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Type: TESE DIGITAL
Title: Production of Liposomal Systems by Microfluidic Devices aiming Food Applications : Produção de sistemas lipossomais em dispositivos microfluídicos visando aplicações alimentícias
Title Alternative: Produção de sistemas lipossomais em dispositivos microfluídicos visando aplicações alimentícias
Author: Michelon, Mariano, 1986-
Advisor: Cunha, Rosiane Lopes da, 1967-
Abstract: Resumo: Este projeto teve como objetivo o desenvolvimento tecnológico de processos microfluídicos para a obtenção de estruturas lipossomais visando à sua utilização como sistemas de encapsulação para as indústrias de alimentos. Inicialmente foi avaliada a viabilidade técnica de obtenção de nanovesículas incorporadas com ?-caroteno utilizando diferentes lecitinas comerciais de soja pelo método de injeção de etanol. O tipo de lecitina utilizada para a produção de nanovesículas não influenciou na capacidade de carregamento do ?-caroteno, porém influenciou nas propriedades estruturais dos lipossomas formados. Assim, foi possível utilizar uma lecitina comercial de soja de baixo custo contendo triacilgliceróis para a produção de lipossomas visando à veiculação do ?-caroteno. Na segunda etapa, lipossomas foram produzidos continuamente utilizando dispositivos microfluídicos de focalização hidrodinâmica. Este estudo objetivou um aumento da taxa de produção de lipossomas para uma redução no número de canais visando a um sistema microfluídico paralelizado mais eficiente. Diferentes estratégias para o aumento da produtividade foram avaliadas em função dos impactos causados nas distribuições de tamanho dos lipossomas formados. Os resultados indicam que lipossomas com baixa polidispersidade podem ser obtidos continuamente com uma alta taxa de síntese, utilizando dispositivos microfluídicos com canais de seção retangular de elevada relação largura/altura em altas vazões volumétricas e alta concentração de lecitina. Na terceira etapa, lipossomas gigantes baseados em emulsões duplas A/O/A foram produzidos em um dispositivo microcapilar de vidro, empregando uma mistura de acetato de etila e pentano em substituição às misturas contendo clorofórmio e/ou hexano normalmente utilizadas para solubilizar os fosfolipídios. O tamanho das gotas das emulsões duplas foi precisamente ajustado com uma variação da vazão da fase contínua. Assim, de forma inédita, foi possível desenvolver um processo microfluídico para produção de lipossomas gigantes utilizando ingredientes e materiais com possibilidades reais de aplicação em sistemas alimentícios. Todos os resultados experimentais obtidos sugerem que lecitinas comerciais de soja amplamente disponíveis como emulsificantes para indústria de alimentos podem ser utilizadas como uma alternativa de baixo custo para obtenção de sistemas lipossomais incorporados com ?-caroteno. Além disso, podemos concluir que diferentes processos microfluídicos podem ser empregados para obtenção de diferentes estruturas lipossomais

Abstract: The project evaluated the technological development of microfluidic processes for production of liposomal structures aiming their use as delivery systems for food industries. In the first step, it was evaluated the technical feasibility of obtaining ?-carotene-incorporated nanovesicles using different commercial soybean lecithin by the ethanol injection method. The lecithin-type used did not influence on loading capacity of ?-carotene, but it influenced on the structural properties of the liposomes generated. Thus, it was possible to use commercial low-cost soybean lecithin containing triacylglycerol for the production of liposomes for ?-carotene delivery. In the second step, liposomes were produced in a continuous mode using hydrodynamic flow-focusing microfluidic devices. This step aimed at increasing the production rate of liposome for a reduction in the number of channels to obtain a more efficient parallelized microfluidic system. Different strategies to increase liposome throughput were evaluated as a function of the impacts caused on the size distributions of the liposomes generated. The results indicate that liposomes with low polydispersity can be obtained in continuous mode at a high synthesis rate. The best results were observed using microfluidic devices with cross-section area of high aspect-ratio channels, at high volumetric flow rates and lecithin concentration. In the third step, giant liposomes based on W/O/W double emulsions were produced using a glass capillary device through an ethyl acetate/pentane mixture in replacement of a mixture containing chloroform and hexane normally used for phospholipid dissolution. The droplet size of the double emulsions was tuned by a flow variation of continuous phase. Thus, in an unprecedented way, it was possible to develop a microfluidic process for the production of giant liposomes using ingredients and materials with true possibilities of application in food systems. All experimental results obtained suggest that commercial soybean lecithins widely available as emulsifiers for the food industry can be used as a low-cost alternative to obtain ?-carotene-incorporated liposomal systems. Apart that, we can conclude that different microfluidic processes can be used to produce different liposomal structures
Subject: Lipossomas
Microfluidica
Lecitina
Editor: [s.n.]
Citation: MICHELON, Mariano. Production of Liposomal Systems by Microfluidic Devices aiming Food Applications: Produção de sistemas lipossomais em dispositivos microfluídicos visando aplicações alimentícias. 2017. 1 recurso online (150 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP.
Date Issue: 2017
Appears in Collections:FEA - Dissertação e Tese

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