos na microencapsulação. Desta forma, o objetivo desse estudo foi desenvolver micropartículas de pectina (1%) e compará-las com micropartículas de pectina adicionadas de diferentes fontes prebióticas a 10%, sendo elas hi-maize, inulina e farelo de arroz, ambas contendo Lactobacillus acidophilus LA-5, utilizando a técnica de gelificação iônica interna. As micropartículas foram produzidas na forma úmida e liofilizada. Foi analisada a sobrevivência dos probióticos sob condições gastrointestinais simuladas, sua viabilidade em armazenamento sob diferentes temperaturas (-18, 7 e 25 °C) por 120 dias, além da sua caracterização físico-química, morfologia e distribuição de tamanho. Para as micropartículas úmidas, houve uma variação de tamanho de 24,4 – 462 μm, enquanto isso, o tamanho das micropartículas liofilizadas variou de 166 μm a 345 μm. As matrizes de encapsulação farelo de arroz e inulina apresentaram a maior eficiência de encapsulação para as micropartículas úmidas, de 91.24% e 90.59%, respectivamente, já para as liofilizadas, a maior eficiência de encapsulação foi resultante da matriz de encapsulação pectina + inulina, de 68,11%. Tanto as micropartículas úmidas como as liofilizadas protegeram os microrganismos frente aos testes gastrointestinais simulados. Quanto ao armazenamento em diferentes condições de temperatura, para as micropartículas úmidas na temperatura de 25 ºC, os probióticos permaneceram viáveis em todos os tratamentos no decorrer dos 120 dias. Já na temperatura de -18 ºC, os tratamentos PHM e PRB foram capazes de manter o microrganismo viável por um maior período de tempo, de 90 dias. A 7 ºC o tratamento PRB se destacou, permanecendo viável ao final dos 120 dias. Já para as partículas liofilizadas, nas temperaturas de 25 ºC e -18ºC, os tratamentos que continham prebióticos mantiveram os microrganismos probióticos viáveis por um maior período de tempo. Em 7 ºC, o tratamento PRBL foi capaz de manter o L. acidophilus viável por 120 dias. Sendo assim, as micropartículas desenvolvidas nesse estudo além de permitirem uma viabilidade estendida do probiótico L. acidophilus, representam uma alternativa viável para a incorporação de simbióticos em matrizes alimentares.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES O crescente interesse dos consumidores por produtos alimentares benéficos para a saúde tem motivado a pesquisa para o desenvolvimento de alimentos funcionais, entre eles, destacam-se os probióticos, que quando consumidos em quantidades adequadas conferem benefícios a microbiota intestinal. No entanto, devido a fatores como armazenamento em baixas temperaturas, acidez e a passagem pelo trato gastrointestinal humano prejudicam a viabilidade destes microrganismos. A microencapsulação bem como o uso de prebióticos nas micropartículas vem como alternativa de proteção e aumento de viabilidade destes probióticos. Desta maneira, o objetivo desse estudo foi desenvolver micropartículas úmidas e liofilizadas de alginato (2%) e compará-las com micropartículas de alginato adicionadas de diferentes fontes prebióticas a 10%, sendo elas farelo de arroz, inulina e hi-maize (amido resistente), ambas contendo Lactobacillus acidophilus utilizando a técnica de gelificação iônica externa. Analisou-se o tamanho e distribuição das micropartículas, a eficiência de encapsulação, a viabilidade em simulação gastrointestinal e estabilidade durante diferentes condições de armazenamento (-18, 7 e 25 °C) por 120 dias para úmidas e 75 dias para liofilizadas. Para as micropartículas úmidas, houve uma variação de tamanho de 79.7 – 117.70 μm, enquanto as liofilizadas apresentaram diâmetros de 127.5 – 234.6 μm. A matriz de encapsulação inulina apresentou a maior eficiência de encapsulação (96.75%) para as micropartículas úmidas, já para as liofilizadas, a maior eficiência de encapsulação foi resultante da matriz de encapsulação farelo de arroz (95.02%). Tanto as micropartículas úmidas como as liofilizadas protegeram os microrganismos frente aos testes gastrointestinais simulados. Quanto ao armazenamento em diferentes condições para as micropartículas úmidas, a 25 ºC os tratamentos alginato, farelo de arroz e hi-maize mantiveram os probióticos viáveis por 120 dias. Na condição de armazenamento -18 ºC, apenas inulina manteve-se estável durante os 120 dias. Em 7 ºC, farelo de arroz (AFA) e inulina (AIN) conservaram os probióticos viáveis ao longo dos 120 dias de armazenamento. Já para as micropartículas liofilizadas, a 25 ºC o tratamento farelo de arroz manteve os probióticos viáveis por 30 dias. Nas condições de armazenamento -18 ºC e 7°C os tratamentos contendo os prebióticos himaize e farelo de arroz mantiveram os microrganismos probióticos viáveis por um período maior de 60 dias. As micropartículas desenvolvidas neste estudo podem ser um meio alternativo e viável para a obtenção de um produto simbiótico a ser incorporado em alimentos, de modo a permitir uma maior sobrevivência das bactérias. O crescente interesse dos consumidores por produtos alimentares benéficos para a saúde tem motivado a pesquisa para o desenvolvimento de alimentos funcionais, entre eles, destacam-se os probióticos, que quando consumidos em quantidades adequadas conferem benefícios a microbiota intestinal. No entanto, devido a fatores como armazenamento em baixas temperaturas, acidez e a passagem pelo trato gastrointestinal humano prejudicam a viabilidade destes microrganismos. A microencapsulação bem como o uso de prebióticos nas micropartículas vem como alternativa de proteção e aumento de viabilidade destes probióticos. Desta maneira, o objetivo desse estudo foi desenvolver micropartículas úmidas e liofilizadas de alginato (2%) e compará-las com micropartículas de alginato adicionadas de diferentes fontes prebióticas a 10%, sendo elas farelo de arroz, inulina e hi-maize (amido resistente), ambas contendo Lactobacillus acidophilus utilizando a técnica de gelificação iônica externa. Analisou-se o tamanho e distribuição das micropartículas, a eficiência de encapsulação, a viabilidade em simulação gastrointestinal e estabilidade durante diferentes condições de armazenamento (-18, 7 e 25 °C) por 120 dias para úmidas e 75 dias para liofilizadas. Para as micropartículas úmidas, houve uma variação de tamanho de 79.7 – 117.70 μm, enquanto as liofilizadas apresentaram diâmetros de 127.5 – 234.6 μm. A matriz de encapsulação inulina apresentou a maior eficiência de encapsulação (96.75%) para as micropartículas úmidas, já para as liofilizadas, a maior eficiência de encapsulação foi resultante da matriz de encapsulação farelo de arroz (95.02%). Tanto as micropartículas úmidas como as liofilizadas protegeram os microrganismos frente aos testes gastrointestinais simulados. Quanto ao armazenamento em diferentes condições para as micropartículas úmidas, a 25 ºC os tratamentos alginato, farelo de arroz e hi-maize mantiveram os probióticos viáveis por 120 dias. Na condição de armazenamento -18 ºC, apenas inulina manteve-se estável durante os 120 dias. Em 7 ºC, farelo de arroz (AFA) e inulina (AIN) conservaram os probióticos viáveis ao longo dos 120 dias de armazenamento. Já para as micropartículas liofilizadas, a 25 ºC o tratamento farelo de arroz manteve os probióticos viáveis por 30 dias. Nas condições de armazenamento -18 ºC e 7°C os tratamentos contendo os prebióticos himaize e farelo de arroz mantiveram os microrganismos probióticos viáveis por um período maior de 60 dias. As micropartículas desenvolvidas neste estudo podem ser um meio alternativo e viável para a obtenção de um produto simbiótico a ser incorporado em alimentos, de modo a permitir uma maior sobrevivência das bactérias.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2018-05-15T17:20:26Z No. of bitstreams: 1 LuanaGostinski.pdf: 5972561 bytes, checksum: 92f0dbc1a52995acc7945055febfd7aa (MD5) Made available in DSpace on 2018-05-15T17:20:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuanaGostinski.pdf: 5972561 bytes, checksum: 92f0dbc1a52995acc7945055febfd7aa (MD5) Previous issue date: 2018-02-19 FAPEMA The bees are one of the most important pollinators of native plants and crops, in a way that the plants are benefited with the gene flow and the bees acquire food and substrate for nesting. In this thesis, two model species were selected for study: Melipona fasciculata and M. flavolineata, widely used on stingless beekeeping in one of the major poles of honey harvest in Maranhão, at the Baixada Maranhense. Thus, this thesis aimed to identify the main floral resources used by both species, as well as evaluate the correlation of the weather factors, the temperature, intranidal humidity and daily flying activity. Both species were observed on a meliponary at the municipality of Bequimão, Maranhão, Brazil, for one year, with monthly observation from September/2014 to July/2015. Pollen loads were collected from the bees returning to the colony, to evaluate the plant species used by them. Besides that, the daily flying activity and the resource colect were also registered. The temperature and relative humidity from inside the colonies and from the local environment were sampled during the same period, everyone hour. The external and internal temperature of the colonies of the two species were strongly correlated, as well as the inside and outside relative humidity. The bee flying activity corresponded positively with the local temperature, beggining at 6:00 am when the temperature was around 25 ºC, after which there were peaks of activity from 10:00 am - 02:00 pm in M. fasciculata, from 11:00 am - 02:00 pm in M. flavolineata. For both species there was a higher tendency of pollen harvested during the highest average of relative humidity and lowest temperature. In relation to the nectar harvest, the higher tendecy was on the lowest averages of external humidity and highest temperature. The most frequent plant families in the pollen spectrum of the two species of Melipona were Arecaceae (22%), Fabaceae (18.5%), Myrtaceae (9.6%), Melastomataceae (8.4%) and Lecythidaceae (6%). As abelhas são um dos mais importantes polinizadores de plantas nativas e cultivadas, onde as plantas são beneficiadas com o fluxo gênico e elas adquirem alimento e substrato para nidificação. Nesta Tese foram selecionadas duas espécies-modelo para serem estudadas: Melipona fasciculata e M. flavolineata, amplamente utilizadas na meliponicultura em um dos polos de maior produção de mel do Maranhão, a Baixada Maranhense. Assim, esta Tese visou identificar os principais recursos florais utilizados pelas duas espécies, além de avaliar a correlação entre os fatores climáticos, temperatura, umidade intranidal e atividade de voo diária. As duas espécies foram observadas em um meliponário no município de Bequimão durante um ano, com observações mensais de setembro de 2014 a julho de 2015. Foram coletadas as cargas de pólen das abelhas que retornavam à colônia, para o levantamento das espécies vegetais por elas utilizadas. Paralelamente, a atividade diária de voo e coleta de recursos foram computadas. A temperatura e umidade relativa, interna das colônias e ambiental, foram amostradas durante o mesmo período, a cada 1 hora. As temperaturas externas e internas das colônias das duas espécies se correlacionaram fortemente, assim como umidade relativa externa e interna. A atividade de voo das abelhas correspondeu positivamente com a temperatura ambiental, iniciando aproximadamente as 6:00 horas quando a temperatura estava por volta de 25ºC, posteriormente houveram picos de atividade das 10 - 14:00 h em M. fasciculata, das 11 - 14:00 h em M. flavolineata. Para as duas espécies houve maior tendência à coleta de pólen durante as maiores médias de umidade relativa e menores temperaturas. Já para a coleta de néctar, foram os horários de menores médias de umidade externa e maiores temperaturas. As famílias vegetais mais frequentes no espectro polínico das duas espécies de Melipona foram Arecaceae (22%), Fabaceae (18.5%), Myrtaceae (9.6%), Melastomataceae (8.4%) e Lecythidaceae (6%). Os tipos polínicos mais frequentes foram: Attalea speciosa, Mouriri acutiflora, Mimosa pudica, Rhynchospora cephalotes e Eschweilera ovata. Foram identificados 82 tipos polínicos, destes 66 tipos foram utilizados por M. flavolineata e 58 por M. fasciculata. As duas espécies de Melipona apresentaram amplitude de nicho trófico elevada, assim como a uniformidade na visitação das espécies vegetais. O hábito de coleta generalista foi observado para as duas espécies, apresentando preferencias temporais por determinadas plantas. Posteriormente às observações de voo, analisamos o método de manejo das colônias para extração do mel de M. fasciculata, em um experimento dividido em três períodos de observação: PI antes da extração do mel, PII após extração do mel recente e PIII após 35 dias do manejo. As forrageiras foram caracterizadas como especialistas, coletando apenas um recurso durante os tempos de observação. Colônias manejadas por período de tempo menores apresentaram uma recuperação mais acelerada dos recursos extraídos. Após a extração do mel, as colônias optaram por uma resposta defensiva, alocando maior número de operárias para defesa da colônia. A extração de mel rústica comumente efetuada na região da Baixada Maranhense demonstrou afetar intensamente a atividade de voo das operárias e determinar o padrão de forrageio priorizando a coleta de néctar, resina e barro após extração. Os resultados obtidos nesta pesquisa podem fornecer informações para o desenvolvimento de métodos mais adequados para o manejo das espécies de abelhas sem ferrão em região amazônica, correlacionando o padrão de forrageamento de cada espécie em relação as mudanças climáticas ambientais e em resposta as atividades de colheita do mel.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Probiotics are defined by the World Health Organization as living microorganisms that when consumed in adequate amounts confer benefits to the health of the host. But for these benefits to occur, these bacteria need to get to the gut intact. Thus, the microencapsulation of probiotics has been studied in order to protect these microorganisms against adverse conditions to the medium where they are submitted. The objective of this study was to produce and evaluate calcium alginate particles in the wet and lyophilized form obtained by external ionic gelation and to coat them sequentially with multilayers of whey protein and sodium alginate in up to three layers. The effect of different numbers of layers on the viability of the free and microencapsulated culture were analyzed. The morphology and mean particle size were determined. Probiotic resistance to simulated gastrointestinal tests, heat treatments and storage viability for up to 120 days were analyzed. An efficiency greater than 80% encapsulation was obtained. The average size of the microparticles was between 107 μm and 374 μm. Lactobacillus acidophilus La-14 microencapsulated in the different treatments in the humid form was resistant during simulated gastrointestinal conditions with values above 7 log CFU g-1, whereas the lyophilized ones showed a low release, obtaining values slightly above 5 log UFC g-1. In the tests of thermal resistance the particles with multilayer presented better results in front of the free cells that did not resist. Storage for up to 120 days at refrigeration and freezing temperatures was more efficient for all types of microparticles, especially those containing multilayers, with counts above 7 log CFU g-1 for wet particles and 6 log CFU g-1 for the lyophilized, when compared to the free cells. It is concluded that the formation of the alginate and WPC multilayers produced particles resistant to the influence of the tested factors, increasing the protection for probiotics compared to the uncoated particle and, in addition, these particles can be considered as potential carriers of sensitive compounds, whose purpose is release into the intestinal environment. Probióticos são definidos pela Organização Mundial da Saúde, como microrganismos vivos que quando consumidos em quantidades adequadas conferem benefícios a saúde do hospedeiro. Porém, para que esses benefícios ocorram, essas bactérias precisam chegar íntegras ao intestino. Dessa forma, a microencapsulação de probióticos vem sendo estudada a fim de proteger esses microrganismos frente a condições adversas ao meio onde são submetidos. O objetivo deste estudo foi produzir e avaliar partículas de alginato de cálcio, na forma úmida e liofilizada, obtidas por gelificação iônica externa e revesti-las sequencialmente com multicamadas de proteínas de soro de leite e alginato de sódio, em até três camadas. O efeito de diferentes números de camadas em relação à viabilidade da cultura livre e microencapsulada foram analisados. A morfologia e o tamanho médio das partículas foram determinados. A resistência probiótica frente a testes gastrointestinais simulados, tratamentos térmicos e a viabilidade em armazenamento por até 120 dias foram analisados. Obteve-se uma eficiência maior que 80% de encapsulação. O tamanho médio das micropartículas ficou entre 107 μm e 374 μm. O Lactobacillus acidophilus La-14 microencapsulado nos diferentes tratamentos na forma úmida mostrou-se resistente durante condições gastrointestinais simuladas com valores acima de 7 log UFC g-1, já as liofilizadas apresentaram uma baixa liberação, obtendo-se valores um pouco acima de 5 log UFC g-1 . Nos testes de resistência térmica as partículas com multicamadas apresentaram melhores resultados frente às células livres que não resistiram. O armazenamento por até 120 dias em temperaturas de refrigeração e congelamento foi mais eficiente para todos os tipos de micropartículas, principalmente as que continham as multicamadas, com contagens acima de 7 log UFC g-1 para partículas úmidas e 6 log UFC g-1 para as liofilizadas, quando comparados às células livres. Conclui-se que a formação das multicamadas de alginato e WPC produziram partículas resistentes a influência dos fatores testados, aumentando a proteção para os probióticos em comparação a partícula sem recobrimentos e, além disso, estas partículas podem ser consideradas como potenciais transportadores de compostos sensíveis, cuja finalidade seja liberação em ambiente intestinal.

Purpose - The present study aims to evaluate the impact institutional controlling mechanisms adopted by the private healthcare market on physicians’ (Medical Doctors) behavior, moreover their preference for rewards. Methodology - We proposed a survey with a preference for reward and values scale adapted from Costa; Salles and Fontes Filho (2010). Physicians were grouped according to their medical practices and the averages of their preferences were compared thru an ANOVA test. A Kurskall-Wallis test was performed to validate differences significance. Findings – research results led us to refuse the hypothesis of significative difference on the preferences of the Physicians groups. Nevertheless, we’ve found significative differences on “Cultivating friendship and friendly relations with colleagues” and “Leave a legacy to my speciality”. Research Limitations – The research didn’t dive into the motives that influence Physicians preferences for rewards and values. Additional studies can shed light on this topic. Practical Implications – By using the research results, health care administrators can revisit Physicians compensation models, considering their preferences. Social Implications – The research on the influences of the normative environment on Physicians preferences can drive the comprehension about these professional’s behaviors. Originality – This study brings a new approach to the Physicians dysfunctional behaviors. Objetivo – Este estudo pretende avaliar o impacto dos mecanismos de controle institucionais adotados pelo sistema de saúde no comportamento dos médicos, mais especificamente em sua preferência por recompensa. Metodologia – Aplicação de survey com questionário de preferência por recompensa em valores adaptado de Costa, Salles e Fontes Filho (2010). Os respondentes foram agrupados conforme aspectos de sua prática médica para efeito de comparação de suas preferências. Utilizamos o teste estatístico ANOVA para comparação das médias com validação da significância estatística das diferenças através do teste de Kruskall-Wallis. Resultados – Os resultados da pesquisa refutaram a hipótese que haveria diferença estatisticamente significativa na preferência por recompensa para os distintos grupos de médicos. Contudo, achamos diferenças significativas nas preferências dos grupos pelos valores “Cultivar amizades e relações cordiais com colegas” e “Deixar um legado para a minha especialidade”. Limitações - A pesquisa não levanta os motivos que estariam influenciando nas preferências por recompensa e valores destes profissionais. Pesquisas futuras podem aprofundar neste sentido. Contribuições Práticas - A partir dos resultados desta pesquisa, administradores da cadeia da saúde podem revisitar os modelos de remuneração dos médicos levando em conta suas preferências expressas. Contribuições Sociais – A pesquisa acerca das influências do ambiente normativo nas preferências dos médicos pode auxiliar na compreensão acerca dos comportamentos destes profissionais. Originalidade - Este estudo oferece uma abordagem nova para comportamentos disfuncionais dos médicos.

This study has the folloing objectives: (i) to identify the carotenoid profile of these three species of microalgae: Chlorella vulgaris, Scenedesmus obliquus and Aphanotece microscopica Nägeli; (ii) to quantify the carotenoids of those three microalgae species; (iii) to evaluate the antioxidant activity of carotenoid extracts obtained from microalgal biomasses; (iv) to identify the carotenoid profile of the microalga extract with the highest antioxidant potential at different culture times and (v) to quantify the carotenoids of the microalgae extracts with higher antioxidant potential at different culture times. The obtained results have showed that the three species of microalgae have presented the capacity to produce a significant carotenoid content under photoautotrophic conditions, indicating their potential as a renewable source of these pigments. These extracts have proved to be a potent peroxil radical scavenger. The highest antioxidant activity has been noticed in the microalgae Chlorella vulgaris, favored by its carotenoid profile, which contains a large number of conjugated double bonds. It is important to emphasize that this has been the first research related to the carotenoid profile and the Scenedesmus obliquus and Aphanotece microscopica Nägeli antioxidant capacity. The study has also showed that the cultivation time may be important to define in which phase one can accumulate specific carotenoids, and predict the performance and the optimization of operating conditions. The results achieved from this study in the sense that microalgae must be considered a potential feedstock to a great diversity of natural carotenoids production. Este trabalho teve por objetivos: (i) identificar o perfil de carotenoides de três espécies de microalgas: Chlorella vulgaris, Scenedesmus obliquus e Aphanotece microscopica Nägeli; (ii) quantificar os carotenoides das três espécies de microalgas; (iii) avaliar a atividade antioxidante dos extratos de carotenoides obtidos das biomassas microalgais; (iv) identificar o perfil de carotenoides do extrato da microalga com maior potencial antioxidante em diferentes tempos de cultivo e (v) quantificar os carotenoides dos extratos da microalga com maior potencial antioxidante em diferentes tempos de cultivo. Os resultados obtidos demonstraram que a três espécies de microalgas apresentaram capacidade de produzir um conteúdo significativo de carotenoides sob condições fotoautotróficas, indicando seu potencial como fonte renovável desses pigmentos. Estes extratos provaram ser potente eliminador de radical peroxil. A maior atividade antioxidante foi da microalga Chlorella vulgaris, favorecido pelo seu perfil de carotenoides, que contém um grande número de ligações duplas conjugadas. É importante ressaltar que este foi o primeiro trabalho relacionado ao perfil de carotenoides e a capacidade antioxidante de Scenedesmus obliquus e Aphanotece microscopica Nägeli. O estudo também mostrou que o tempo de cultivo pode ser importante para definir em qual fase podemos acumular carotenoides de interesse, e prever o desempenho e otimização de condições operacionais. Os resultados encontrados nesse trabalho são promissores do ponto de vista de que a microalga deve ser considerada como uma matéria-prima potencial para a produção de uma grande diversidade de carotenoides naturais.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Burgers subjected to lipid reformulation were made by replacing 50% of the fat component by microparticles containing chia (CO) and linseed (LO) oils obtained by external ionic gelation. The microparticles presented high n−3 PUFAs levels and were resistant to the pH and temperature conditions commonly used in burger processing. The lipid reformulation did not affect hardness and improved important technological properties, such as cooking loss and fat retention. In addition to reducing the fat content of burgers by up to 50%, the lipid reformulation led to healthier PUFA/SFA and n−6/n−3 ratios, and lower atherogenicity and thrombogenicity indices. The burgers with CO microparticles showed a higher lipid oxidation and a lower sensory quality compared to the other treatments. However, the substitution of pork back fat by LO microparticles did not impair the sensory quality of burgers. Therefore, the microencapsulation of n−3 PUFA-rich oils by external ionic gelation can be considered an effective strategy to produce healthier burgers. Hambúrgueres com uma reformulação lipídica foram produzidos através da substituição de 50% do seu teor de gordura por óleos de chia (CO) e de linhaça (LO) microencapsulados por gelificação iônica externa. As microcápsulas apresentaram altos teores de n-3 PUFAS e foram resistentes às condições de pH e temperatura comumente aplicadas durante o processamento de hambúrgueres. A reformulação lipídica não afetou a dureza e melhorou importantes atributos tecnológicos, como a perda no rendimento e a retenção de gordura. Além de reduzir em até 50% o teor de gordura dos hambúrgueres, a reformulação lipídica tornou mais saudável a relação PUFA/SFA e n-6/n-3 e os índices de aterogenicidade e trombogenicidade. Os hambúrgueres com CO microencapsulado apresentaram uma maior oxidação lipídica e uma menor qualidade sensorial. Por outro lado, a substituição de toucinho por LO microencapsulado não prejudicou a qualidade sensorial dos hambúrgueres. Pode-se concluir que a microencapsulação por gelificação iônica externa de óleos ricos em n-3 PUFAs pode ser considerada uma estratégia eficaz para produzir hambúrgueres com características mais saudáveis.

The growing world population's quest for healthy foods with functional characteristics has leveraged a number of studies with this theme and led industry to adapt to the demands of consumers. Within the functional foods group is blueberry, which contains bioactive compounds in significant amounts. The objective of the present study was the microencapsulation of anthocyanic compounds extracted from the blueberry by the spray dryer method, to test the use of maltodextrin DE20 and to hydrate in different concentrations as encapsulating agents and to verify the stability of the anthocyanin compound and the simulated gastrointestinal conditions. The extract of blueberry was obtained in aqueous solution containing 1% of citric acid and submitted to analyzes of total monomeric anthocyanins, total phenolic compounds and antioxidant activity by the ORAC method. For the microencapsulation process the spray dryer method with different inlet temperatures of 120, 140 and 160 ° C and as encapsulating agent maltodextrin DE20 and hi-meize were used in different concentrations totaling four treatments, where P containing 18% maltodextrin DE20 Was considered to be the standard solution, T1 containing 14% maltodextrin DE20 and 4% hi-m 2, T2 11% maltodextrin DE 20 and 7% hyme, and the formulation T3 where it contained 9% maltodextrin DE20 and 9% hi-meize. The microparticles were analyzed for the determination of total monomeric anthocyanins, total phenolic compounds and antioxidant activity by ORAC method, encapsulation efficiency, particle size, moisture content and water activity, dissolution, color analysis, storage stability study and Analysis of resistance of anthocyanin compounds to simulated gastrointestinal conditions. For analysis of the extract were found values of 1.08 mg / g of fruit for total monomeric anthocyanins, 6.88 mg GAE / d of fruit for total phenolic compounds and 46.85 μm Trolox / g of fruit for antioxidant activity by the ORAC method. In general, a good encapsulation efficiency of the desired compounds can be observed, these values being 74.40 to 85.22%, as well as the obtained particle sizes ranging from 12.80 to 20.70μm. The moisture and water activity presented values from 4.87 to 6.39% and 0.16 to 0.27, respectively. The anthocyanic compounds suffered losses over the course of 20 days in all treatments and temperatures tested, however the T3 formulation microcapsule at 140 ° C showed a better retention and protection of the desired compounds along the days of analysis, as well as greater resistance to conditions Gastrointestinal compared to the free extract, showing effective protection and improved delivery of the compounds of interest. Based on the treatments and temperatures tested it can be concluded that the microcapsules were effective in the protection and improved delivery of anthocyanin compounds. A crescente busca por parte da população mundial por alimentos saudáveis e que apresentem características funcionais tem alavancado uma série de estudos com esta temática e levado à indústria a se adaptar as exigências dos consumidores. Dentro do grupo dos alimentos funcionais está o mirtilo, que contém compostos bioativos em quantidades significativas. O objetivo do presente estudo foi a microencapsulação de compostos antociânicos extraídos do mirtilo pelo método de spray dryer, testar a utilização de maltodextrina DE20 e hi-meize em diferentes concentrações como agentes encapsulantes e verificar a estabilidade do composto antociânicos e frente as condições gastrointestinais simuladas. O extrato de mirtilo foi obtido em solução aquosa contendo 1% de ácido cítrico e submetido a análises de antocianinas monoméricas totais, compostos fenólicos totais e atividade antioxidante pelo método ORAC. Para o processo de microencapsulação foi utilizado o método de spray dryer com diferentes temperaturas de entrada 120, 140 e 160°C e como agente encapsulante maltodextrina DE20 e hi-meize, em diferentes concentrações totalizando quatro tratamentos, onde P contendo 18% de maltodextrina DE20 foi considerado solução padrão, T1 contendo 14% de maltodextrina DE20 e 4% hi-meize, T2 11% de maltodextrina DE20 e 7% de hi-meize, e a formulação T3 onde continha 9% de maltodextrina DE20 e 9% hi-meize. As micropartículas foram analisadas quanto à determinação de antocianinas monoméricas totais, compostos fenólicos totais e atividade antioxidante pelo método ORAC, eficiência de encapsulação, tamanho de partícula, teor de umidade e atividade de água, dissolução, análise de cor, estudo da estabilidade ao armazenamento e análise de resistência dos compostos antociânicos a condições gastrointestinais simuladas. Para análise do extrato foram encontrados valores de 1,08mg/g de fruto para antocianinas monoméricas totais, 6,88 mg GAE/d de fruto para compostos fenólicos totais e 46,85μm Trolox/g de fruto para atividade antioxidante pelo método de ORAC. Em geral pode-se observar uma boa eficiência de encapsulação dos compostos desejados sendo estes valores de 74,40 a 85,22%, assim como os tamanhos das partículas obtidas que foram entre 12,80 a 20,70μm. A umidade e atividade de água apresentaram valores de 4,87 a 6,39% e 0,16 a 0,27 respectivamente. Os compostos antociânicos sofreram perdas ao longo dos 20 dias em todos os tratamentos e temperaturas testadas, entretanto a microcápsula de formulação T3 a 140°C apresentou uma melhor retenção e proteção dos compostos desejados ao longo dos dias de análise, assim como maior resistência a condições gastrointestinais simuladas quando comparadas ao extrato livre, mostrando-se efetiva na proteção e entrega melhorada dos compostos de interesse. Baseado nos tratamentos e temperaturas testados pode-se concluir que as microcápsulas foram efetivas na proteção e entrega melhorada dos compostos antociânicos.

Microalgae are recognized sources of metabolites with high added value, largely by biological activity of these compounds. Several species of cyanobacteria produce secondary metabolites with bioactive character due to its molecular structure. Currently studying a lot about pigments for its biological value, giving emphasis on its bioactivity, but chlorophyll is still poorly understood. Despite its important biological role, research on chlorophyll and its potential antioxidant and pro-oxidant are still scarce. The lack of information can be attributed to the difficulty of obtaining chlorophyll and its derivatives in a purified form and also to their instability, which triggers a process of degradation. Many uncertainties still exist in the scientific field of the natural chlorophyll, their metabolites, impact on health, due to its high content in some vegetables, widespread occurrence in nature, and its degradation during food processing and human digestion. The production of compounds of chlorophyll by microalgae, due to their diverse metabolism, makes biomass microalgal an alternative source, with different chemical structures as compared to conventional food matrix, and its complex system of conjugated bonds on pyrrole rings enables an antioxidant character, or pro-oxidative, acting in scavenging free radicals or reactive triggering systems of molecular degradation. In this sense, the study of these chlorophyll pigments designed to further focus on their chemical structure may help to elucidate the real potential bioactive these substances. Given the various chlorophyllous structures present in Phormidium autumnale extract with different polarities, it is crucial to choose the appropriate method for evaluating the antioxidant potential, and to investigate the antioxidant mechanism developed by each structure of the molecule. A total of eleven chlorophyll compounds were separated on biomass Phormidium autumnale the photosynthetic culture. Among the major compounds found chlorophyll a (1498.40μg / g) and pheophytin b (613.23μg / g), where the total chlorophyll pigments totaled 2720.19μg / g in the biomass extract. The potential for scavenging free radicals was examined by two different methods with regard to their polarity, being that for the lipophilic method of the Phormidium extract autumnale proved to be 200 times more potent than α-tocopherol at the disposal of peroxyl radicals , and the method the hydrophilic Phormidium autumnale extract showed antioxidant activity of 219.82 mu equivalent Trolox / g extract. Finally, we note that the biomass Phormidium autumnale has considerable potential in the production of chlorophyll compounds in phototrophic conditions, proving to be an alternative source to conventional arrays of chlorophyll pigments and proved efficient in eliminating free radicals, showing their potential bioactive . Microalgas são fontes reconhecidas de metabólitos com alto valor agregado, em grande parte pela atividade biológica destes compostos. Diversas espécies de cianobactérias produzem metabólitos secundários com caráter bioativo em função de sua estrutura molecular. Atualmente estuda-se muito a respeito de pigmentos pelo seu valor biológico, dando-se ênfase em sua bioatividade, porém a clorofila ainda é pouco elucidada. Apesar de seu importante papel biológico, as pesquisas sobre clorofila e seu potencial antioxidante e pró-oxidante ainda são escassas. A escassez de informações pode ser atribuída à dificuldade de se obter clorofilas e seus derivados em uma forma purificada e também à sua instabilidade, o que desencadeia um processo de degradação. Muitas incertezas ainda existem no campo científico sobre a clorofila natural, seus metabólitos, impacto sobre a saúde, devido seu alto conteúdo em alguns vegetais, ocorrência generalizada na natureza, e sua degradação durante o processamento de alimentos e digestão humana. A produção de compostos clorofilados pelas microalgas, em função de seu metabolismo diversificado, torna a biomassa microalgal uma fonte alternativa, com estruturas químicas diferenciadas quando comparada às matrizes alimentícias convencionais, sendo que seu sistema complexo de ligações conjugadas em anéis pirrólicos possibilita um caráter antioxidante, ou pró-oxidativo, atuando no sequestro de radicais livres ou desencadeando sistemas reacionais de degradação molecular. Neste sentido, o estudo destes pigmentos clorofilados visando um maior enfoque em suas estruturas químicas poderá auxiliar na elucidação do real potencial bioativo destas substâncias. Diante das diversas estruturas clorofiladas presentes no extrato de Phormidium autumnale, com diferentes polaridades, é fundamental escolher o método adequado para a avaliação do potencial antioxidante, além de investigar o mecanismo antioxidante desenvolvido por cada estrutura da molécula. Um total de onze compostos clorofilados foram separados na biomassa de Phormidium autumnale no cultivo fotossintético. Entre os compostos majoritários foram encontrados clorofila a (1498.40μg / g), e feofitina b (613.23μg / g), onde os pigmentos totais clorofilados totalizaram 2720.19μg / g no extrato de biomassa. O potencial de eliminação de radicais livres foi analisado por dois métodos diferentes no que diz respeito à sua polaridade, sendo que para o método lipofílico o extrato de Phormidium autumnale mostrou-se 200 vezes mais potente do que o α-tocoferol na eliminação de radicais peroxil, e para o método hidrofílico o extrato de Phormidium autumnale apresentou atividade antioxidante de 219,82 mμ Trolox equivalente / g de extrato. Finalmente, observamos que a biomassa de Phormidium autumnale apresenta um potencial considerável na produção de compostos clorofilados em condições fototróficas, provando ser uma fonte alternativa para matrizes convencionais de pigmentos de clorofila, bem como se mostrou eficiente na eliminação de radicais livres, evidenciando seu potencial bioativo.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Probiotic cultures have been used in food because of its beneficial effects on human health. However, the viability of the probiotic bacteria in food is often low because these microorganisms do not survive during storage of the product due to various adverse factors. Accordingly, the microencapsulation is an alternative. Microencapsulation is the protection of a compound and modulation of its release and now, several techniques are available, highlighting the complex coacervation. The complex coacervation technique has some advantages over other techniques such as the possibility of working with biopolymers, the absence of organic solvent and temperature conditions in mild processing. The objective of this study was to apply the complex coacervation technique to encapsulate B. lactis and L. acidophilus using gelatin and gum arabic as coating materials and perform the drying of the microcapsules by lyophilization. Moreover, it was analyzed zeta potential of the coating material for the production of microcapsules, the microcapsules morphology by light microscopy and scanning electron microscopy, and the average diameter and the encapsulation efficiency. The microcapsules were evaluated in the wet and dry forms, also considering the resistance of microorganisms to the drying process by lyophilization, storage at room temperature (25°C), cooled (7°C) and freezing (-18°C) for 120 days. Resistance was evaluated "in vitro" when inoculated in buffer solutions of different pH and front of the simulated human gastrointestinal tract. It was found that for both micro encapsulation by complex coacervation is effective in forming uniform probiotic microcapsules with mean diameters suitable to the process and with high encapsulation efficiency. It was also observed that probiotics were resistant to drying by lyophilization process, showing viability (> 6logUFC.g-1). The resistance to storage at different temperatures was also observed with the temperature being -18°C, the most efficient in protection of probiotics. Additionally, the microcapsules were effective to protect the probiotics against the different conditions of pH and simulated gastrointestinal conditions. Finally, the encapsulation by complex coacervation process was adequate, providing protection, controlled release and resistance to various adverse conditions, such as pH, temperature and gastrointestinal tract, and presents a number of advantages compared to other techniques. Culturas probióticas têm sido utilizadas em alimentos devido aos seus efeitos benéficos na saúde humana. Entretanto, a viabilidade das bactérias probióticas nos alimentos é frequentemente baixa por esses microrganismos não sobreviverem durante o armazenamento do produto devido a vários fatores adversos. Nesse sentido, a microencapsulação surge como uma alternativa. A microencapsulação consiste na proteção de um composto e modulação de sua liberação e, atualmente, várias técnicas estão disponíveis, destacando-se a coacervação complexa. A técnica de coacervação complexa apresenta algumas vantagens frente a outras técnicas como a possibilidade de se trabalhar com biopolímeros, a ausência de solvente orgânico e condições brandas de temperatura no processamento. O objetivo deste estudo foi aplicar a técnica de coacervação complexa para encapsular B. lactis e L. acidophilus, utilizando gelatina e goma arábica como materiais de revestimento e realizar a secagem das microcápsulas por liofilização. Ademais, foi analisado o potencial zeta dos materiais de revestimento para a produção das microcápsulas, a morfologia das microcápsulas por microscopia ótica e eletrônica de varredura, bem como o diâmetro médio e a eficiência de encapsulação. As microcápsulas foram avaliadas nas formas úmida e seca, analisando também a resistência dos microrganismos ao processo de secagem por liofilização, à estocagem a temperatura ambiente (25° C), de refrigeração (7° C) e de congelamento (-18° C) durante 120 dias. Foi avaliada a resistência “in vitro”, quando inoculados em soluções tampão de diferentes pH e frente à simulação do trato gastrointestinal humano. Verificou-se que para ambos os microrganismos a encapsulação por coacervação complexa foi eficiente em formar microcápsulas probióticas uniformes, com diâmetros médios adequados ao processo e com alta eficiência de encapsulação. Observou-se também que os probióticos foram resistentes ao processo de secagem por liofilização, apresentando viabilidade (>6logUFC.g-1). A resistência à estocagem em diferentes temperaturas também foi observada, sendo a temperatura de -18ºC, a mais eficiente na proteção dos probióticos. Além disso, as microcápsulas foram eficientes em proteger os probióticos frente às diferentes condições de pH e condições gastrointestinais simuladas. Por fim, o processo de encapsulação por coacervação complexa mostrou-se adequado, oferecendo proteção, liberação controlada e resistência à várias condições adversas, como pH, temperatura e trato gastrointestinal, além de apresentar uma série de vantagens em comparação com outras técnicas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The benefits provided by probiotics to the human body have provided their addition to various products, spreading their consumption. However, due to various factors such as storage at low temperatures, acidity and the passage through the human gastrointestinal tract undermine the viability of these organisms. Microencapsulation is alternative for the protection of these probiotics to the human intestine. The aim of this study was to develop probiotic microcapsules Bifidobacterium BB-12 by internal ionic gelation in the wet and freeze-dried form. Moreover, it was analyzed the survival of probiotics under simulated gastrointestinal conditions, tolerance "in vitro" when inoculated at different pH solutions (4.5, 6.0 and 7.5) and viability during storage at different temperatures (-18, 7, 25 °C) at different times for 120 days. In addition to the morphology, mean diameter and physicochemical characterization of microparticles. Under the conditions of 1.5% sodium alginate, 190 ×g rotation speed and 1.5% emulsifier, the microparticles had a mean diameter of 55 μm and an encapsulation yield greater than 90%. In relation to tests simulating gastrointestinal conditions, both the moist microcapsules as lyophilized were resistant, with microbial counts of 12.93 and 11.13 log CFU g-1 respectively, and these are within the standards required by Brazilian law to occur benefits exercised by probiotics. Both moist microcapsules as lyophilized showed good protection in acidic solution (pH 4.5) and total liberation of probiotics in weakly basic solution (pH 7.5). The viability of wet microcapsules was maintained for 75 days at room temperature, and there was a reduction of 6.74 log CFU g-1 over existing storage due to metabolic activity, thus resulting in cell death and loss of cell viability. Compared to other storage temperatures, the refrigeration temperature was further reduction, which was 10.52 log CFU g-1. While, in the freezing showed the best results with a probiotic viability of 7.31 log UFC g-1 after the 120 days. Analyzing the lyophilized microcapsules at room temperature caused a probiotic viability by 60 days. However, refrigeration temperatures and freeze resulted in viable microparticles for 120 days of storage. The results of the physico-chemical characterization indicated encapsulation yield and stability of the microparticles with high efficiency, to facilitate incorporation into food products. Os benefícios proporcionados pelos probióticos ao organismo humano têm proporcionado sua adição a diversos produtos, difundindo seu consumo. No entanto, devido a vários fatores como o armazenamento em baixas temperaturas, acidez e a passagem pelo trato gastrointestinal humano prejudicam a viabilidade destes microrganismos. A microencapsulação vem como alternativa de proteção destes probióticos até o intestino humano. O objetivo geral deste trabalho foi desenvolver microcápsulas probióticas de Bifidobacterium BB-12 por gelificação iônica interna na forma úmida e liofilizada. Além disto, foi analisado a sobrevivência dos probióticos sob condições gastrointestinais simuladas, tolerância ―in vitro‖ quando inoculados em diferentes soluções de pH (4.5, 6.0 e 7.5) e viabilidade durante armazenamento sob diferentes temperaturas (-18, 7 e 25 °C) em diferentes tempos por 120 dias. Além da morfologia, diâmetro médio e caracterização físico-química das micropartículas. Sob as condições de 1.5% de alginato de sódio, 190 ×g de velocidade de rotação e 1.5% de emulsificante, as micropartículas apresentaram um diâmetro médio de 55 μm e uma eficiência de encapsulação superior a 90%. Em relação aos testes simulando as condições gastrointestinais, tanto as microcápsulas úmidas como as liofilizadas foram resistentes, apresentando uma contagem de 12.93 e 11.13 log UFC g-1 respectivamente, estando dentro dos padrões exigidos pela legislação brasileira para que ocorram os benefícios exercidos pelos probióticos. Tanto as microcápsulas úmidas como as liofilizadas apresentaram boa proteção em solução ácida (pH 4.5) e liberação total dos probióticos em solução fracamente básica (pH 7.5). A viabilidade das microcápsulas úmidas, foi mantida durante 75 dias à temperatura ambiente, sendo que houve uma redução de 6.74 log UFC g-1 ao longo do armazenamento devido a atividade metabólica existente, resultando assim na morte de células e perda de viabilidade celular. Comparado as outras temperaturas de armazenamento, na temperatura de refrigeração houve maior redução, que foi de 10.52 log UFC g-1. Enquanto, que no congelamento apresentou os melhores resultados com uma viabilidade probiótica de 7.31 log UFC g-1 após os 120 dias. Analisando as microcápsulas liofilizadas, a temperatura ambiente ocasionou uma viabilidade probiótica até os 60 dias. Entretanto, as temperaturas de refrigeração e congelamento acarretaram em micropartículas viáveis por 120 dias de estocagem. Os resultados da caracterização físico-química e eficiência de encapsulação indicaram uma estabilidade das micropartículas com alta eficiência, facilitando a incorporação em produtos alimentícios.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The objective of this work was the polyunsaturated fatty acids (PUFAs) production by submerged fermentation from the fungus Mortierella isabellina. A Plackett Burman experimental design was designed to evaluate the best conditions for PUFAs production in shake flasks. Three different components of the culture medium (yeast extract, peptone, and sucrose) and three fermentation parameters (agitation, temperature and pH) were evaluated. Analyzing the results of experimental design new assays were performed with increasing concentration of yeast extract. Fermentations were conducted in Erlenmeyer flasks with 10% (v/v) inoculums for 120h, micronutrients ((NH4)2SO4, FeSO4.7H2O, MnSO4.H2O, MgSO4.7H2O) were fixed. The scale up using STR bioreactor with 2.5 L of culture medium and 10% (v/v) inoculums for 120h was defined through better results of Plackett Burman.. A 2² central composite design was set to evaluate the effect of agitation and aeration in fungal biomass production, lipids content and fatty acids profile. The lipid was extracted from dried biomass and the fatty acids were analyzed by gas chromatography. The results of the fermentation in shake flasks showed that only yeast extract had a significant effect (p

The photosynthetic conversion of carbon dioxide (CO2) for the microalgae biomass production need photobioreactors with configurations settings. The objective was to develop a hybrid photobioreactor for CO2 fixation and formation of microalgae biomass. Photobioreactor with height/diameter (L/D) of 1.46, as the principal criterion for the scale-up, was projected. Hydrodynamic parameters of the system were determined by the retention time and mixing, fluid dynamics and volume percentage in lighting versus volume in darkness (VI/VE). The biomass concentration and pH dynamics were evaluated in function of VI/VE, circulation rate, light intensity, temperature and CO2 concentration in reactor operating in continuous and discontinuous system. Maximum productivity 122.38 mg/L.h, concentration 3100 mg/L and carbon biofixation in biomass of 3.4% were achieved. Optimum operating condition of 20% VI/VE, 0.65 L/min circulation rate, 13000 lux light intensity, 25 °C temperature, 15% CO2 concentration, 120 m-1 of S/V ratio and transitional fluid flow. Thus, there is clear evidence of the potential of the concept photobioreactor proposed to provide production processes for carbon biofixation and to obtain high yields of microalgae biomass. A conversão fotossintética de dióxido de carbono (CO2) para o cultivo e produção de biomassa microalgal necessita de fotobiorreatores com configurações eficientes. O objetivo do trabalho foi desenvolver um fotobiorreator híbrido para a conversão de CO2 em biomassa microalgal. Projetou-se um fotobiorreator com relação altura/diâmetro (L/D) de 1,46 sendo este o principal critério que determina a ampliação de escala. Determinou-se a hidrodinâmica do sistema através do tempo de retenção e mistura, dinâmica do fluido e porcentagem de volume em iluminação em relação ao volume no escuro (VI/VE). Foram avaliados a concentração da biomassa e dinâmica do pH em função da porcentagem de VI/VE, velocidade de circulação, intensidade de iluminação, temperatura e concentração de CO2 com o reator em operação contínua e descontínua. Os valores máximos atingidos foram 3100 mg/L, 122,38 mg/L.h para concentração celular e produtividade em biomassa, respetivamente, e 3,4 % de biofixação de carbono na biomassa. Parâmetros operacionais ótimos de 20 % de VI/VE, 0,65 L/min de velocidade de circulação, 13000 lux de intensidade luminosa, 25 °C de temperatura, 15% de concentração de CO2, relação superfície/volume 120 m-1 e escoamento transicional do fluido. Por isso, há uma clara evidência do potencial do conceito do fotobiorreator proposto para fornecer processos de produção para o sequestro de carbono e para a obtenção de altos rendimentos de biomassa de microalgas.