Development of chitosan based microencapsulated spray dried powder of tuna fish oil: oil load impact and oxidative stability / Desenvolvimento de pó microencapsulado por pulverização de óleo de atum à base de quitosana: impacto da carga de óleo e estabilidade oxidativa

Abstract The impact of fish oil concentration on the oxidative stability of microcapsules through the spray drying process using chitosan and maltodextrin as wall material was studied. Emulsions were prepared with different Tuna fish oil (TFO) content (TFO-10%, TFO20%, TF030% TF0-40%) while wall material concentration was kept constant. Microencapsulated powder resulting from emulsion prepared with high fish oil load have high moisture content, wettability, total oil and low encapsulation efficiency, hygroscopicity and bulk tapped density. Oxidative stability was evaluated periodically by placing microcapsules at room temperature. Microcapsules prepared with TFO-10% presented high oxidative stability in terms of peroxide value (2.94±0.04) and anisidine value (1.54±0.02) after 30 days of storage. It was concluded that optimal amounts of fish oil for microencapsulation are 10% and 20% using chitosan and maltodextrin that extended its shelf life during study period.

Resumo Foi estudado o impacto da concentração de óleo de peixe na estabilidade oxidativa de microcápsulas por meio do processo de secagem por atomização, utilizando quitosana e maltodextrina como material de parede. As emulsões foram preparadas com diferentes teores de óleo de atum (TFO) (TFO-10%, TFO20%, TF030% TF0-40%), enquanto a concentração de material de parede foi mantida constante. O pó microencapsulado resultante da emulsão preparada com alta carga de óleo de peixe tem alto teor de umidade, molhabilidade e óleo total e baixa eficiência de encapsulação, higroscopicidade e densidade extraída a granel. A estabilidade oxidativa foi avaliada periodicamente colocando microcápsulas à temperatura ambiente. As microcápsulas preparadas com TFO-10% apresentaram alta estabilidade oxidativa em termos de valor de peróxido (2,94 ± 0,04) e valor de anisidina (1,54 ± 0,02) após 30 dias de armazenamento. Concluiu-se que as quantidades ideais de óleo de peixe para microencapsulação são de 10% e 20% usando quitosana e maltodextrina que prolongaram sua vida útil durante o período de estudo.

Development of chitosan based microencapsulated spray dried powder of tuna fish oil: oil load impact and oxidative stability

Abstract The impact of fish oil concentration on the oxidative stability of microcapsules through the spray drying process using chitosan and maltodextrin as wall material was studied. Emulsions were prepared with different Tuna fish oil (TFO) content (TFO-10%, TFO20%, TF030% TF0-40%) while wall material concentration was kept constant. Microencapsulated powder resulting from emulsion prepared with high fish oil load have high moisture content, wettability, total oil and low encapsulation efficiency, hygroscopicity and bulk tapped density. Oxidative stability was evaluated periodically by placing microcapsules at room temperature. Microcapsules prepared with TFO-10% presented high oxidative stability in terms of peroxide value (2.94±0.04) and anisidine value (1.54±0.02) after 30 days of storage. It was concluded that optimal amounts of fish oil for microencapsulation are 10% and 20% using chitosan and maltodextrin that extended its shelf life during study period.

Resumo Foi estudado o impacto da concentração de óleo de peixe na estabilidade oxidativa de microcápsulas por meio do processo de secagem por atomização, utilizando quitosana e maltodextrina como material de parede. As emulsões foram preparadas com diferentes teores de óleo de atum (TFO) (TFO-10%, TFO20%, TF030% TF0-40%), enquanto a concentração de material de parede foi mantida constante. O pó microencapsulado resultante da emulsão preparada com alta carga de óleo de peixe tem alto teor de umidade, molhabilidade e óleo total e baixa eficiência de encapsulação, higroscopicidade e densidade extraída a granel. A estabilidade oxidativa foi avaliada periodicamente colocando microcápsulas à temperatura ambiente. As microcápsulas preparadas com TFO-10% apresentaram alta estabilidade oxidativa em termos de valor de peróxido (2,94 ± 0,04) e valor de anisidina (1,54 ± 0,02) após 30 dias de armazenamento. Concluiu-se que as quantidades ideais de óleo de peixe para microencapsulação são de 10% e 20% usando quitosana e maltodextrina que prolongaram sua vida útil durante o período de estudo.

Estudio de un sistema microparticulado que contiene aceite de tomillo (Thymus vulgaris) y de su aplicación potencial como promotor de crecimiento en la producción de pollos de engorde

Introducción: es conocida la actividad del aceite esencial de tomillo como promotor de crecimiento en pollos de engorde, pero su aplicación directa en producción se dificulta debido a su inestabilidad asociada a su alta volatilización. Objetivo: desarrollar un microencapsulado que incluya al aceite esencial de tomillo y se evalúe su desempeño en campo. Metodología: la técnica empleada para la microencapsula-ción fue la de secado por aspersión, utilizando como biopolímeros goma arábiga (GA), maltodextrina (M) o almidón de ñame succinatado (AÑS). Se establecieron las condiciones de emulsificación (paso previo a la microencapsulación), así como las condiciones para la obtención de las micropartículas, mediante la aplicación de un diseño estadístico experimental (DEE). Adicionalmente, se caracterizó la morfología, estabilidad, comportamiento de liberación y desempeño en campo de la formulación obtenida bajo las condiciones definidas. Resultados: se seleccionaron las matrices de los biopolímeros GA/M y GA/M/AÑS que conformaron el material de recubrimiento de las micropartículas. La eficiencia de encapsulación fue de 87,5 %, su tamaño de partícula de 74,5 µm, su índice de dispersión de 2,4 y tuvo un rendimiento de 48,5%. El ensayo de estabilidad demostró que la cubierta polimèrica ejerce cierta protección a la pérdida del aceite esencial. Los estudios de liberación evidenciaron la modulación de la liberación del activo. El estudio en campo demostró que el sistema microparticulado presenta un comportamiento estadísticamente similar al producto comercial que sirvió de comparador. Conclusión: este microencapsulado podría ser empleado como promotor de crecimiento en la producción de pollos de engorde.

SUMMARY Introduction: The biological activity of the thyme essential oil is known to work as growth promoter on broilers, but its direct applicability on production is difficult due to its instability associated to its volatilization. Aim: To develop a micro-encapsulated thyme essential oil and its performance in diets for broiler chickens. Methodology: The technique used for the microencapsulation was the spray drying process, using the Gum Arabic (GA), Maltodextrin (M) or Starch Yam succinate (SYS) as biopolymers. The emulsification conditions (previous step to the micro-encapsulation) and the conditions to obtain the microparticles were stablished, through the implementation of a statistical experimental design (SED) The formulation obtained under defined conditions is additionally characterized in terms of morphology, stability, release behavior and field performance. Results: The biopolymer matrixes GA/M and GA/M/SYS were selected for the covering material of the microparticles. The encapsulation efficacy was 87.5 %, its particle size was 74.5 [zm, the dispersity index 2.4 and a yield of 48,5%. The stability test proved that polymeric cover exerts some protection to the loss of the essential oil. The release studies demonstrated the release modulation of the active ingredient. The field study proved that the microparticulate system presents a statistical behavior like the commercial product used as comparator. Conclusion: This approach suggests that this microencapsulation method could be used as a growth promoter in the production of broiler chickens.

Introdução: a atividade do óleo essencial de tomilho como promotor de crescimento em frangos de corte é conhecida, mas sua aplicação direta na produção é difícil devido à sua instabilidade associada à sua alta volatilização. Objetivo: desenvolver um microencapsulado que inclua óleo essencial de tomilho e avaliar seu desempenho em campo. Metodologia: a técnica utilizada para microencapsulação foi a secagem por spray dryer, utilizando como biopolímeros goma arábica (GA), maltodextrina (M) ou amido succinato de inhame (ASI). As condições de emulsificação (etapa anterior à microencapsulação) foram estabelecidas, bem como as condições de obtenção das micropartículas, através da aplicação de um desenho estatístico experimental (DEE). Adicionalmente, foram caracterizados a morfologia, estabilidade, comportamento de liberação e desempenho em campo da formulação obtida nas condições definidas. Resultados: foram selecionadas as matrizes biopoliméricas GA/M e GA/M/AÑS que formaram o material de revestimento das micropartículas. A eficiência de encapsulamento foi de 87,5 %, seu tamanho de partícula foi de 74,5 [zm, seu índice de dispersão foi de 2,4 e teve um rendimento de 48,5%. O teste de estabilidade mostrou que a cobertura polimérica exerce alguma proteção contra a perda de óleo essencial. Os estudos de liberação evidenciaram a modulação da liberação do princípio ativo. O estudo de campo mostrou que o sistema microparticulado apresenta comportamento estatisticamente semelhante ao produto comercial que serviu de comparador. Conclusão: este microencapsulado pode ser utilizado como promotor de crescimento na produção de frangos de corte.

Síntesis en fase sólida de un neuropéptido cosmecéutico y su microencapsulación en un sistema liposomal / Solid phase synthesis of a cosmeceutical neuropeptide and its microencapsulation in a liposomal system / Síntese de fase sólida de um neuropeptídeo cosmecêutico e sua microencapsulação em um sistema lipossomal

RESUMEN Introducción: Actualmente los péptidos sintéticos se han constituido en una novedosa alternativa para el tratamiento de la piel envejecida. Acetilhexapéptido-3 (Ac-EEMQRR-NH2) ha sido utilizado para inducir reducción de líneas de expresión de manera análoga a la toxina botulínica, pero sin efectos tóxicos. Objetivo: Sintetizar el acetilhexapéptido-3 y desarrollar un sistema liposomal para su encapsulación y favorecer su paso a través de una membrana modelo. Metodología: El péptido fue obtenido mediante síntesis en fase sólida (SFS) empleando la estrategia Fmoc/tBu, fue purificado y plenamente caracterizado. El sistema liposomal con acetilhexapéptido-3 encapsulado fue desarrollado mediante la formación de una emulsión con posterior inversión de fase por evaporación del solvente orgánico. Los sistemas fueron caracterizados en su tamaño, potencial zeta, eficiencia de encapsulación del neuropéptido y de manera preliminar se realizó un estudio de permeabilidad ex vivo. Resultados: Es posible sintetizar péptidos cortos con alto grado de pureza y buen rendimiento, utilizando la metodología de SFS Fmoc/tBu. De acuerdo con la caracterización, el sistema liposomal adelantado sugiere una buena estrategia para la encapsulación del acetilhexapéptido-3 y su potencial aplicación en el desarrollo un novedoso producto cosmecéutico.

SUMMARY Introduction: Currently synthetic peptides have become a novel alternative for the treatment of aging skin. Acetylhexapeptide-3 (Ac-EEMQRR-NH2) has been used to induce reduction of expression lines in a manner analogous to botulinum toxin, but without toxic effects. Aim: To synthesize acetylhexapeptide-3 and to develop a lipo-somal system for its encapsulation and favor its passage through a model membrane. Methodology: The peptide was obtained by solid phase synthesis (SFS) using the Fmoc / tBu strategy, it was purified and fully characterized. The liposomal system with encapsulated acetylhexapeptide-3 was developed by forming an emulsion with subsequent phase inversion by evaporation of the organic solvent. The systems were characterized in their size, zeta potential, neuropeptide encapsulation efficiency and a preliminary ex vivo permeability study was carried out. Results: It is possible to synthesize short peptides with a high degree of purity and good yield, using the SFS Fmoc / tBu methodology. According to the characterization, the advanced liposomal system suggests a good strategy for the encapsulation of acetylhexapeptide-3 and its potential application in the development of a novel cosmeceutical product.

RESUMO Introdução: Atualmente os peptídeos sintéticos têm se tornado uma nova alternativa para o tratamento do envelhecimento cutâneo. O acetilhexapeptídeo-3 (Ac-EEMQR-R-NH2) tem sido usado para induzir a redução das linhas de expressão de maneira análoga à toxina botulínica, mas sem efeitos tóxicos. Objetivo: Sintetizar acetilhe-xapeptídeo-3 e desenvolver um sistema lipossomal para seu encapsulamento e favorecer sua passagem por uma membrana modelo. Metodologia: O peptídeo foi obtido por síntese em fase sólida (SFS) utilizando a estratégia Fmoc / tBu, foi purificado e totalmente caracterizado. O sistema lipossomal com acetilhexapeptídeo-3 encapsulado foi desenvolvido pela formação de uma emulsão com subsequente inversão de fase por evaporação do solvente orgânico. Os sistemas foram caracterizados quanto ao tamanho, potencial zeta, eficiência de encapsulação de neuropeptídeos e um estudo preliminar de permeabilidade ex vivo foi realizado. Resultados: É possível sintetizar peptídeos curtos com alto grau de pureza e bom rendimento, utilizando a metodologia SFS Fmoc / tBu. De acordo com a caracterização, o sistema lipossomal avançado sugere uma boa estratégia para a encapsulação do acetilhexapeptídeo-3 e seu potencial aplicação no desenvolvimento de um novo produto cosmecêutico.

Caracterização físico-química de microcápsulas de pimenta-de-cheiro (Capsicum chinense Jacquin) madura / Physical-chemical characterization of microcapsules of chilled pepper (Capsicum chinense Jacquin) mature

O cultivo de pimentas pertencentes ao gênero Capsicum no Brasil é importante devido a geração de renda agregando valor ao produto, como também sua importância histórica. Os frutos de pimenta são ricos em antioxidantes naturais como: vitaminas C, E e carotenoides. No Brasil a pimenta-de-cheiro é encontrada desde a América Central até o sul do Brasil; por esse motivo, é considerada a mais brasileira das espécies domesticadas. A microencapsulação compreende protege contra perdas nutricionais, preserva ou mascara cor e sabor, aumenta a vida de prateleira. Análises físico-quimicas realizadas foram: Umidade, Aw, pH, cinzas, ºBrix (Solidos solúveis), vitamina C. As análises mantiveram dentro dos valores esperados sendo a vitamina C o componente que obteve melhor conservação mantendo-se estável durante o armazenamento.

Encapsulation of Lactobacillus acidophilus and different prebiotic agents by external ionic gelation followed by freeze-drying / Encapsulação de Lactobacillus acidophilus e diferentes agentes prebióticos por gelificação iônica externa seguida de liofilização

ABSTRACT: The aim of this study was to investigate the influence of the addition of prebiotics rice bran, inulin and hi-maize, on the survival of Lactobacillus acidophilus in alginate microparticles obtained by external ionic gelation followed by freeze-drying. The microparticles size ranged from 127.5μm to 234.6μm. Microparticles added from the different prebiotics demonstrated an increase in the protection of the microorganism, which presented greater viability against the gastrointestinal simulation. As for storage under different conditions, rice bran treatment at 25ºC kept probiotics viable for 30 days. Under storage conditions -18°C and 7°C, treatments containing prebiotics hi-maize and rice bran maintained viable probiotic microorganisms for a period of 60 days.

RESUMO: O objetivo desse estudo foi investigar a influência da adição dos prebióticos farelo de arroz, inulina e hi-maize, na sobrevivência de Lactobacillus acidophilus em micropartículas de alginato obtidas por gelificação externa seguida de liofilização. Analisou-se o tamanho das micropartículas, a viabilidade, em simulação gastrointestinal e estabilidade, durante armazenamento. O tamanho das micropartículas variou de 127.5µm a 234.6µm. As micropartículas adicionadas dos diferentes prebióticos demonstraram um aumento na proteção do microrganismo, que apresentou maior viabilidade frente à simulação gastrointestinal. Quanto ao armazenamento em diferentes condições, a 25ºC o tratamento farelo de arroz manteve os probióticos viáveis por 30 dias. Nas condições de armazenamento -18ºC e 7°C os tratamentos contendo os prebióticoshi-maize e farelo de arroz mantiveram os microrganismos probióticos viáveis por um período de 60 dias.

Production and characterization of alginate microparticles obtained by ionic gelation and electrostatic adsorption of concentrated soy protein / Produção e caracterização de micropartículas de alginato obtidas por gelificação iônica e adsorção eletrostática de concentrado proteico de soja

ABSTRACT: Microencapsulation is used for protection and release of bioactive compounds. Combination of encapsulation methods allows the production of matrices with better technological properties compared to the application of one of the methods alone. Use of ionic gelation produces porous microparticles, and coating it with a protein, by electrostatic interaction, may contribute to a better protection of the active compound. The objective of the research was to produce alginate microparticles (AG) through ionic gelation and to coat them with soluble protein from soy protein concentrate. Two factors were studied, calcium concentration during ionic gelation (0.8, 1.6 and 2.4% w/w) and pH (3.5 and 7.0) of the protein solution for electrostatic interaction. Zeta potential (ZP) of biopolymers and microparticles were determined. Microparticles were characterized according to its morphology, average size and size distribution, as well as protein adsorption. Microparticles presented (154-334μm) multinuclear distribution of active compound, continuous and smooth surface, with a great standard deviation considering average size. The calcium concentration did not influence the protein adsorption on microparticles.The pH used in protein adsorption showed significant effect, with higher adsorption occurring at pH 3.5 (6.5 to 6.7% w/w, dry basis,db, of adsorbed protein) compared to pH 7.0 (<2.0% w/w, db, of adsorbed protein) indicating that electrostatic interaction was determinant for the protein coating. At this situation, ionic gelation microparticles and proteins presented ZP with opposite charges (pH>pKa AG<Isoelectric point, IP).

RESUMO: A microencapsulação é utilizada para a proteção de compostos bioativos e controle de sua liberação. A combinação de métodos de encapsulação permite a obtenção de matrizes com melhores propriedades tecnológicas em relação às técnicas utilizadas individualmente. Na gelificação iônica são produzidas micropartículas porosas, e o recobrimento por interação eletrostática com uma proteína permite a obtenção de micropartículas mais protetivas. O objetivo do trabalho foi produzir micropartículas de alginato (AG) através da gelificação iônica e recobri-las com proteínas solúveis de concentrado proteico de soja. Dois fatores foram estudados, o teor de cálcio utilizado na gelificação iônica (0,8,1,6 e 2,4% m/m) e o pH (3,5 e 7,0) para o recobrimento eletrostático com uma camada proteica. Os potenciais zeta (PZ) dos biopolímeros e das micropartículas foram determinados. As micropartículas foram caracterizadas quanto a morfologia, tamanho médio e sua distribuição e quanto ao teor de proteína adsorvida nas situações estudadas. As micropartículas obtidas apresentaram-se (154-334μm) com recheio distribuído de forma multinuclear, com superfície continua e visualmente lisas, porém com variação grande no tamanho médio. A variação do teor de cálcio não foi significativa na adsorção proteica. O pH utilizado na adsorção proteica foi significativo, com adsorções muito maiores em pH 3,5 (6,5 - 6,7% m/m de proteína adsorvida, base seca) comparado ao pH 7,0 (<2,0% m/m de adsorção proteica, base seca), indicando que a interação eletrostática foi determinante no recobrimento proteico. Nesta situação, micropartículas AG e a proteína apresentam PZ com cargas opostas (pH>pKa AG<ponto isoeletrico, PI).

Synbiotic aerated dessert: diet product development and evaluation of the intake effects in individuals with metabolic syndrome / Sobremesa aerada simbiótica: desenvolvimento do produto diet e avaliação dos efeitos da ingestão sobre indivíduos com síndrome metabólica

The objective of this work was to adapt a synbiotic aerated diet dessert, produced with the addition of a probiotic culture of Lactobacillus acidophilus La-5 and prebiotic ingredients (fructooligosaccharides and inulin), from the previously developed sucrose-containing formulation, and to evaluate the effects of its ingestion on adult volunteers with metabolic syndrome (MetS) during a period of 8 weeks of intervention. In addition, to improve the resistance of the probiotic to simulated gastrointestinal conditions, a microencapsulation process was optimized. For the development of the product, the formulations were produced in triplicates, in which probiotic culture survival, instrumental texture and sensory acceptability were evaluated up to 112 days of storage under freezing (-18 °C). Subsequently, a randomized, double-blind, placebo-controlled trial was carried out in which the product developed was administered to forty-five volunteers with MetS assigned into two groups, each receiving 40 g/day of: synbiotic diet mousse (SDM) (n=23) and placebo diet mousse (PDM) without pro- and prebiotics (n=22). Fasting blood samples were collected at the beginning and after 8 weeks of daily consumption of both mousses to determine the anthropometric, biochemical, haematological, inflammatory, and immunological parameters. Afterward, with the goal of improving the survival of L. acidophilus La-5 to in vitro simulated gastrointestinal conditions, the microencapsulation process conditions of the probiotic strain via spray drying were optimized using inulin as the encapsulating agent. The viability of L. acidophilus La-5 incorporated into SDM was above 7.8 log CFU/g and remained stable throughout storage. PDM showed lower acceptability (5.77-6.50) after storage than SDM (6.67-7.03). The texture was the most appreciated attribute and hardness of the SDM increased during storage, but remained stable for PDM. The clinical trial revealed significant reductions of total cholesterol and HDL-cholesterol, as well as of immunoglobulins (A and M), and interleukin-1ß in both groups during the intervention period. However, regarding intergroup changes, there were not any significant differences for all parameters evaluated (p>0.05). After the optimization of the microencapsulation process of the probiotic culture (80 mL/min, 82% and 10%, respectively for feed flow, aspiration rate, and inulin concentration), the microencapsulated probiotic strain incorporated in the SDM mousse showed the highest in vitro gastrointestinal survival (p<0.05) in the different stages of the assay, as follows: after the gastric phase: 5.68 log CFU/g (83.3%), the enteral phase I: 5.61 log CFU/g (82.3%), the enteral phase II: 5.56 log CFU/g (81.4%). Therefore, these results suggest that the presence of probiotic and prebiotics in SDM did not provide an additional effect on the health of volunteers with MetS. Additionally, the results confirm the appropriateness of the spray drying process to microencapsulate L. acidophilus La-5 using inulin as coating agent, providing increased resistance to the microencapsulated probiotic strain under in vitro gastrointestinal stress

O objetivo deste trabalho foi adaptar uma sobremesa aerada simbiótica diet do tipo musse, processada com a adição de uma cultura probiótica de Lactobacillus acidophilus La-5 e de ingredientes prebióticos (fruto-oligossacarídeos e inulina), a partir da formulação contendo sacarose desenvolvida anteriormente, e avaliar os efeitos de sua ingestão em voluntários adultos com síndrome metabólica (MetS) durante um período de 8 semanas de intervenção. Adicionalmente, para melhorar a resistência do probiótico frente às condições gastrintestinais simuladas, otimizou-se um processo de microencapsulação da cepa probiótica. Para o desenvolvimento do produto, as formulações foram produzidas em triplicata, em que se avaliou a sobrevivência da cultura probiótica, a textura instrumental e a aceitabilidade sensorial até 112 dias de armazenamento sob congelamento (-18 oC). Em seguida, foi realizado um estudo randomizado, duplo-cego e controlado por placebo, no qual o produto desenvolvido foi administrado a quarenta e cinco indivíduos com MetS divididos em dois grupos, cada um recebendo 40 g/dia de: mousse simbiótica diet (SDM) (n=23) e musse placebo diet (PDM) sem componentes pro- e prebióticos (n=22). As amostras sanguíneas foram coletadas em jejum no início e após 8 semanas de consumo diário de ambas as musses para a determinação dos parâmetros antropométricos, bioquímicos, hematológicos, inflamatórios e imunológicos. Posteriormente, com o intuito de melhorar a sobrevivência do L. acidophilus La-5 em condições gastrointestinais simuladas in vitro, as condições de processo de microencapsulação da cepa probiótica via spray drying foram otimizadas, utilizando inulina como agente encapsulante. A viabilidade de L. acidophilus La-5 incorporados na SDM foi superior a 7,8 log UFC/g e se manteve estável ao longo do armazenamento. A PDM mostrou menor aceitabilidade (5.77-6.50) após o armazenamento do que a SDM (6.67-7.03). A textura foi o atributo mais apreciado, sendo que a dureza da SDM apresentou elevação, enquanto a da PDM manteve-se estável. O ensaio clínico revelou reduções significativas de colesterol total, colesterol-HDL, imunoglobulinas (A e M) e interleucina1ß em ambos os grupos durante o período de intervenção. Entretanto, no que se refere às mudanças intergrupos, não se observou diferenças significativas para todos os parâmetros avaliados (p>0,05). Após a otimização do processo de microencapsulação da cultura probiótica (80 mL/min, 82% e 10%, respectivamente para o fluxo de alimentação, taxa de aspiração e concentração de inulina), a cepa probiótica microencapsulada incorporada a amostra SDM apresentou a maior sobrevivência gastrointestinal in vitro (p<0,05) nas diferentes etapas do ensaio, a saber: após a fase gástrica: 5,68 log UFC/g (83,3%); fase entérica I: 5,61 log UFC/g (82,3%); fase entérica II: 5,56 log UFC/g (81,4%). Portanto, esses resultados sugerem que a presença de probiótico e prebiótico na SDM não apresentou efeitos adicionais na saúde dos voluntários com MetS. Adicionalmente, os resultados confirmaram a adequação do processo de spray drying para a microencapsulação de L. acidophilus La-5 utilizando inulina como agente de revestimento, proporcionando uma maior resistência da cepa probiótica microencapsulada às condições gastrintestinais simuladas in vitro.

Microencapsulación mediante secado por aspersión de aceite de mora (Rubus glaucus) extraído con CO2 supercrítico / Microencapsulation by spray drying of blackberry (Rubus glaucus ) oil extracted with supercritical CO2 / Microencapsulação por secagem por atomização de óleo de amora (Rubus glaucus) extraído com Co2 supercrítico

El aceite de mora es un ingrediente natural con potencial en la industria cosmética y alimentaria, puede experimentar degradación oxidativa en condiciones ambientales. Se extrajo aceite a partir de semillas de mora empleando fluidos supercríticos, se microencapsuló mediante secado por aspersión y se evaluó la influencia de diferentes condiciones de operación en el rendimiento y la eficiencia del proceso. Se emplearon como materiales encapsulantes: masterdry, goma arábiga y maltodextrina. Se comparó el perfil de ácidos grasos antes y después de la microencapsulación y se estudió el tamaño y morfología de las microcápsulas. En el proceso de microencapsulación la temperatura de entrada fue la única variable estadísticamente significativa usando masterdry y goma arábiga. La goma arábiga resultó ser el mejor encapsulante entre los tres estudiados. Se obtuvieron microcápsulas con tamaños entre 8,2 y14 -im, con superficie continua en las paredes y ausencia de poros. Se comprobó que la microencapsulación con los tres encapsulantes permitió proteger el aceite y conservar mayoritariamente su perfil de ácidos grasos.

Blackberry oil is a natural ingredient with potential in cosmetics and food industry, however, it experiences oxidative degradation at ambient conditions. Therefore, oil was obtained from blackberry seeds by supercritical fluid extraction and then was microcapsulated by spray drying. The influence of different operating conditions during spray-drying towards yield and encapsulation was evaluated. Masterdry, gum arabic, and maltodextrin were used as wall materials. Fatty acid profile was compared before and after microencapsulation, the size and morphology of the microcapsules were also studied. Inlet temperature was the only statistically significant variable in process yield and efficiency when gum arabic and masterdry were used. Feed flow rate was statistically significant only for process yield and it was influenced negatively when maltodextrin was used. Gum arabic was the best wall material among the three studied. Microcapsules with sizes between 8.2 and 14 -im were obtained; continuous wall and no apparent cracks were observed. It was also seen that the fatty acid profile was mostly conserved after microencapsulation process carried out with the three wall materials.

O óleo de amora é um ingrediente natural com potencial na indústria cosmética e dos alimentos, é susceptível à degradação por oxidação em condições ambientais. O óleo de sementes de amora foi extraído usando fluidos supercríticos e foi microencapsulado por secagem por pulverização. Foi avaliada a influência de diferentes condições de operação sobre o rendimento e eficiência do processo. Foram utilizados como materiais de encapsulação: masterdry, maltodextrina, e goma arábica. O perfil dos ácidos graxos foi comparado antes e depois de microencapsulação, o tamanho e a morfologia das microcápsulas foi também estudada. Determinou-se que, no processo de microencapsulação a temperatura de entrada era a única variável estatisticamente significativa usando masterdry e goma-arábica. A goma-arábica mostrou ser o melhor encapsulante entre os três estudados. Foram obtidas microcápsulas com tamanhos entre 8,2 e 14 -im, superfície contínua sobre as paredes e ausência de poros. Verificou-se que a microencapsulação permitiu que os três encapsulantes protegessem o óleo e retivessem majoritariamente o seu perfil de ácidos graxos.

Microencapsulação de frutos de Musa cv. Vitória / Frutas microencapsulación de Musa cv. Vitória / Microencapsulation of fruits of Musa cv. Vitória

Introdução: Musa sp., Musaceae, conhecida como bananeira, abundante no Brasil sendo utilizada para fins alimentares. Objetivos: microencapsular extratos de frutos de Musa sp. visando o desenvolvimento de material-prima enriquecida de polifenóis para formulação de alimentos funcionais. Métodos: os frutos de Musa cv. Vitória foram fornecidos pelo Incaper (Instituto Capixaba de Pesquisa, Assistência Técnica e Extensão Rural). Empregou-se extrato hidroalcóolico acidificado de frutos de banana. Determinações de polifenóis totais, taninos e flavonoides foram realizadas por método colorimétrico de Folin-Ciocalteau e complexação com cloreto de alumínio. A avaliação do potencial antioxidante foi realizada por ensaio de redução do radical 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl. Microencapsulação realizada com dois biopolímeros. Fez-se uma análise de conservação de fenólicos com os microencapsulados. Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey (p < 0,05) e pelo teste de Mann-Whitney (p < 0,05). Resultados: a quantificação de fenólicos totais foi de 251,98 ± 0,1 mg/g de amostra e de taninos foi de 179,89 ± 0,01 mg/g de amostra. O teor de flavonoides totais foi abaixo do limite de quantificação. A atividade antioxidante por redução do radical 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl teve CI50 > 5 mg/mL. A quantificação inicial nas microcápsulas em goma arábica de polifenóis totais e apresentou-se maior quando comparada à maltodextrina. Após o armazenamento do material, 12 dias, a -5 ºC, a goma arábica preservou os polifenóis e taninos em comparação à maltodextrina. Conclusões: pode-se empregar o extrato Musa cv. para matéria-prima como fonte de fenólicos totais e taninos. Em comparação dos biopolímeros utilizados, demonstrou-se que a maltodextrina tem menor capacidade de conservação de fenólicos totais e taninos(AU)

Introducción: Musa sp., Musaceae, conocido como plátano, abundante en Brasil se utiliza para fines alimenticios. Objetivos: microencapsular extractos de frutas microencapsulado de Musa sp. para el desarrollo de la materia prima enriquecida con polifenoles para la formulación de los alimentos funcionales. Métodos: los frutos de Musa cv. Vitória fueron proporcionados por Incaper (Capixaba Instituto de Investigación, Asistencia Técnica y Extensión Rural), Espírito Santo, Brasil. Preparación del extracto hidroalcohólico acidificado de frutos de plátano verde. Determinación de polifenoles totales, taninos y flavonoides fueron realizadas por colorimétria de Folin-Ciocalteu y complejación con cloruro de aluminio. Se realizó la evaluación del potencial antioxidante mediante el ensayo de reducción radical 2,2-difenil-1-picrilhidracilo. La microencapsulación se realiza con dos biopolímeros. Hubo un análisis de la conservación fenólico con microencapsulado. Los resultados fueron sometidos a análisis de varianza y las medias se compararon mediante la prueba de Tukey (p <0,05) y pela prueba de Mann-Whitney (p <0,05). Resultados: la cuantificación de fenoles totales fue 251,98 ± 0,1 mg/g de muestra y taninos fue 179,89 ± 0,01 mg/g de muestra. El contenido total de flavonoides estaba por debajo del límite de cuantificación. La actividad antioxidante por reducción radical 2,2-difenil-1-picrilhidracilo tenía IC50> 5 mg/mL. La cuantificación de los polifenoles totales y taninos que comienzan con el material microencapsulado acacia presentado sea mayor que con maltodextrina. Después del almacenamiento del material a -5 °C se cuantificó fenoles totales y taninos. La cuantificación de la maltodextrina ha demostrado una mayor pérdida de metabolitos. Conclusiones: se puede emplear el extracto de Musa cv. para materia-prima como fuente de fenoles totales y taninos. En biopolímeros de comparación utilizado, se demostró que la maltodextrina tiene una menor capacidad para preservar fenoles totales y taninos(AU)

Introduction: Musa sp., Musaceae, known as banana, abundant in Brazil being used for food purposes. Objectives: To microencapsulate fruit extracts of Musa cv. Vitória, for the development of raw material enriched with polyphenols for formulation of functional foods. Methods: The fruits of Musa cv. Vitória were provided by Incaper (Capixaba Institute of Research, Technical Assistance and Rural Extension). We applied acidified hydroalcoholic extract of banana fruit. Determinations of total polyphenols, tannins and flavonoids were performed by colorimetric method of Folin-Ciocalteu method and, complexation with aluminum chloride. Evaluation of antioxidant activity assay was performed by reduction of the radical 2.2-diphenyl-1-picrylhydrazyl. Microencapsulation performed with two biopolymers. There was a phenolic analysis with conservation microencapsulated. Data were analyzed by analysis of variance and means compared by Tukey test and by Mann-Whitney test (p < 0.05). Results: The quantification of total phenolics and tannins was 251.98 ± 0.1 mg / g sample and 179.89 ± 0.01 mg / g sample, respectively. The total flavonoid content was below the limit of quantification. The antioxidant activity by DPPH had IC50 > 5 mg / mL. The initial quantification in microcapsules in gum arabic total polyphenols and was higher compared to maltodextrin. After storage of the material 12 days, -5 °C, gum arabic preserved polyphenols and tannins compared to maltodextrin. Conclusion: Can use the Musa cv. extract for raw materials as a source of total phenolics and tannins. In comparison of biopolymers used, it was demonstrated that the maltodextrin has a lower retention capacity for total phenolics and tannins(AU)

Effect of cellulose acetate phthalate and polyethylene glycol on physical properties and release of theophylline from microcapsules

ABSTRACT The present study describes the development of theophylline microcapsules by a non-solvent addition method and the effect of plasticizer addition on microencapsulation. The release was studied in distilled water and the data were analysed by various mathematical models for determining the mechanism of release. Prepared microcapsules were found to be spherical, free flowing and having more than 80% entrapped drug. The polymer - cellulose acetate phthalate and plasticizer - polyethylene glycol was considered to be affecting the properties of microcapsules including drug release (time for 50% drug release, T50). The formulation with the highest proportion of polymer and without plasticizer (F3) showed the slowest release with T50 = 4.3 h, while the formulation with lower proportion of polymer and 20% (w/w) plasticizer (F13 &14) showed the fastest release of drug with T50 values of 1.2 h and 1.3 h, respectively. The drug release from most of the formulations was found to be following Higuchi model. It is concluded from the results of the present study that cellulose acetate phthalate significantly affects the sustained release of the drug in water, whereas the addition of polyethylene glycol slightly enhances the drug release.

RESUMO O presente estudo descreve o desenvolvimento de microcápsulas de teofilina pelo método sem adição de solvente e o efeito da adição de plastificante na microencapsulação. A liberação foi estudada em água destilada e os dados foram analisados por vários modelos matemáticos para determinação do mecanismo de liberação. As microcápsulas preparadas mostraram-se esféricas, livres de corrente e com mais de 80% de fármaco encapsulado. O polímero - ftalato de acetato de celulose e o plastificante - polietileno glicol - afetaram as propriedades das microcápsulas, incluindo a liberação do fármaco (tempo para liberação de 50% do fármaco, T50). A formulação com a maior proporção de polímero e sem plastificante (F3) se mostrou como a de liberação mais lenta, com T50 = 4,3 h, enquanto as formulações com menor proporção de polímero e 20% de plastificante (m/m) (F13 &14) apresentaram a liberação mais rápida do fármaco, com T50 de 1,2 h e 1,3 h, respectivamente. A liberação do fármaco para a maioria das formulações seguiu o modelo de Higuchi. Concluiu-se, dos resultados do presente estudo, que o ftalato do acetato de celulose afeta significativamente a liberação controlada do fármaco em água, enquanto que a adição de polietileno glicol aumenta ligeiramente a liberação do fármaco.

Microencapsulation of probiotics using sodium alginate / Microencapsulação de probióticos utilizando alginato de sódio

The consumption of probiotics is constantly growing due to the numerous benefits conferred on the health of consumers. In this context, Microencapsulation is a technology that favors the viability of probiotic cultures in food products, mainly by the properties of protection against adverse environmental conditions and controlled release. Currently there are different procedures for microencapsulation using polymers of various types of natural and synthetic origin. The use of sodium alginate polymers is one of the largest potential application in the encapsulation of probiotics because of their versatility, biocompatibility and toxicity exemption. The aim of this review is to present viable encapsulation techniques of probiotics with alginate, emphasizing the internal ionic gelation and external ionic gelation, with the possibility of applying, as well as promising for improving these techniques.

O consumo de probióticos está em constante crescimento, devido aos inúmeros benefícios conferidos à saúde dos consumidores. Neste contexto, a microencapsulação é uma tecnologia que favorece a viabilidade das culturas probióticas em produtos alimentícios, principalmente pelas propriedades de proteção contra as condições ambientais adversas e a liberação controlada. Atualmente, existem diversos procedimentos para a microencapsulação, com a utilização de vários tipos de polímeros de origem natural e sintética. O alginato de sódio é um dos polímeros com maior potencial para aplicação na encapsulação de probióticos, devido à sua versatilidade, biocompatibilidade e isenção de toxicidade. O objetivo desta revisão é apresentar técnicas viáveis de encapsulação de probióticos com alginato, enfatizando a gelificação iônica interna e gelificação iônica externa, com a possibilidade de aplicação, bem como as tecnologias promissoras para o melhoramento destas.

Microencapsulation: concepts, mechanisms, methods and some applications in food technology / Microencapsulação: conceitos, mecanismos, métodos e algumas aplicações em tecnologia de alimentos

Microencapsulation is a process in which active substances are coated by extremely small capsules. It is a new technology that has been used in the cosmetics industry as well as in the pharmaceutical, agrochemical and food industries, being used in flavors, acids, oils, vitamins, microorganisms, among others. The success of this technology is due to the correct choice of the wall material, the core release form and the encapsulation method. Therefore, in this review, some relevant microencapsulation aspects, such as the capsule, wall material, core release forms, encapsulation methods and their use in food technology will be briefly discussed.

A microencapsulação é um processo em que substâncias ativas são revestidas por cápsulas extremamente pequenas. É uma tecnologia nova, a qual tem sido empregada na indústria de cosméticos, farmacêutica, agrotóxicos e alimentícia e, nesta, é utilizada em aromas, ácidos, óleos, vitaminas, micro-organismos, entre outros. O êxito nessa tecnologia deve-se à correta escolha do material encapsulante, da forma de liberação do núcleo e do método de encapsulação. Dessa forma, nesta revisão, serão abordados, sucintamente, alguns aspectos relevantes da microencapsulação, como a cápsula, o material encapsulante, as formas de liberação do núcleo, os métodos de encapsulação, assim como sua utilização na tecnologia de alimentos.

Alginate-pomegranate peels' polyphenols beads: effects of formulation parameters on loading efficiency

Calcium alginate beads containing pomegranate peels' polyphenol extract were encapsulated by ionic gelation method. The effects of various formulation factors (sodium alginate concentration, calcium chloride concentration, calcium chloride exposure time, gelling bath time maintaining, and extract concentration) on the efficiency of extract loading were investigated. The formulation containing an extract of 1 g pomegranate peels in 100 mL distilled water encapsulated with 3 % of sodium alginate cured in 0.05 M calcium chloride for 20 minutes and kept in a gelling bath for 15 minutes was chosen as the best formula regarding the loading efficiency. These optimized conditions allowed the encapsulation of 43.90% of total extracted polyphenols and 46.34 % of total extracted proanthocyanidins. Microencapsulation of pomegranate peels' extract in calcium alginate beads is a promising technique for pharmaceutical and food supplementation with natural antioxidants.

Pérolas de alginato de cálcio, contendo polifenóis de extrato de casca de romã, foram encapsuladas pelo método de gelificação iônica. Os efeitos de vários fatores de formulação (concentração de alginato de sódio, concentração de cloreto de cálcio, cloreto de cálcio, o tempo de exposição, o tempo de manutenção do banho de gelificação e a concentração do extrato) sobre a eficiência de carga do extrato foram investigados. A formulação que contém 1 g extrato de casca de romã em 100 mL de água destilada, encapsulado com 3% de alginato de sódio curada em 0,05 M de cloreto de cálcio durante 20 minutos e mantido em banho de gelificação por 15 min foi escolhida como a melhor em relação à eficiência de carga. Estas condições otimizadas permitem o encapsulamento de 43,90% do total de polifenóis extraídos e de 46,34% do total de proantocianidinas extraídas. A microencapsulação de extrato de cascas de romã em esferas de alginato de cálcio é uma técnica promissora para a suplementação farmacêutica e de alimentos com antioxidantes naturais.

Avaliação do aumento da solubilidade aquosa do praziquantel incorporado em microesferas de poli(3-hidroxibutirato) e Eudragit® E / Evaluation of enhanced aqueous solubility of praziquantel incorporated in poly (3-hydroxybutyrate) and Eudragit® E microspheres

O praziquantel é o fármaco de escolha no tratamento da esquistossomose, porém, sua baixa solubilidade aquosa pode comprometer sua biodisponibilidade por via oral. Neste trabalho o praziquantel foi incorporado em microesferas de poli(3-hidroxibutirato) (PHB) e Eudragit® E pela técnica de emulsão-evaporação do solvente, com o intuito de melhorar sua solubilidade aquosa. As micropartículas preparadas com PHB apresentaram forma esférica e eficiência de encapsulação do fármaco de 78%. Quando preparadas com Eudragit® E/PHB na proporção de 50/50, apresentaram-se porosas e com eficiência de encapsulação de 42%. As microesferas preparadas com os polímeros na proporção de 75/25 apresentaram-se mais porosas que as anteriores e com 52% de praziquantel encapsulado. Ensaios de dissolução in vitro demonstraram melhora significativa na solubilidade aquosa do praziquantel incorporado às microesferas de Eudragit® E/PHB 75/25. O aumento da solubilidade está associado à elevada porosidade das microesferas e ao emprego do Eudragit® E como carreador hidrofílico.

Praziquantel is the drug of choice for the treatment of schistosomiasis, however, its low water solubility may undermine the oral bioavailability. In this study, praziquantel was incorporated into microspheres prepared with poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) and a polymethacrylate (Eudragit® E), using an emulsion-solvent evaporation method, in order to improve its aqueous solubility. Microparticles prepared with PHB had spherical shape and encapsulation efficiency of 78%. When prepared with Eudragit® E/PHB at a ratio of 50/50 the microspheres were porous and encapsulated 42% of the drug, and for a ratio of 75/25 the microspheres were more porous than those of the previous formulations, with an encapsulation efficiency of 52%. Dissolution in vitro led to a significant improvement in the aqueous solubility of praziquantel incorporated into Eudragit® E/PHB 75/25 microspheres. This increased solubility is linked to the high porosity of the microspheres and the use of Eudragit® E as a hydrophilic carrier.

Potencial do soro de leite líquido como agente encapsulante de Bifidobacterium Bb-12 por spray drying: comparação com goma arábica / Potential of liquid whey as the encapsulating agent of Bifidobacterium Bb-12 by spray drying: comparison with arabic gum

O objetivo do trabalho foi avaliar o potencial do soro de leite líquido como agente encapsulante de Bifidobacterium Bb-12 por spray drying, comparando-o com a goma arábica, a qual é tradicionalmente utilizada na tecnologia de microencapsulação. Foram determinados o rendimento da microencapsulação e a viabilidade das microcápsulas durante o armazenamento. Quando o soro de leite foi utilizado como agente encapsulante, o rendimento da microencapsulação foi maior e a viabilidade das células manteve-se elevada e constante durante doze semanas. O soro de leite apresentou-se como um eficiente agente encapsulante de Bifidobacterium por spray drying.

The objective of this study was to evaluate the potential of liquid whey as the encapsulating agent Bifidobacterium Bb-12 by spray drying, compared with arabic gum, which is typically used in microencapsulation technology. The microencapsulation yield and viability during storage were determined. When the whey was used as the encapsulating agent, the microencapsulation yield was higher, and cell viability remained high and steady for twelve weeks. The whey was shown to be an effective encapsulating agent of Bifidobacterium by spray drying.