Immobilization of mutated xylanase from Neocallimastix patriciarum in E coli and application for kraft pulp biobleaching / Imobilização de xilanase mutada de Neocallimastix patriciarum em E coli e aplicação para polpa kraft

As an important enzyme, xylanase is widely used in the food, pulp, and textile industry. Different applications of xylanase warrant specific conditions including temperature and pH. This study aimed to carry out sodium alginate beads as carrier to immobilize previous reported mutated xylanase from Neocallimastix patriciarum which expressed in E. coli, the activity of immobilization of mutated xylanase was elevated about 4% at pH 6 and 13% at 62 °C. Moreover, the immobilized mutated xylanase retained a greater proportion of its activity than the wide type in thermostability. These properties suggested that the immobilization of mutated xylanase has potential to apply in biobleaching industry.(AU)

Como importante enzima, a xilanase é amplamente utilizada na indústria alimentícia, de celulose e têxtil. Diferentes aplicações de xilanase garantem condições específicas, incluindo temperatura e pH. Este estudo teve como objetivo realizar grânulos de alginato de sódio como carreador para imobilizar xilanase mutada relatada anteriormente de Neocallimastix patriciarum que expressa em E. coli, a atividade de imobilização da xilanase mutada foi elevada em cerca de 4% em pH 6 e 13% a 62 °C. Além disso, a xilanase mutada imobilizada reteve uma proporção maior de sua atividade do que o tipo amplo em termoestabilidade. Essas propriedades sugerem que a imobilização da xilanase mutada tem potencial para aplicação na indústria de biobranqueamento.(AU)

Immobilization of mutated xylanase from Neocallimastix patriciarum in E. coli and application for kraft pulp biobleaching

Abstract As an important enzyme, xylanase is widely used in the food, pulp, and textile industry. Different applications of xylanase warrant specific conditions including temperature and pH. This study aimed to carry out sodium alginate beads as carrier to immobilize previous reported mutated xylanase from Neocallimastix patriciarum which expressed in E. coli, the activity of immobilization of mutated xylanase was elevated about 4% at pH 6 and 13% at 62 °C. Moreover, the immobilized mutated xylanase retained a greater proportion of its activity than the wide type in thermostability. These properties suggested that the immobilization of mutated xylanase has potential to apply in biobleaching industry.

Resumo Como importante enzima, a xilanase é amplamente utilizada na indústria alimentícia, de celulose e têxtil. Diferentes aplicações de xilanase garantem condições específicas, incluindo temperatura e pH. Este estudo teve como objetivo realizar grânulos de alginato de sódio como carreador para imobilizar xilanase mutada relatada anteriormente de Neocallimastix patriciarum que expressa em E. coli, a atividade de imobilização da xilanase mutada foi elevada em cerca de 4% em pH 6 e 13% a 62 °C. Além disso, a xilanase mutada imobilizada reteve uma proporção maior de sua atividade do que o tipo amplo em termoestabilidade. Essas propriedades sugerem que a imobilização da xilanase mutada tem potencial para aplicação na indústria de biobranqueamento.

Immobilization of mutated xylanase from Neocallimastix patriciarum in E. coli and application for kraft pulp biobleaching / Imobilização de xilanase mutada de Neocallimastix patriciarum em E. coli e aplicação para polpa kraft

Abstract As an important enzyme, xylanase is widely used in the food, pulp, and textile industry. Different applications of xylanase warrant specific conditions including temperature and pH. This study aimed to carry out sodium alginate beads as carrier to immobilize previous reported mutated xylanase from Neocallimastix patriciarum which expressed in E. coli, the activity of immobilization of mutated xylanase was elevated about 4% at pH 6 and 13% at 62 °C. Moreover, the immobilized mutated xylanase retained a greater proportion of its activity than the wide type in thermostability. These properties suggested that the immobilization of mutated xylanase has potential to apply in biobleaching industry.

Resumo Como importante enzima, a xilanase é amplamente utilizada na indústria alimentícia, de celulose e têxtil. Diferentes aplicações de xilanase garantem condições específicas, incluindo temperatura e pH. Este estudo teve como objetivo realizar grânulos de alginato de sódio como carreador para imobilizar xilanase mutada relatada anteriormente de Neocallimastix patriciarum que expressa em E. coli, a atividade de imobilização da xilanase mutada foi elevada em cerca de 4% em pH 6 e 13% a 62 °C. Além disso, a xilanase mutada imobilizada reteve uma proporção maior de sua atividade do que o tipo amplo em termoestabilidade. Essas propriedades sugerem que a imobilização da xilanase mutada tem potencial para aplicação na indústria de biobranqueamento.

Immobilization of mutated xylanase from Neocallimastix patriciarum in E coli and application for kraft pulp biobleaching / Imobilização de xilanase mutada de Neocallimastix patriciarum em E coli e aplicação para polpa kraft

As an important enzyme, xylanase is widely used in the food, pulp, and textile industry. Different applications of xylanase warrant specific conditions including temperature and pH. This study aimed to carry out sodium alginate beads as carrier to immobilize previous reported mutated xylanase from Neocallimastix patriciarum which expressed in E. coli, the activity of immobilization of mutated xylanase was elevated about 4% at pH 6 and 13% at 62 °C. Moreover, the immobilized mutated xylanase retained a greater proportion of its activity than the wide type in thermostability. These properties suggested that the immobilization of mutated xylanase has potential to apply in biobleaching industry.

Como importante enzima, a xilanase é amplamente utilizada na indústria alimentícia, de celulose e têxtil. Diferentes aplicações de xilanase garantem condições específicas, incluindo temperatura e pH. Este estudo teve como objetivo realizar grânulos de alginato de sódio como carreador para imobilizar xilanase mutada relatada anteriormente de Neocallimastix patriciarum que expressa em E. coli, a atividade de imobilização da xilanase mutada foi elevada em cerca de 4% em pH 6 e 13% a 62 °C. Além disso, a xilanase mutada imobilizada reteve uma proporção maior de sua atividade do que o tipo amplo em termoestabilidade. Essas propriedades sugerem que a imobilização da xilanase mutada tem potencial para aplicação na indústria de biobranqueamento.

Functional potential and food safety of fresh-cut 'Paluma' guava under edible coatings / Potencial funcional e segurança alimentar de goiaba 'Paluma' minimamente processada sob recobrimentos comestíveis

Guava is a fruit rich in antioxidants and its value can be enhanced by fresh-cut processing, which increases convenience for consumption. The objective of this study was to evaluate the changes in bioactive compounds, total antioxidant activity (TAA) and microbial quality in slices of fresh-cut (FC) 'Paluma' guava coated with chitosan at 2% (Q), calcium chloride at 1% (CC), calcium chloride at 1% + sodium alginate at 1% (CC + A), calcium chloride at 1% + chitosan at 2% (CC + Q), and control (T - without coating). Coated slices were packed in trays, wrapped with PVC film and kept at 3 ± 1 °C and 75 ± 4% RH for 12 days and evaluated for ascorbic acid, lycopene, ß-carotene, total extractable polyphenols (TEP), and TAA by ABTS+- and DPPH . Ascorbic acid content of slices did not differ by coatings, but TEP was higher in slices coated with Q. The TAA by DPPH was higher in slices coated with Q, however, by ABTS+- it was higher in those coated with Q, CC and CC + Q. No thermotolerant coliforms or Salmonella were detected in FC guava from any treatment. However, slices coated with Q showed the lowest counts of total coliforms and molds and yeasts. Therefore, the application of Q coating provided microbiological safety to FC guava, still maintaining the levels of bioactive compounds and TAA superior to the control slices, which can characterize this as a healthy FC product, with superior functional potential.(AU)

Goiaba é um fruto rico em antioxidantes e pode ser potencializado pelo processamento mínimo, que aumenta a conveniência ao consumo. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar as mudanças nos compostos bioativos, atividade antioxidante total (AAT) e qualidade microbiológica de goiaba 'Paluma' minimamente processada (MP) em fatias e recobertas com quitosana a 2% (Q), cloreto de cálcio a 1% (CC), cloreto de cálcio a 1% + alginato de sódio a 1% (CC + A), cloreto de cálcio a 1% + quitosana a 2% (CC+Q) e testemunha (T - sem recobrimento). Fatias recobertas foram embaladas em bandeja com filme de PVC de 12 µm e mantidas a 3±1 °C e 80±4% U.R durante 12 dias. As avaliações foram ácido ascórbico (AA), licopeno, ß-caroteno, polifenóis extraíveis totais (PET) e atividade antioxidante total (AAT) pelos métodos ABTS+- e DPPH. O conteúdo de AA das fatias não diferiu entre recobrimentos, mas o de PET foi superior nas recobertas com Q. A AAT pelo DPPH foi superior em fatias recobertas com Q, entretanto, pelo ABTS+- foi superior nas recobertas com Q, CC e CC + Q. Não foi detectado coliformes termotolerantes nem Salmonella em goiaba MP de nenhum tratamento. Fatias recobertas com Q apresentaram contagens mais baixas de coliformes e bolores e leveduras. Portanto, a aplicação dos recobrimentos Q conferiu segurança microbiológica à goiaba MP, ainda mantendo os teores de compostos bioativos e TAA superiores às fatias controle, o que pode caracterizar este como um produto MP saudável, com potencial funcional superior.(AU)

Evaluación de la estabilidad de cápsulas de jugo de naranja obtenidas mediante gelificación iónica / Evaluation of the stability of orange juice capsules obtained by ionic gelation

Resumen El método de gelificación iónica, como técnica de encapsulación, se basa en las interacciones entre hidrocoloides, las cuales previenen la posibilidad de daño de compuestos bioactivos presentes en alimentos, tales como los jugos de cítricos. El objetivo del presente estudio fue evaluar la estabilidad de las cápsulas de jugo de naranja, obtenidas mediante gelificación iónica, utilizando pectina y alginato de sodio como agentes encapsulantes. Se determinaron la pérdida de peso, atributos de color, diámetro, morfología macroscópica y densidad en cápsulas elaboradas. Se utilizó un diseño factorial, modificando la concentración de pectina de alto metoxilo (1.5 %, 2 % y 2.5 % p/v), pH (2.5, 3.5 y 4.5) y sólidos solubles totales (SST) a 5 ºBrix y 15 ºBrix, manteniendo constante la concentración de alginato de sodio al 0.5 % (p/v), y se almacenaron a temperatura ambiente (26 ºC) y refrigeración (4 ºC) durante 12 d. Las cápsulas presentaron principalmente forma esférica (> 45 %). Los atributos de color permanecieron estables durante 12 d de almacenamiento. Los SST iniciales y el pH influyeron en la estabilidad de las cápsulas. A una concentración de 15 ºBrix y pH 2.5 no se pudieron formar de manera adecuada las cápsulas, presentando mayor sinéresis y morfologías amorfas. Las cápsulas de jugo de naranja con concentración de pectina 2 % (p/v), alginato de sodio 0.5 % (p/v), SST 5 ºBrix y pH 2.5, se mantuvieron estables con parámetros de calidad apropiados al ser almacenadas a temperatura de refrigeración (4 ºC). El método de gelificación iónica mediante encapsulación ofrece una alternativa para prolongar la vida útil del jugo, y el desarrollo de nuevos productos elaborados a partir de este cítrico.

Abstract The ionic gelation method as an encapsulation technique is based on the interactions between hydrocolloids, which prevent the possibility of damage of bioactive compounds present in foods, such as citrus juice. Therefore, the objective of the present study was to evaluate the stability of the orange juice capsules obtained by ionic gelation using pectin and sodium alginate as encapsulating agents. The effects of the gelling agents on the stability were determined by the measurement of weight loss, diameter, color attributes, diameter, macroscopic morphology, density in elaborate capsules. In addition, a factor analysis design was used by modifying the concentration of high methoxyl pectin (1.5 %, 2 % and 2.5 % w/v), pH (2.5, 3.5 and 4.5) and total soluble solids (TSS) at 5 ºBrix and 15 ºBrix, maintaining the concentration of sodium alginate constant at 0.5 % (w/v). The capsules were stored at room temperature (26 ºC) and refrigeration (4 ºC) for 12 d. They mainly presented a spherical shape (> 45 %). The color attributes remained stable even after 12 d of storage. The initial TSS and pH influenced the stability of the capsules. At a concentration of 15 ºBrix and pH 2.5, the capsules could not be adequately formed, capsules presenting greater syneresis and amorphous morphologies. However, the orange juice capsules remained stable for more than 2 weeks and with stable quality parameters when stored at refrigeration temperature (4 ºC), pectin concentration 2 % (w/v), sodium alginate 0.5 % (w/v), TTS 15 ºBrix and pH 2.5. The ionic gelation method through encapsulation offers an alternative to extend the shelf life of the juice and the development of new products made from this citrus.

Clinical outcome of sodium alginate therapy in radiation-induced pharyngeal mucositis: experience of a single Japanese institution

Purpose: We investigated the clinical outcome of sodium alginate treatment in radiation-induced pharyngeal mucositis (RIPM) after neck irradiation. Materials and methods: The study population included 32 patients (11 lung cancer, 10 breast cancer, 7 head and neck cancer, and 4 other primary lesions) who underwent neck external beam radiotherapy at the authors' institution between June 2006 and 2016. The patients received 5% sodium alginate solution orally for RIPM. Those who were followed up for less than 2 months or did not receive 5% sodium alginate were excluded from this retrospective study. RIPM was graded weekly as an acute toxicity according to the Common Terminology Criteria for Adverse Events (CTCAE), version 4. The administration of 10-15 ml of sodium alginate before each meal was continued until the radiotherapy was completed and after resolution of odynophagia. The efficacy of sodium alginate was assessed by two radiation oncologists as follows: Grade I, ineffective; grade II, moderately effective; grade III, very effective. When sodium alginate was ineffective, other analgesics, such as nonsteroidal antiinflammatory drugs (NSAIDS) or opioids, were added. Relationships between the presence/absence of additional analgesics and the radiation dose were investigated. Results: The median duration from the start of irradiation to sodium alginate administration was 15 days (range, 5­36 days). RIPM improved in 29/32 patients (grade: II, n = 22; III, n = 7). Three patients showed no improvement. No sodium alginate-related toxicities occurred. Additional analgesics were required in 5/32 patients. The radiation dose in these 5 patients was significantly higher than that in the sodium alginate-alone group (63.6 ± 7.8 Gy vs 48.3 ± 14.8Gy, P = 0.02). Patients who received > 50 Gy tended to require additional analgesics more frequently than those who received ≤50Gy (P = 0.10). Conclusions: The concurrent administration of sodium alginate and neck irradiation was feasible and tolerable without obvious toxicities. Under certain conditions sodium alginate could be a promising alternative to NSAIDs and opioids in RIPM. The results justify further prospective evaluations with detailed treatment protocols to clarify whether sodium alginate can improve RIPM (AU)

Edible active coatings incorporated with Cinnamomum cassia and Myristica fragrans essential oils to improve shelf-life of minimally processed apples / Revestimentos comestíveis ativos contendo óleos essenciais de Cinnamomum cassia e Myristica fragrans para aumentar a vida útil de maçãs minimamente processadas

ABSTRACT: The effect of the incorporation of cinnamon (Cinnamomum cassia) and nut meg (Myristicafragrans) essential oils in alginate-based edible coatings that were applied on minimally processed apples, is reported. The minimum inhibitory concentrations were 1.25mg.mL-1 (cinnamon) and 2.50mg.mL-1 (nutmeg), against both Escherichia coli and Penicillium commune. Over storage periods there was a significant reduction in the E. coli and P. commune counts compared to the control. The extent of enzymatic browning was also significantly reduced in the coated samples. In the coated minimally processed apples sensory tests, the flavor had the lowest rating of the properties analyzed, for both treatments, followed by aroma and firmness.

RESUMO: O efeito da incorporação dos óleos essenciais de canela (Cinnamomum cassia) e noz-moscada (Myristicafragrans) em revestimentos comestíveis à base de alginato, aplicados em maçãs minimamente processadas é apresentado. As concentrações inibitórias mínimas foram de 1,25mg.mL-1 (canela) e 2,50mg.mL-1 (noz-moscada), contra Escherichia colie Penicillium commune. Durante o armazenamento, houve redução significativa nas contagens de E.coli e P. Commune em comparação com o controle. A extensão do escurecimento enzimático também foi significativamente reduzida nas amostras revestidas. Nas análises sensoriais, o sabor dos óleos essenciais apresentou a menor classificação das propriedades analisadas, tanto para os óleos essenciais, quanto para aroma e firmeza.

Edible active coatings incorporated with Cinnamomum cassia and Myristica fragrans essential oils to improve shelf-life of minimally processed apples / Revestimentos comestíveis ativos contendo óleos essenciais de Cinnamomum cassia e Myristica fragrans para aumentar a vida útil de maçãs minimamente processadas

The effect of the incorporation of cinnamon (Cinnamomum cassia) and nut meg (Myristicafragrans) essential oils in alginate-based edible coatings that were applied on minimally processed apples, is reported. The minimum inhibitory concentrations were 1.25mg.mL-1 (cinnamon) and 2.50mg.mL-1 (nutmeg), against both Escherichia coli and Penicillium commune. Over storage periods there was a significant reduction in the E. coli and P. commune counts compared to the control. The extent of enzymatic browning was also significantly reduced in the coated samples. In the coated minimally processed apples sensory tests, the flavor had the lowest rating of the properties analyzed, for both treatments, followed by aroma and firmness.(AU)

O efeito da incorporação dos óleos essenciais de canela (Cinnamomum cassia) e noz-moscada (Myristicafragrans) em revestimentos comestíveis à base de alginato, aplicados em maçãs minimamente processadas é apresentado. As concentrações inibitórias mínimas foram de 1,25mg.mL-1 (canela) e 2,50mg.mL-1 (noz-moscada), contra Escherichia colie Penicillium commune. Durante o armazenamento, houve redução significativa nas contagens de E.coli e P. Commune em comparação com o controle. A extensão do escurecimento enzimático também foi significativamente reduzida nas amostras revestidas. Nas análises sensoriais, o sabor dos óleos essenciais apresentou a menor classificação das propriedades analisadas, tanto para os óleos essenciais, quanto para aroma e firmeza.(AU)

Influence of storage time of Monacrosporium thaumasium pellets on the predation of infective larvae of sheep gastrointestinal nematodes / Influência do tempo de armazenamento de peletes de Monacrosporuim thaumasium na predação de larvas infectantes de nematódeos gastrintestinais de ovinos

The objective of this study was to evaluate the influence of the storage time of Monacrosporium thaumasium pellets on the predation of infective larvae of sheep gastrointestinal nematodes in the semi-arid area of Paraíba, Northeast Brazil. 24 sheep with zero in the count of eggs per gram of faeces EPG, were divided into four experimental groups: Group I, 3 g/10 kg live weight M. thaumasium pellets - 36 months of storage, single dose; Group II, 3 g/10 kg live weight M. thaumasium newly produced, single dose; Group III, 3 g/10 kg live weight pellets without fungi; and Group IV (control group) did not receive pellets. Every 24 h, up to 120 h, the faeces of the animals were collected and submitted to the laboratory for analysis. Fifteen grams of faeces were weighed from each animal and five grams of expanded vermiculite were added to produce the coprocultures. Subsequently, 1000 larvae (L3) sheep trichostrongilides were added, and larval recovery was performed after 7 days. Predation of larvae in Group I (M. thaumasium - 36 months) did not differ significantly (p > 0.01) from Group II (M. thaumasium - recent), with reductions of 75% and 79%. Both groups reached peak predation to larvae at 72 h. The helminth genus most recovered in the coprocultures was Haemonchus sp. The data indicate that the 36-month stocking period of M. thaumasium pellets in alginate matrix did not influence the efficacy of predation of infective larvae of sheep gastrointestinal nematodes, with fungal activity in the faeces up to 96 hours after administration to the animals.(AU)

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do tempo de armazenamento de péletes de Monacrosporium thaumasium na predação de larvas infectantes de nematódeos gastrintestinais de ovinos no semiárido da Paraíba, Nordeste do Brasil. 24 ovelhas, com contagem de ovos por grama de fezes OPG, negativo, foram divididas em quatro grupos experimentais: Grupo I, 3 g / 10 kg de peso vivo, péletes de M. thaumasium - 36 meses de armazenamento, dose única; Grupo II, 3 g / 10 kg de peso vivo M. thaumasium recém-produzido, dose única; Grupo III, 3 g / 10 kg de peso vivo sem fungos; e Grupo IV (grupo controle), não recebeu péletes. A cada 24 h, até 120 h, as fezes dos animais foram coletadas e submetidas ao laboratório para análise. Quinze gramas de fezes foram pesados de cada animal e cinco gramas de vermiculita expandida foram adicionados para produzir as coproculturas. Subsequentemente, 1000 larvas (L3) de tricostrongilídeos de ovinos foram adicionadas e a recuperação larval foi realizada após sete dias. A predação de larvas no Grupo I (M. thaumasium - 36 meses) não diferiu significativamente (p> 0,01) do Grupo II (M. thaumasium - recente), com reduções de 75% e 79%. Ambos os grupos atingiram o pico de predação para larvas em 72 h. O gênero helminto mais recuperado nas coproculturas foi Haemonchus sp. Os dados indicam que o período de estocagem de 36 meses de péletes de M. thaumasium na matriz de alginato não influenciou a eficácia da predação de larvas infectantes de nematódeos gastrintestinais de ovinos, com atividade fúngica nas fezes até 96 horas após a administração aos animais.(AU)

Influence of storage time of Monacrosporium thaumasium pellets on the predation of infective larvae of sheep gastrointestinal nematodes / Influência do tempo de armazenamento de peletes de Monacrosporuim thaumasium na predação de larvas infectantes de nematódeos gastrintestinais de ovinos

The objective of this study was to evaluate the influence of the storage time of Monacrosporium thaumasium pellets on the predation of infective larvae of sheep gastrointestinal nematodes in the semi-arid area of Paraíba, Northeast Brazil. 24 sheep with zero in the count of eggs per gram of faeces – EPG, were divided into four experimental groups: Group I, 3 g/10 kg live weight M. thaumasium pellets - 36 months of storage, single dose; Group II, 3 g/10 kg live weight M. thaumasium newly produced, single dose; Group III, 3 g/10 kg live weight pellets without fungi; and Group IV (control group) did not receive pellets. Every 24 h, up to 120 h, the faeces of the animals were collected and submitted to the laboratory for analysis. Fifteen grams of faeces were weighed from each animal and five grams of expanded vermiculite were added to produce the coprocultures. Subsequently, 1000 larvae (L3) sheep trichostrongilides were added, and larval recovery was performed after 7 days. Predation of larvae in Group I (M. thaumasium - 36 months) did not differ significantly (p > 0.01) from Group II (M. thaumasium - recent), with reductions of 75% and 79%. Both groups reached peak predation to larvae at 72 h. The helminth genus most recovered in the coprocultures was Haemonchus sp. The data indicate that the 36-month stocking period of M. thaumasium pellets in alginate matrix did not influence the efficacy of predation of infective larvae of sheep gastrointestinal nematodes, with fungal activity in the faeces up to 96 hours after administration to the animals.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do tempo de armazenamento de péletes de Monacrosporium thaumasium na predação de larvas infectantes de nematódeos gastrintestinais de ovinos no semiárido da Paraíba, Nordeste do Brasil. 24 ovelhas, com contagem de ovos por grama de fezes – OPG, negativo, foram divididas em quatro grupos experimentais: Grupo I, 3 g / 10 kg de peso vivo, péletes de M. thaumasium - 36 meses de armazenamento, dose única; Grupo II, 3 g / 10 kg de peso vivo M. thaumasium recém-produzido, dose única; Grupo III, 3 g / 10 kg de peso vivo sem fungos; e Grupo IV (grupo controle), não recebeu péletes. A cada 24 h, até 120 h, as fezes dos animais foram coletadas e submetidas ao laboratório para análise. Quinze gramas de fezes foram pesados de cada animal e cinco gramas de vermiculita expandida foram adicionados para produzir as coproculturas. Subsequentemente, 1000 larvas (L3) de tricostrongilídeos de ovinos foram adicionadas e a recuperação larval foi realizada após sete dias. A predação de larvas no Grupo I (M. thaumasium - 36 meses) não diferiu significativamente (p> 0,01) do Grupo II (M. thaumasium - recente), com reduções de 75% e 79%. Ambos os grupos atingiram o pico de predação para larvas em 72 h. O gênero helminto mais recuperado nas coproculturas foi Haemonchus sp. Os dados indicam que o período de estocagem de 36 meses de péletes de M. thaumasium na matriz de alginato não influenciou a eficácia da predação de larvas infectantes de nematódeos gastrintestinais de ovinos, com atividade fúngica nas fezes até 96 horas após a administração aos animais.

Caracterização de condrócitos articulares cultivados em sistema tridimensional in vitro / Characterization of articular chondrocytes cultured in three-dimensional system in vitro

A osteoartrite é uma doença degenerativa da cartilagem articular que afeta, principalmente, idosos a partir dos 60 anos de idade. Sua degeneração é lenta e progressiva, causando dor e decréscimo da qualidade de vida dos pacientes acometidos pela doença. Atualmente, o tratamento da doença é de caráter meramente paliativo, resultando em cirurgia para completa remoção da cápsula articular do joelho e a substituindo por uma prótese. Este estudo avaliou as características dos condrócitos encapsulados por um hidrogel de alginato de sódio, que simula o microambiente original dessas células. Avaliamos a viabilidade dos condrócitos cultivados por 28 dias nesse modelo de cultivo, bem como a presença de proteoglicanos durante análise histológica. Através de microscopia eletrônica de varredura, observamos diferença significativa no microambiente interno do hidrogel e na disposição dos condrócitos, quando cultivados por até 28 dias na gota de alginato de sódio. Analisamos, ainda, a capacidade de deformação da gota de alginato de sódio quando pressionada, à fim de observar o quanto ela suporta até se romper. Nossos dados indicam que o hidrogel de alginato de sódio é um modelo eficaz para o cultivo de condrócitos e nos permite estudar suas características morfohistológicas. Além do mais, observamos o quão promissor é o uso desse biomaterial para a bioengenharia de tecido

Osteoarthritis is a degenerative disease of the articular cartilage that affects mainly elder people from 60 years old. Its degeneration is slow and progressive, causing pain and decreasing quality of life of patients affected by the disease. Currently, the treatment of the disease is merely palliative resulting in surgery for complete removal of the knee articular capsule and substituting it for a prosthesis. This study evaluated the characteristics of chondrocytes encapsulated by a sodium alginate hydrogel, which simulates a unique microenvironment of these cells. We evaluated the viability of chondrocytes cultured for 28 days in this model, as well as the presence of proteoglycan for histological analysis. Through scanning electron microscopy, we observed significant differences in the internal microenvironment of the hydrogel and chondrocytes disposition when cultured for up to 28 days in sodium alginate drop. We also analyzed the deformability of sodium alginate bead when pressed in order to observe how much it supports until it breaks. Our data indicate that sodium alginate hydrogel is an effective model to culture chondrocytes and allows us to study its morpho-histological characteristics. Moreover, we observed that this biomaterial can be very promising for tissue bioengineering

Imobilização de fungos filamentosos com potencial para uso agroindustrial / Immobilization of filamentous fungi with potential for agribusiness

A imobilização celular representa uma alternativa para a condução de bioprocessos. As células ficam retidas em matrizes e podem ser utilizadas por longos períodos. O objetivo deste trabalho foi testar uma nova metodologia de imobilização de fungos com custo reduzido, avaliar a viabilidade e segurança dos fungos submetidos ao novo método de encapsulamento e determinar a temperatura ideal para armazenar os fungos imobilizados. Os micélios dos fungos Aspergillus niger, Cladosporium cladosporioides e Penicillium solitum foram misturados com 15 g de arroz triturado e 3 g de alginato de sódio, que gotejava em uma solução de cloreto de cálcio a 0,25 M para a formação dos grânulos. Após a secagem em estufa a 26ºC, os grânulos foram armazenados em temperaturas ambiente, geladeira e freezer. Os plaqueamentos foram realizados a cada 15 dias em meio de cultura. As avaliações do tamanho das colônias e esporulação foram realizadas 7, 14 e 21 dias após o plaqueamento, durante 195 dias para A. niger, 225 dias para C. cladosporioides e 210 dias para P. solitum. A temperatura de armazenamento não afetou o desenvolvimento micelial de A. niger e P. solitum. Porém, a esporulação foi reduzida para os grânulos armazenados no freezer. O desenvolvimento micelial de C. cladosporioides foi influenciado pela temperatura. Os grânulos conservados em temperatura ambiente tiveram menor viabilidade. Na análise de microscopia eletrônica de varredura, observou-se que a imobilização é um método seguro no qual o micélio fúngico permanece no interior do grânulo, facilitando o transporte, o armazenamento e a aplicação de micro-organismos.(AU)

Cellular immobilization represents an alternative for the bioprocess conduction, in which the cells are kept in a matrix and can be used over long periods. The objective of this work was to test a new fungi immobilization methodology with reduced cost to evaluate the viability of these fungi when submitted to the new encapsulation method, and to determine the ideal temperature to store the immobilized fungi. The mycelium of the fungi Aspergillus niger, Cladosporium cladosporioides and Penicillium solitum were mixed with 15 g of titrated rice and 3 g of sodium alginate, which was dripped in a 0.25 M calcium chloride solution for the formation of pellets. After drying in an oven at 26ºC, the granules were stored at three temperatures: room, refrigerator and freezer. The platings were carried out every 15 days in culture medium. The evaluations of the colony size and sporulation were carried out 7, 14 and 12 days after plating, for 195 days for A. niger, 225 days for C. cladosporioides, and 210 days for P. solitum. Storage temperature did not affect the mycelial development of A. niger and P. solitum. However, sporulation was reduced for the granules stored in the freezer. The mycelial development of C. cladosporioides was influenced by temperature. The granules conserved at room temperature had lower viability than those stored in the refrigerator and freezer. In the Scanning Electronic Microscopy analysis, it was observed that the immobilization is a safe method in which the fungus mycelium remains inside the granule, facilitating transport, storage and application of micro-organisms.(AU)

Imobilização de fungos filamentosos com potencial para uso agroindustrial / Immobilization of filamentous fungi with potential for agribusiness

A imobilização celular representa uma alternativa para a condução de bioprocessos. As células ficam retidas em matrizes e podem ser utilizadas por longos períodos. O objetivo deste trabalho foi testar uma nova metodologia de imobilização de fungos com custo reduzido, avaliar a viabilidade e segurança dos fungos submetidos ao novo método de encapsulamento e determinar a temperatura ideal para armazenar os fungos imobilizados. Os micélios dos fungos Aspergillus niger, Cladosporium cladosporioides e Penicillium solitum foram misturados com 15 g de arroz triturado e 3 g de alginato de sódio, que gotejava em uma solução de cloreto de cálcio a 0,25 M para a formação dos grânulos. Após a secagem em estufa a 26ºC, os grânulos foram armazenados em temperaturas ambiente, geladeira e freezer. Os plaqueamentos foram realizados a cada 15 dias em meio de cultura. As avaliações do tamanho das colônias e esporulação foram realizadas 7, 14 e 21 dias após o plaqueamento, durante 195 dias para A. niger, 225 dias para C. cladosporioides e 210 dias para P. solitum. A temperatura de armazenamento não afetou o desenvolvimento micelial de A. niger e P. solitum. Porém, a esporulação foi reduzida para os grânulos armazenados no freezer. O desenvolvimento micelial de C. cladosporioides foi influenciado pela temperatura. Os grânulos conservados em temperatura ambiente tiveram menor viabilidade. Na análise de microscopia eletrônica de varredura, observou-se que a imobilização é um método seguro no qual o micélio fúngico permanece no interior do grânulo, facilitando o transporte, o armazenamento e a aplicação de micro-organismos.(AU)

Cellular immobilization represents an alternative for the bioprocess conduction, in which the cells are kept in a matrix and can be used over long periods. The objective of this work was to test a new fungi immobilization methodology with reduced cost to evaluate the viability of these fungi when submitted to the new encapsulation method, and to determine the ideal temperature to store the immobilized fungi. The mycelium of the fungi Aspergillus niger, Cladosporium cladosporioides and Penicillium solitum were mixed with 15 g of titrated rice and 3 g of sodium alginate, which was dripped in a 0.25 M calcium chloride solution for the formation of pellets. After drying in an oven at 26ºC, the granules were stored at three temperatures: room, refrigerator and freezer. The platings were carried out every 15 days in culture medium. The evaluations of the colony size and sporulation were carried out 7, 14 and 12 days after plating, for 195 days for A. niger, 225 days for C. cladosporioides, and 210 days for P. solitum. Storage temperature did not affect the mycelial development of A. niger and P. solitum. However, sporulation was reduced for the granules stored in the freezer. The mycelial development of C. cladosporioides was influenced by temperature. The granules conserved at room temperature had lower viability than those stored in the refrigerator and freezer. In the Scanning Electronic Microscopy analysis, it was observed that the immobilization is a safe method in which the fungus mycelium remains inside the granule, facilitating transport, storage and application of micro-organisms.(AU)

Determinación de la bioactividad de capas de alginato de sodio en discos de hidroxiapatita / Determination of bioactivity in sodium alginate layers of hydroxyapatite disks

OBJETIVO: el propósito central de este trabajo es evaluar la bioactividad in vitro de capas de alginato de sodio en discos de hidroxiapatita. MÉTODOS: los discos de hidroxiapatita fueron elaborados mediante procesos sucesivos de prensado y de sinterizado en un horno eléctrico. Las capas de alginato de sodio se obtuvieron empleando el método de sobrepresión y una disolución acuosa de alginato de sodio al 5 %. En el ensayo de bioactividad las muestras a estudiar fueron sumergidas en fluido biológico simulado. La caracterización de las muestras se realizó empleando microscopia electrónica de barrido y energía dispersiva de rayos X. RESULTADOS: en las muestras de hidroxiapatita sometidas al ensayo de bioactividad, con y sin capas de alginato de sodio, se observó la formación de precipitados ricos en calcio y fósforo. Además, se determinó que con el aumento del tiempo de inmersión en el fluido biológico simulado se incrementan las dimensiones de los aglomerados formados por partículas apatíticas. CONCLUSIONES: los resultados experimentales corroboran que la hidroxiapatita es bioactiva y demuestran que las capas estudiadas de alginato de sodio en discos de hidroxiapatita poseen un comportamiento bioactivo.

OBJECTIVE: the main purpose of the study is to evaluate in vitro bioactivity in sodium alginate layers of hydroxyapatite disks. METHODS: the hydroxyapatite disks were manufactured by successive pressing and sintering in an electric furnace. The sodium alginate layers were obtained by overpressure and a 5% sodium alginate aqueous solution. For the bioactivity assay, the study samples were soaked in simulated biological fluid. Characterization of the samples was conducted by scanning electron microscopy and energy dispersive X rays. RESULTS: the bioactivity assay of hydroxyapatite samples with and without sodium alginate layers revealed the formation of precipitates rich in calcium and phosphorus. It was also found that an increase in the time of immersion in the simulated biological fluid brought about an increase in the size of agglomerates of apatite particles. CONCLUSIONS: experimental results show that hydroxyapatite is indeed bioactive, and that the sodium alginate layers of hydroxyapatite disks which were studied behave bioactively.

Imobilização de fungos filamentosos com potencial para uso agroindustrial

Cellular immobilization represents an alternative for the bioprocess conduction, in which the cells are kept in a matrix and can be used over long periods. The objective of this work was to test a new fungi immobilization methodology with reduced cost to evaluate the viability of these fungi when submitted to the new encapsulation method, and to determine the ideal temperature to store the immobilized fungi. The mycelium of the fungi Aspergillus niger, Cladosporium cladosporioidesand Penicillium solitum were mixed with 15 g of titrated rice and 3 g of sodium alginate, which was dripped in a 0.25 M calcium chloride solution for the formation of pellets. After drying in an oven at 26ºC, the granules were stored at three temperatures: room, refrigerator and freezer. The platings were carried out every 15 days in culture medium. The evaluations of the colony size and sporulation were carried out 7, 14 and 12 days after plating, for 195 days for A. niger, 225 days for C. cladosporioides,and 210 days for P. solitum.Storage temperature did not affect the mycelial development of A. niger and P. solitum. However, sporulation was reduced for the granules stored in the freezer. The mycelial development of C. cladosporioides was influenced by temperature. The granules conserved at room temperature had lower viability than those stored in the refrigerator and freezer. In the Scanning Electronic Microscopy analysis, it was observed that the immobilization is a safe method in which the fungus mycelium remains inside the granule, facilitating transport, storage and application of micro-organisms.

A imobilização celular representa uma alternativa para a condução de bioprocessos. As células ficam retidas em matrizes e podem ser utilizadas por longos períodos. O objetivo deste trabalho foi testar uma nova metodologia de imobilização de fungos com custo reduzido, avaliar a viabilidade e segurança dos fungos submetidos ao novo método de encapsulamento e determinar a temperatura ideal para armazenar os fungos imobilizados. Os micélios dos fungos Aspergillus niger, Cladosporium cladosporioidese Penicillium solitum foram misturados com 15 g de arroz triturado e 3 g de alginato de sódio, que gotejava em uma solução de cloreto de cálcio a 0,25 M para a formação dos grânulos. Após a secagem em estufa a 26ºC, os grânulos foram armazenados em temperaturas ambiente, geladeira e freezer. Os plaqueamentos foram realizados a cada 15 dias em meio de cultura. As avaliações do tamanho das colônias e esporulação foram realizadas 7, 14 e 21 dias após o plaqueamento, durante 195 dias para A. niger, 225 dias para C. cladosporioides e 210 dias para P. solitum. A temperatura de armazenamento não afetou o desenvolvimento micelial de A. nigere P. solitum. Porém, a esporulação foi reduzida para os grânulos armazenados no freezer. O desenvolvimento micelial de C. cladosporioides foi influenciado pela temperatura. Os grânulos conservados em temperatura ambiente tiveram menor viabilidade. Na análise de microscopia eletrônica de varredura, observou-se que a imobilização é um método seguro no qual o micélio fúngico permanece no interior do grânulo, facilitando o transporte, o armazenamento e a aplicação de micro-organismos.

Production and characterization of alginate-starch-chitosan microparticles containing stigmasterol through the external ionic gelation technique

Stigmasterol - a plant sterol with several pharmacological activities - is susceptible to oxidation when exposed to air, a process enhanced by heat and humidity. In this context, microencapsulation is a way of preventing oxidation, allowing stigmasterol to be incorporated into various pharmaceutical forms while increasing its absorption. Microparticles were obtained using a blend of polymers of sodium alginate, starch and chitosan as the coating material through a one-stage process using the external gelation technique. Resultant microparticles were spherical, averaging 1.4 mm in size. Encapsulation efficiency was 90.42% and method yield 94.87%. The amount of stigmasterol in the oil recovered from microparticles was 9.97 mg/g. This technique proved feasible for the microencapsulation of stigmasterol.

O estigmasterol, um fitoesterol com diversas atividades farmacológicas, é suscetível à oxidação quando exposto ao ar, calor e umidade. Neste contexto, a microencapsulação é uma forma de proteção contra oxidação, permitindo a incorporação do estigmasterol em diversas formas farmacêuticas e aumentar sua absorção. As micropartículas foram obtidas por gelificação iônica externa, em uma etapa, utilizando como revestimento polímeros naturais de alginato de sódio, amido de milho e quitosana. As micropartículas apresentaram formato esférico com tamanho aproximado de 1,4 mm. O rendimento foi de 94,87% e a eficiência média de encapsulação de 90,42%. A quantidade de estigmasterol no óleo recuperado das micropartículas foi de 9,97 mg/g. O método mostrou-se viável para a microencapsulação do estigmasterol.

Alginate/hydrophobic HPMC (60M) particulate systems: new matrix for site-specific and controlled drug delivery

This study aimed to obtain site-specific and controlled drug release particulate systems. Some particulates were prepared using different concentrations of sodium alginate (Na-Alg) alone and others were formulated using different proportions of Na-Alg with hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) stearoxy ether (60M viscosity grade), a hydrophobic form of conventional HPMC, using diclofenac potassium (DP) by ion-exchange methods. Beads were characterized by encapsulation efficiency, release profile, swelling, and erosion rate. The suitability of common empirical (zero-order, first-order and Higuchi) and semi-empirical (Ritger-Peppas and Peppas-Sahlin) models was studied to describe the drug release profile. The Weibull model was also studied. Models were tested by non-linear least-square curve fitting. A general purpose mathematical software (MATLAB) was used as an analysis tool. In addition, instead of the widely used linear fitting of log-transformed data, direct fitting was used to avoid any sort of truncation or transformation errors. The release kinetics of the beads indicated a purely relaxation-controlled delivery, referred to as case II transport. Weibull distribution showed a close fit. The release of DP from Na-Alg particulates was complete in 5-6 hours, whereas from Na-Alg hydrophobic HPMC particulate systems, release was sustained up to 10 hours. Hydrophobic HPMC with Na-Alg is an excellent matrix to formulate site-specific and controlled drug release particulate systems.

Este estudo teve como objetivo a obtenção de sistemas particulados para a liberação controlada de fármacos em sítios de ação específicos. Algumas partículas foram preparadas utilizando-se diferentes concentrações de alginato de sódio (Na-Alg) e outras foram formuladas por diferentes proporções de Na-Alg com estearoxílico éter de hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) (grau de viscosidade 60M), uma forma hidrofóbica do convencional HPMC, utilizando o diclofenaco de potássio (DP) por métodos de troca iônica. Os grânulos foram caracterizados pela eficiência de encapsulação, perfil de liberação, inchaço e taxa de erosão. A adequação de diferentes modelos empíricos (de ordem zero, primeira ordem e Higuchi) e semi-empíricos (Ritger-Peppas e Peppas-Sahlin) foi estudada para descrever o perfil de liberação do fármaco. O modelo de Weibull também foi estudado. Os modelos foram testados através de ajuste não linear de curva pelo método dos mínimos quadrados. O software matemático MATLAB foi utilizado como ferramenta de análise matemática. Além disso, em vez do método de ajuste linear de dados transformados, foi utilizado o ajuste direto para evitar qualquer tipo de erro de truncamento ou de transformação. A cinética de liberação dos grânulos indicou liberação controlada puramente pelo processo de relaxamento, referida como transporte caso II. A distribuição de Weibull apresentou bom ajuste. A liberação do DP a partir de partículas de Na-Alg foi concluída em 5-6 horas, enquanto que a partir de sistemas particulados de Na-Alg HPMC hidrofóbico, a liberação foi mantida por até 10 horas. O HPMC hidrofóbico com Na-Alg é uma excelente matriz para a formulação de sistemas particulados para a liberação controlada de fármacos em sítios de ação específicos.

Development and evaluation of calcium alginate beads prepared by sequential and simultaneous methods

The objective of this study was to develop a sustained release dosage form of Trimetazidine dihydrochloride (TMZ) using a natural polymeric carrier prepared in a completely aqueous environment. TMZ was entrapped in calcium alginate beads prepared with sodium alginate by the ionotropic gelation method using calcium chloride as a crosslinking agent. The drug was incorporated either into preformed calcium alginate gel beads (sequential method) or incorporated simultaneously during the gelation stage (simultaneous method). The beads were evaluated for particle size and surface morphology using optical microscopy and SEM, respectively. Beads produced by the sequential method had higher drug entrapment. Drug entrapment in the sequential method was higher with increased CaCl2 and polymer concentration but lower with increased drug concentration. In the simultaneous method, drug entrapment was higher when polymer and drug concentration were increased and also rose to a certain extent with increase in CaCl2 concentration, where further increase resulted in lower drug loading. FTIR studies revealed that there is no interaction between drug and CaCl2. XRD studies showed that the crystalline drug changed to an amorphous state after formulation. Release characteristics of the TMZ loaded calcium alginate beads were studied in enzyme-free simulated gastric and intestinal fluid.

O objetivo deste estudo foi desenvolver forma de liberação controlada de dicloridrato de trimetazidina (TMZ) utilizando transportador plomérico natural em ambiente completamente aquoso. A TMZ foi presa em pérolas de alginato de cálcio preparadas com alginato de sódio pelo método de gelatinização ionotrópica, usando cloreto de cálcio como agente de formação de ligações cruzadas. O fármaco foi incorporado nas pérolas de gel de alginato de cálcio (método sequencial) ou incorporado, simultaneamente, durante o estágio de gelificação (método simultâneo). As pérolas foram avaliadas quanto ao tamanho das partículas e morfologia da superfície utilizando microscopia óptica de SEM, respectivamente. As pérolas produzidas pelo método sequencial apresentaram maior capacidade de inclusão. No método sequencial, a inclusão de fármaco foi maior com o aumento de CaCl2 e da concentração do plímero, mas menor com o aumento da concentração de fármaco. No método simultâneo, a inclusão de fármaco foi mais alta quando as concentrações de fármaco e plímero foram aumentadas e, também, atingiram certa extensão com aumento na concentração de CaCl2, cujo aumento posterior resultou em carga menor de fármaco. Estudos de FTIR revelaram que não há interação entre fármaco e CaCl2. Estudos de XRD mostraram que o fármaco mudou do estado cristalino para o amorfo após a formulação. As características de liberação de TMZ das pérolas carregadas com alginato de cálcio foram estudadas em fluidos simulados, gástrico e intestinal, livres de enzima.

Use of polymers in the technological quality of beans grains under store conditions / Emprego de polímeros na qualidade tecnológica de grãos de feijão sob condições de armazenamento

The objective of this work was to evaluate the time of cooking of beans genotypes recovered with polymers throughout the storage time. The experiment was carried out in Lages, Santa Catarina, in which were used grains obtained from the 2006/07 harvest. It was used the complete randomized block design with three replications in an 2 x 3 x 3 factorial arrangemente (two genotypes - Pérola and IPR-Uirapuru; three times of storage - 0, 45 and 90 days and; three covered type without recovered (standard), Carboximetilcelulose (CMC) and a blend (50/50) of Carboximetilcelulose and Alginato of sodium (MCM-AS). The cooking parameters were evaluated by using the Mattson cooker, adapted by Proctor e Watts (1987). There was a gradual increase in the time of cooking of the beans grains with increases on the storage time. There were differentiated behaviors among genotypes x polymers x storage time. Covering the genotype Pérola with the Carboximetilcelulose polymer reduces the cooking time during the storage. Covering the grains of the genotype Pérola with the blend of polymers Carboximetilcelulose and Alginato of sodium significant decreases the variation of the cooking time throughout the storage.

O objetivo desse trabalho foi avaliar o caráter tempo de cocção em genótipos de feijão recobertos com polímeros ao longo do tempo de armazenamento. O experimento foi conduzido em Lages, Santa Catarina, sendo utilizadas sementes de feijão obtidas da safra 2006/07. O delineamento foi o de blocos ao acaso, com três repetições num esquema fatorial 2 x 3 x 3 (dois genótipos - Pérola e IPR-Uirapuru; três tempos de armazenamento - 0, 45 e 90 dias e; três tipos de recobrimento sem recobrimento (testemunha), Carboximetilcelulose (CMC) e uma mistura de polímeros na proporção 50/50 de Carboximetilcelulose e Alginato de sódio (CMC-AS). Foi realizada a avaliação do cozimento dos grãos com o uso do aparelho cozedor de Mattson, adaptado por Proctor e Watts (1987). Os resultados indicam um aumento gradativo no tempo de cocção dos grãos de feijão ao longo do armazenamento. Foi possível verificar comportamentos diferenciados entre genótipos x polímeros x armazenamento. O recobrimento com o polímero Carboximetilcelulose para o genótipo Pérola reduz significativamente o tempo de cocção durante o armazenamento. A peletização dos grãos do genótipo Pérola com a mistura dos polímeros na proporção 50/50 de Carboximetilcelulose e Alginato de sódio promove menor variação no caráter tempo de cocção ao longo do armazenamento.