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Ilex paraguariensis é uma importante fonte de compostos bioativos como polifenois e metilxantinas, os quais apresentam benefícios à saúde como minimizar efeito de doenças neurológicas e aumentar o foco e a performance atlética, para metilxantinas; redução do risco de doenças cardiovasculares e tratamento da diabetes tipo 1, para polifenois. Neste contexto, o estudo tem por objetivo desenvolver uma metodologia para purificação dos compostos contidos no extrato da erva-mate obtido por extração com fluido supercrítico e dos compostos contidos no extrato aquoso da erva-mate descafeinada. Seguiu-se com a encapsulação da cafeína extraída em gelatina e, por fim, com a avaliação e modelagem da liberação da cafeína encapsulada em meio que simulou o fluido gástrico. A caracterização da cafeína presente no extrato antes e após sua purificação foi realizada via cromatografia líquida de alta eficiência e a caracterização dos extratos aquosos obtidos da erva-mate descafeinada foi realizada pelos métodos 2,2-difenil-1-picrihicrazil, Folin-Ciocalteu e cromatografia líquida de alta eficiência. As cápsulas antes da liberação foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, espalhamento de luz dinâmica e análise termogravimétrica, enquanto o fluido no qual ocorreu a liberação foi analisado por espectroscopia de ultravioleta. Entre os resultados obtidos podemos destacar a concentração de cafeína no extrato purificado que apresentou valor de, aproximadamente, 87% de pureza; as cápsulas de cafeína, obtidas em spray dryer e nano spray dryer, com morfologia esférica e tamanho de partícula na escala nanométrica; e o perfil de liberação das cápsulas cujo comportamento foi representadoo pelo modelo de liberação de primeira ordem., Ilex paraguariensis is an important source of bioactive compounds such as polyphenols and methylxanthines, which have health benefits such as minimizing the effect of neurological diseases and increasing focus and athletic performance, for methylxanthines; reducing the risk of cardiovascular disease and treating type 1 diabetes, for polyphenols. In this context, the study aims to develop a methodology for purifying the compounds contained in the extract of yerba mate obtained by extraction with supercritical fluid and the compounds contained in the aqueous extract of decaffeinated yerba mate. This was followed by encapsulation of the extracted caffeine in gelatin and, finally, with the evaluation and modeling of the release of encapsulated caffeine in a medium that simulated gastric fluid. The characterization of the caffeine present in the extract before and after its purification was performed via high performance liquid chromatography and the antioxidant activity of the aqueous extracts obtained from decaffeinated yerba mate were determined by the 2,2-diphenyl-1-picryhicrazil, Folin-Ciocalteu methods and high performance liquid chromatography. The capsules before release were analyzed by scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, dynamic light scattering and thermogravimetric analysis, while the fluid in which the release occurred was analyzed by ultraviolet spectroscopy. Among the results obtained, we can highlight the concentration of caffeine in the purified extract, which presented a value of approximately 87% purity; caffeine capsules, obtained in spray dryer and nano spray dryer, with spherical morphology and particle size in the nanometric scale; and the release profile of the capsules whose behavior was modeled by the first-order release model.

A curcumina, um polifenol extraído da cúrcuma, é promissora no ramo da medicina por apresentar diversas propriedades terapêuticas. Essas características fazem com que ela seja usada no tratamento de diversas enfermidades como artrite, síndrome metabólica, doença do fígado, obesidade, doenças neurodegenerativas e, acima de tudo, vários tipos de câncer. O câncer de cólon é uma doença com ocorrência relativamente alta, sendo o segundo tipo mais letal. Devido às complicações geradas pela quimioterapia, que é o tratamento mais convencional, novos produtos naturais são estudados como drogas alternativas por apresentarem menos efeitos colaterais. A curcumina se mostra uma alternativa interessante nesse caso, no entanto, ela tem como desvantagem a baixa estabilidade quando ingerida, não conseguindo chegar até o cólon sem ser degradada. Incorporá-la em polímeros biodegradáveis e biocompatíveis é uma estratégia frequentemente usada para contornar esse problema e fazer com que ela chegue até o local desejado preservada.A quitosana é um exemplo de polímero que atende essas características e pode ser usada como matriz para suportar a curcumina e transportá-la pelo trato digestivo. A maneira escolhida para incorporar a curcumina na quitosana foi a impregnação supercrítica, que é um método derivado das tecnologias que utilizam fluido supercrítco. O objetivo do trabalho foi impregnar as partículas de quitosana com curcumina através do uso de dióxido de carbono expandido em etanol e avaliar a liberação dessa substância, fazendo a modelagem matemática desse fenômeno. A caracterização das partículas antes e após a impregnação foi realizada usando as análises de microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier. Na pressão de 200 bar se obteve o maior percentual e quantidade de curcumina impregnada (15,8% e 3,16 mg) nas partículas e não houve diferença significativa entre os diferentes percentuais de etanol utilizados. O modelo de Primeir, Curcumin, a polyphenol extracted from turmeric, has many therapeutic properties. Those benefits make this compound a promissing alternative in medicine that can be used in the treatment of diseases such as arthritis, metabolic syndrome, liver disease, obesity, neurodegenerative illness and multiple types of câncer. Colon cancer is high occurrence disease and it’s the second most letal type of cancer. As chemotherapy has too many side effects, new natural products are widely researched as alternative drugs to treat all kinds of cancer. Curcumin is being researched as a replacement for the traditional chemotherapy drugs, however, it’s instability when ingested makes it unable to reach the colon with treatment potential. Incorporating the compound in a biopolymer is a common strategy to by-pass this problem and allow the drug to reach the desired location. Chitosan is an example of biopolymer which suits this characteristics and can be used to transport the curcumin through the digestive tract. Supercritical impregnation was the technique chosen to incorporate the curcumin into the chitosan, which is a method that utilizes a supercritical fluid technology to achieve this objective. The goal of this work was to impregnate the chitosan particles with curcumin using carbon dioxide expanded in ethanol and evaluate its delivery capacity as well as making the mathematical modeling of the process. SEM and FTIR were used to characterize the particles before and after the impregnation. The pressure of 200 bar resulted in highest percent and amount of curcumin impregnated (15,8% and 3,16 mg) in the particles and there was no significant difference between the quantities of ethanol evaluated. The first order model was the one that best described the curcumin liberation in PBS (pH 7,4).

O processamento industrial da erva-mate submete a planta a altas temperaturas a fim de conservá-la e conferir sabor e aroma. Uma etapa deste processo é denominada branqueamento, que tem por finalidade inativar enzimas oxidativas presentes nas folhas. Para avaliar a influência desta etapa na obtenção de cafeína e compostos antioxidantes, realizou-se extrações por infusão a 30, 60 e 90 °C e extrações por campo elétrico moderado a 0, 25 e 180 V a 30°C. Os resultados demonstraram que se obteve maior quantidade de cafeína para ambos os métodos de extração antes do processo de branqueamento, por sua vez os compostos que possuem atividade antioxidante foram obtidos em maior quantidade após o branqueamento. Esta diferença de comportamento pode ser justificada pelas alterações causadas na estrutura celular vegetal observadas por microscopia eletrônica de transmissão. Na busca de obter-se uma erva-mate descafeinada optouse por utilizar a extração por fluido supercrítico com dióxido de carbono como solvente e etanol como modificador. Foram realizados experimentos em três etapas que avaliaram as seguintes variáveis de processo: vazão de solvente, vazão de modificar e tempo. A otimização aplicada através de planejamentos experimentais resultou numa condição de extração capaz de obter-se erva-mate com concentração de cafeína de 0,163% ± 0,058% em 4,25 h de extração. Também foram realizados experimentos de purificação dos extratos sem a utilização de solventes tóxicos (utilizando-se apenas água e etanol) e foram obtidos extratos de erva-mate com concentração de cafeína de até 92,34%., The industrial processing of the yerba mate undergoes it at high temperatures in order to conserve it and confer flavor and aroma. One step in this process is called bleaching, which has the purpose of inactivating oxidative enzymes present in leaves of yerba mate. To evaluate the effect of this step to obtaining caffeine and antioxidant compounds, extractions were performed by aqueous infusion at 30, 60 and 90 ° C and extractions by moderate electric field at 0, 25 and 180 V. The results showed that a higher amount of caffeine was obtained for both extraction methods before the bleaching process. In turn, the compounds that have antioxidant activity were obtained in greater amount after bleaching. This behavioral difference may be explained by changes in plant cell structure observed by transmission electron microscopy. In order to obtain a decaffeinated yerba mate, supercritical fluid extraction with carbon dioxide as solvent and ethanol as modifier was chosen. Experiments were performed in three steps that evaluated the following process variables: solvent flow rate, modifier flow rate and time. The optimization applied through experimental designs resulted in an extraction condition capable of obtaining yerba mate with 0.163% ± 0.058% caffeine concentration in 4.25 h of extraction. Experiments were also carried out to purify the extracts without using toxic solvents (only water and ethanol were used) and extracts of yerba mate with a caffeine concentration of up to 92.34% were obtained.