Development and Characterization of Poly-ε -caprolactone Nanocapsules Containing β -carotene Using the Nanoprecipitation Method and Optimized by Response Surface Methodology

Abstract Nanoparticles demonstrate an important role in the protection of bioactive compounds from external factors such as temperature, oxygen and light. In this study, poly-ε-caprolactone (PCL) nanoparticles entrapped β-carotene was produced using the nanoprecipitation method. Firstly, was evaluated the lipophilic surfactant effect and carrier agent of the active compound in the nanocapsules formulation. After choosing the most stable formulation, the nanocapsules production was optimized using β-carotene, caprylic/capric triglycerides (CCT) and soybean lecithin. Response surface methodology (RSM) was adopted to evaluate the influence of soy lecithin concentration, volume of CCT and β-carotene concentration in the particle size, zeta potential, polydispersity index (PDI), encapsulation efficiency and recovery. Formulations containing soy lecithin and CCT demonstrated better stability comparing to the other formulations tested. The nanoparticle formulations presented an optimized particle size below 200 nm, PDI lower than 0.1 and encapsulation efficiency above 95%. Based on the results obtained, the optimum conditions to prepare PCL nanocapsules were 0.2160 mg/mL of β-carotene, 232.42 μL of CCT and 2.59 mg/mL of soy lecithin, suggesting an applicability to promote controlled released of β-carotene in food system.

Prevalência de fatores predisponentes de baixa visual em uma população de jovens do Colégio Universitário Geraldo Reis em Niterói - RJ / Prevalence of predisposing factors of low visual acuity in a youth population of the Geraldo Reis University College in Niterói - RJ

Resumo Objetivo: Determinar a prevalência de fatores predisponentes de baixa acuidade visual entre os alunos do Colégio Universitário Geraldo Reis em Niterói-RJ. Métodos: Trata-se de um estudo observacional transversal realizados em duas etapas. A primeira realizou-se a medida da acuidade visual dos alunos voluntários que aderiram ao termo de assentimento. Na segunda etapa foram selecionados aqueles alunos cuja acuidade visual não ultrapassaram 0,8 em pelo menos um dos olhos ou que apresentaram diferença de acuidade visual entre os olhos de duas linhas ou mais na tabela de Snellen, sendo encaminhados para avaliação oftalmológica completa no Serviço de Oftalmologia do Hospital Universitário Antônio Pedro / Universidade Federal Fluminense. Resultados: Do total de 325 alunos matriculados, 134 (41,2%) participaram da primeira etapa do estudo e, destes, apenas 39 (29%) apresentaram baixa visão. Dos 39 alunos selecionados para a segunda etapa do estudo, apenas 14 (36%) se voluntariaram a prosseguir para avaliação oftalmológica completa, tendo as ametropias (57,14%), a ambliopia (21,42%) e o estrabismo (14,28%) como as principais causas de baixa visual identificadas. Conclusão: A prevalência de baixa visão(low vision=baixa visão tem definição, não se chama baixa visual) para essa comunidade foi de 29% e as principais causas identificadas foram as ametropias, as ambliopias e o estrabismo. Campanhas de conscientização e os problemas de adesão aos programas de triagem devem ser considerados em novos estudos.

Abstract Purpose: To determine the prevalence of predisposing factors of low visual acuity among the students of the Geraldo Reis University College in Niterói-RJ. Methods: This was a cross-sectional observational study during which the visual acuity of the volunteer students who adhered to the assent term was measured. Those students whose visual acuity did not exceed 0.8 in at least one eye or who presented a difference between the eyes of two lines or more in the Snellen table were selected for the next stage of the study and were referred for complete ophthalmologic evaluation in the Service of Ophthalmology of the Antônio Pedro University Hospital / Fluminense Federal University. Results: Of the total of 325 students enrolled, 134 (41.2%) participated in the first stage of the study and of these, only 39 (29%) presented visual impairment. Of the 39 students selected for the second phase of the study, only 14 (36%) volunteered to proceed for a complete ophthalmologic evaluation, with ametropias (57.14%), amblyopia (21.42%) and strabismus (14, 28%) as the main causes of visual impairment identified. Conclusion: The prevalence of visual impairment for this community was 29% and the main causes identified were ametropias, amblyopia and strabismus. Awareness campaigns and problems of adherence to screening programs should be considered in new studies.

Evaluation of oxidative stability of mayonnaise containing poly ε- caprolactone nanoparticles loaded with thyme essential oil

Suspensions of poly ε-caprolactone (PCL) nanoparticles loaded with thyme essential oil were prepared as a natural antioxidant in mayonnaise. Mean particle size was 204.9 ± 2.7 and 240.0 ± 5.5 nm respectively for nanoparticles prepared with PCL alone (NP-C) and for those loaded with thyme essential oil (NP-T). The polydispersity index indicated a homogeneous distribution of all particles, with no significant difference between NP-C and NP-T samples. The nanoparticles showed a large negative charge evidenced by zeta potential rates, indicating high physical stability. The use of PCL as a polymer provided high encapsulation efficiency for thyme essential oil (91.15 ± 2.12 %). DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) method determined IC50 rates were 476.4 ± 33.6 and 483.5 ± 20.4 µg mL-1respectively for unencapsulated oil and for NP-T, evidencing pronounced antioxidant activity. NP-C, NP-T and synthetic antioxidant butylhydroxytoluene (BHT) were applied to samples of mayonnaise and their oxidative stability evaluated for eight days in an oven at 63 ± 3ºC. Results of hydroperoxide value (HP) and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) showed that NP-T had a similar performance as synthetic antioxidant BHT in the prevention of mayonnaise lipid oxidation

Physicochemical comparison of commercial VS. extracted ß-glucans and structural characterization after enzymatic purification / Comparación fisicoquímica entre ß-glucanos comerciales y extraídos, y caracterización estructural después de purificación enzimática

Background: ß-glucans (1-3: 1-4) are soluble fibers applied to foods due to their technological properties (water binding capacity, viscosity, emulsification and stabilization) and their beneficial effects on health. The functional properties of ß-glucans can be lost during the extraction and purification processes. The high viscosity of ß-glucans is related to a high molecular weight and its physiological properties in the intestine. Therefore, to characterize the fiber after its extraction and purification is fundamental to understand its possible applications in foods. Objectives: characterize ß-glucans extracted (EßG) and compare them with three commercial ß-glucans (CßG-A, CßG-B and CßG-C) to identify its possible applications in foods and to evaluate if enzymatic purification affects molecular and structurally the ß-glucans. Methods: barley ß-glucans were extracted (EßG), characterized by chemical analyzes, rheological behavior, and color, and compared to three commercial ß-glucans samples. Then, the extract was purified and its structural and molecular characteristics were calculated. Results: EßG contained 64.38 ± 3.54% of ß-glucans, high starch contamination (12.70 ± 1.73%), high content of calcium (8894 mg/kg), pseudoplastic behavior, and dark color (L* = 52.77 ± 0.7). All commercial samples showed low starch contamination, lighter color, and Newtonian behavior. After purification starch and protein contamination decreased (0.85 ± 0.46% and 5.50 ± 0.12% respectively), increased the content of ßG (69.45 ± 0.81%) and increased brightness (L* = 92.60 ± 1.70). Purified ß-glucans (PßG) showed a molar weight of 690 ± 1.6 kDa and species with degree polymerization 3 (DP3) to 11 (DP11) were identified on the structure. Conclusions: EßG extracts before the purification presented a high viscosity and contamination. The enzymatic purification process was effective and allowed to maintain a high molar mass of PßG and its distinctive molecular structures (species with DP3 and DP4). The commercial samples CßG-A and CßG-B showed a low content of ß-glucans. Finally, CßG-C presented the best physicochemical and rheological properties for its subsequent application in food.

Antecedentes: los ß-glucanos (1-3: 1-4) son fibras solubles aplicadas a los alimentos debido a sus propiedades tecnológicas (capacidad de retención de agua, viscosidad, emulsificación y estabilización) y a sus efectos beneficiosos en la salud. Las propiedades funcionales de los ß-glucanos pueden perderse durante los procesos de extracción y purificación. La alta viscosidad de los ß-glucanos está relacionada con un alto peso molecular y con sus propiedades fisiológicas en el intestino. Por lo tanto, caracterizar la fibra después de su extracción y purificación es fundamental para comprender sus posibles aplicaciones en alimentos. Objetivos: caracterizar ß-glucanos extraídos (EßG) y compararlos con tres marcas comerciales (CßG-A, CßG-B y CßG-C) para identificar su futura aplicación en alimentos y evaluar si la purificación enzimática afecta molecular y estructuralmente los ß-glucanos. Métodos: se extrajeron ß-glucanos de cebada (EßG), caracterizados por análisis químicos, comportamiento reológico y color, y se compararon con tres muestras comerciales. Posteriormente, el extracto (EßG) se purificó y se identificaron sus características estructurales y su peso molecular. Resultados: EßG contenía 64.38 ± 3.54% de ß-glucanos, alta contaminación con almidón (12.70 ± 1.73%), alto contenido de calcio (8894 mg / kg), comportamiento pseudoplástico y color oscuro (L* = 52.77 ± 0.7). Todas las muestras comerciales mostraron una baja contaminación con almidón, color más claro y comportamiento newtoniano. Después de la purificación de EßG, la contaminación con almidón y proteína disminuyó (0.85 ± 0.46% y 5.50 ± 0.12%, respectivamente), aumentó el contenido de ßG (69.45 ± 0.81%) y aumentó su luminosidad (L* = 92.60 ± 1.70). Los ß-glucanos purificados (PßG) mostraron un peso molar de 690 ± 1,6 kDa y se identificaron en la estructura especies con grado de polimerización desde 3 (GP3) hasta 11 (GP11). Conclusiones: los EßG antes de la purificación presentaron alta viscosidad y contaminación. El proceso de purificación enzimática fue efectivo y permitió mantener una alta masa molar de la fibra y sus estructuras moleculares características (especies con GP3 y GP4). Las muestras comerciales CßG-A y CßG-B mostraron un bajo contenido de ß-glucanos. Finalmente, la CßG-C presentó las mejores propiedades fisicoquímicas y reológicas para su posterior aplicación en alimentos.

Wake-up stroke: Clinical characteristics, sedentary lifestyle, and daytime sleepiness / Wake-up stroke: achados clínicos, sedentarismo e sonolência diurna

Summary Objective: Wake-up stroke (WUS) is defined when the exact time of the beginning of the symptoms cannot be determined, for the deficits are perceived upon awakening. Sleep alterations are important risk factors for stroke and cardiovascular diseases. This study evaluates the characteristics of patients with and without WUS, the presence of daytime sleepiness, and associated risk factors. Method: Patients with ischemic stroke were investigated about the presence of WUS. Clinical and demographic characteristics were evaluated. Stroke severity was studied by the National Institutes of Health Stroke Scale (NIHSS) and the Modified Rankin Scale (MRS), and daytime sleepiness severity was studied by the Epworth Sleepiness Scale (ESS). Results: Seventy patients (57.1% men) aged from 32 to 80 years (58.5±13.3) were studied. WUS was observed in 24.3%. Arterial hypertension (67.1%), type 2 diabetes (27.1%), and hyperlipidemia (22.8%) were frequent. Type 2 diabetes and sedentary lifestyle were more common in patients with WUS (p<0.05). Overall, mild, moderate or very few symptoms of stroke (NIHSS<5) were predominant (62.3%). Among all cases, 20% had excessive daytime sleepiness (ESS>10). No differences were found between patients with and without WUS as regards stroke severity or excessive daytime sleepiness. Patients with excessive daytime sleepiness were younger and had more sedentary lifestyle (p<0.05). Individuals with previous history of heavy drinking had more daytime sleepiness (p=0.03). Conclusion: Wake-up stroke occurs in approximately 25% of stroke cases. In this study, patients with WUS had more diabetes and sedentary lifestyle. Daytime sleepiness is frequent and is associated with sedentary lifestyle and heavy drinking.

Resumo Objetivo: wake-up stroke (WUS) define o acidente vascular cerebral (AVC) que ocorre sem horário preciso de início, pois os sintomas manifestam-se ao despertar. Alterações do sono associam-se a maior risco de AVC e doenças cardíacas. Este estudo avalia as características dos pacientes com e sem WUS, a presença de sonolência diurna e os fatores de risco associados. Método: pacientes com AVC isquêmico foram identificados quanto à presença de WUS. Foram avaliadas as características clínico-demográficas, a gravidade do AVC pela National Institutes of Health Stroke Scale (NIHSS) e pela Modified Rankin Scale (MRS) e o grau de sonolência pela Epworth Sleepiness Scale (ESS). Resultados: setenta pacientes (57,1% homens) com idade entre 32 e 80 anos (58,5±13,3) foram estudados. Wake-up stroke foi observado em 24,3% dos casos. Hipertensão arterial sistêmica (67,1%), diabetes (27,1%) e distúrbio do metabolismo lipídico (22,8%) foram frequentes. Diabetes e hábitos sedentários foram mais comuns nos casos com WUS (p<0,05). Na amostra total, 62,3% dos casos apresentavam AVC leve, moderado ou com poucos sintomas (NIHSS<5). Sonolência excessiva diurna (SED) (ESS>10) foi identificada em 20% dos pacientes. Não houve diferença entre os grupos com e sem WUS quanto à gravidade do AVC e o grau de sonolência. Pacientes com SED eram mais jovens e mais sedentários (p<0,05). Os indivíduos com etilismo tinham maior grau de sonolência (p=0,03). Conclusão: wake-up stroke manifesta-se em 25% dos casos de AVC isquêmico. Neste estudo, os pacientes com WUS apresentaram mais diabetes e sedentarismo. Sonolência diurna é frequente e associa-se a hábitos sedentários e etilismo.

Characteristics of cassava starch fermentation wastewater based on structural degradation of starch granules / Características das águas residuais da fermentação do amido de mandioca com base na degradação estrutural dos grânulos de amido

ABSTRACT: Sour cassava starch is a naturally modified starch produced by fermentation and sun drying, achieving the property of expansion upon baking. Sour cassava starch' bakery products can be prepared without the addition of yeast and it is gluten free. The fermentation process associated with this product has been well studied, but the wastewater, with high acidity and richness in other organic compounds derived from starch degradation, requires further investigation. In this study, the structure of solids present in this residue was studied, seeking to future applications for new materials. The solids of the wastewater were spray dried with maltodextrin (MD) with dextrose equivalent (DE) of 5 and 15 and the structure of the powder was evaluated by scanning electron microscopy. A regular structure with a network arrangement was observed for the dried material with MD of 5 DE, in contrast to the original and fermented starches structure, which suggests a regular organization of this new material, to be studied in future applications.

RESUMO: O polvilho azedo é um amido naturalmente modificado, produzido por fermentação e seco ao sol, atingindo a propriedade de expansão. Produtos de panificação a partir do polvilho azedo podem ser preparados sem a adição de leveduras e são livres de glúten. O processo fermentativo tem sido exaustivamente estudado, mas as águas residuais com elevada acidez e ricas em compostos orgânicos derivados da degradação do amido, requerem futuros trabalhos. Neste estudo, a estrutura dos sólidos presentes nesse efluente foi estudada vislumbrando futuras aplicações para estes novos materiais. Os sólidos contidos na água residual foram secos em spray dryer com maltodextrina (MD), com equivalente de dextrose (DE) de 5 e 15. A estrutura das partículas foi observada por microscopia eletrônica de varredura. Uma estrutura regular com arranjo em rede foi observada para o material seco com MD DE 5, em características que diferem das estruturas do amido nativo e do amido fermentado, o que sugere uma nova e regular organização estrutural com futuras aplicações a serem determinadas.

Effects of fat replacement on properties of whole wheat bread

Bread characteristics are dependent upon the chemical composition and fiber content of the wheat flour used. A healthy diet can help prevent chronic diseases, where whole grains and fewer calories from fat are components of a healthy diet. The aims of this study were to determine the centesimal composition of wheat flour samples (whole, refined, and flour blends) along with their farinographic parameters (water absorption, development time and stability) and also to verify the specific volume, crumb texture profile and digital imaging of bread loaves made with 60% whole wheat flour and 3% fat or fat replacer. Increasing the whole wheat flour percentage in the blends also increased levels of protein, ash and insoluble fiber. All the farinographic parameters were also increased. Enzymatically modified starch was found to be an effective fat replacer in whole wheat loaves. The loaves made using fat replacer had the same specific volume and higher cell density as those made with fat, but exhibited different texture profile parameters such as higher hardness value and lower springiness value.

A composição química da farinha de trigo e a presença de fibras afeta as características dos pães. Uma forma de contribuir com a prevenção de doenças crônicas não transmissíveis é através de alimentação saudável, incluindo grãos integrais na dieta alimentar e reduzindo as calorias de determinado alimento, substituindo a gordura. Assim, este trabalho tem como objetivo determinar a composição centesimal das amostras de farinha de trigo integral, refinada e as misturas entre elas; bem como os parâmetros farinográficos (absorção de água, tempo de desenvolvimento e estabilidade) das mesmas. Além disso, verificar volume específico, perfil de textura do miolo e análise de imagem de pães elaborados com 60% de farinha de trigo integral e com 3% de gordura ou com substituto de gordura. Os dados foram submetidos à análise de variância. À medida que aumenta o percentual de farinha integral, os teores de proteína, cinzas e fibra insolúvel alcançam valores significativamente maiores e a absorção de água fica maior na farinografia, bem como o tempo de desenvolvimento e a estabilidade. O amido modificado enzimaticamente utilizado na elaboração de pão com 60% de farinha de trigo integral funcionou como um efetivo substituto de gordura. O pão integral elaborado com substituto de gordura apresentou volume específico significativamente igual ao pão integral elaborado com gordura, porém com diferenças em relação a parâmetros do perfil de textura, maior firmeza e menor elasticidade além de maior densidade celular do que o pão elaborado com gordura.

Purification and characterization of hyaluronic acid from chicken combs / Purificação e caracterização do ácido hialurônico obtido da crista de frango

Hyaluronic acid (HA) is an important macromolecule in medical and pharmaceutical fields. The umbilical cord and the chicken comb are some of the tissues richest in this polysaccharide. The profit from obtaining HA from the combs of slaughtered animals is particularly attractive. This work aimed to extract, purify, and characterize HA. The glycosaminoglycan concentration in the chicken comb was found to be about 15µg of hexuronic acid mg-1 of dry tissue. Fractionation using ion exchange chromatography and subsequent identification of the fractions by agarose gel electrophoresis showed that HA corresponded to 90% of the total amount of extracted glycosaminoglycans.

O ácido hialurônico (AH) é uma importante macromolécula nas áreas médica e farmacêutica. O cordão umbilical e a crista de frango constituem uns dos tecidos mais ricos nesse polissacarídeo. O aproveitamento das cristas dos animais abatidos para a obtenção de HA é particularmente atraente. O presente trabalho teve como objetivo a extração, purificação e caracterização do AH. A concentração de glicosaminoglicanos encontrada na crista de frango foi ao redor de 15µg de ácido hexurônico mg-1 de peso seco. O fracionamento por cromatografia de troca iônica e a subsequente identificação das frações por eletroforese de gel de agarose mostrou que o AH corresponde a 90% do total de glicosaminoglicanos extraídos.

Atividade antioxidante do ácido hialurônico extraído da crista de frango / Antioxidant activity of hyaluronic acid extracted from chicken crest

O ácido hialurônico (AH) é uma macromolécula com importância na área médica, na área farmacêutica e na indústria de cosméticos. O cordão umbilical e a crista de galo são os tecidos mais ricos neste polissacarídeo. O Brasil é um dos principais exportadores de frango do mundo; assim, o aproveitamento das cristas dos animais abatidos para a obtenção de AH se mostra particularmente atraente. Este trabalho teve como objetivos fazer a extração do AH da crista de frango e determinar a atividade antioxidante in vitro. Cristas de frangos secas e delipidadas foram submetidas à digestão proteolítica e posteriormente à precipitação com cloreto de cetilpiridinio (CPC). A atividade antioxidante foi determinada pelo método de seqüestro do radical 2,2 - difenil 1-picrilhidrazil (DPPH). A concentração de glicosaminoglicanos (GAGs) na crista de frango é de 14,9µg de ácido hexurônico /mg de tecido seco e o AH extraído apresentou ótima atividade antioxidante in vitro. Desse modo, o AH pode ser aproveitado como um resíduo das indústrias de processamento de frangos.

The hyaluronic acid (HA) is an important macromolecule in medical and pharmaceutical areas as well as in the cosmetics industry. The umbilical cord and the chicken crest are two of the richest tissues in this polysaccharide. Since Brazil is one of the main chicken exporters in the world, the utilization of crests from slaughtered animals to obtain HA is particularly attractive. The present research aimed to extract hyaluronic acid (HA) from the crest and determine its antioxidant activity in vitro. Dry and delipidated chicken crest underwent proteolytic digestion and subsequent precipitation with cetylpyridinium chloride (CPC). Antioxidant activity was determined by the 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) method. The glycosaminoglycans (GAG) concentration in the chicken crest was 14.9µg of hexuronic acid /mg of dry tissue and the extracted HA presented great antioxidant activity in vitro. Thus, HA may be used as a sub-product of poultry processing industries.

Avaliação tecnológica, microbiológica, química e física de conservas de mexilhões (Perna perna) embaladas a vácuo / Technological, microbiological, chemical and physical evaluation of mussel conserves (Perna perna) vacuum packed

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do processamento térmico sobre as propriedades de mexilhões em embalagem flexível a vácuo, preparados com diferentes teores de cloreto de sódio (sal) e ácido lático, mantidos a 25+- 1ºC por até 90 dias. As conservas foram avaliadas quanto ás características microbiológicas, pH, bases voláteis totais (N-BVT) e perfil de textura. Essa forma de conservação mostrou-se eficiente quanto às características microbiológicas.Os resultados obtidos para coliformes a 45ºC, Salmonella ssp. e Staphylococcus coagulase positiva. O mesmo comportamento foi observado para os teores de N-BVT das conservas sendo todos menores ou igual 13,36 mg/100g do produto. Valores adequados de pH foram observados foram observados quando empregados teores de ácido lático entre 5,0 e 7,5 por cento. O teste de compressão evidenciou maior dureza e consistência nas conservas de mexilhões, armazenadas por 30 dias, quando continham menores teores de sal e maiores de ácido lático. Porém, o mesmo teste quando realizado aos 90 dias de armazenamento indicou menor dureza ew consistência para conservas com maiores teores de ácido lático. No teste de penetração não foram observadas relações entre os parâmetros dureza e consistência comn os teores de sal e ácido láqtico empregados.