Physicochemical characterization and evaluation of in vitro and in vivo toxicity of goldenberry extract nanoemulsion / Caracterização físico-química e avaliação da toxicidade in vitro e in vivo de nanoemulsão contendo extrato de goldenberry

Oil-in-water (O/W) nanoemulsion containing goldenberry extract was elaborated using a high-energy ultrasonic bath method. Physicochemical characterization of the formulation was carried out by determining pH, mean droplet diameter, polydispersity index (PDI) and zeta potential. Nanoemulsion toxicity was assessed using in vitro assays with tumor and non-tumor cell lines, and in vivo using Caenorhabditis elegans. The pH of the nanoemulsion was 3.84, the mean droplet diameter was 268 ± 7 nm, PDI 0.113 and zeta potential -13.94 mV. Results of the cytotoxicity assays employing non-tumor cells indicated that the extract associated or not with nanoemulsion maintained cell viability at different concentrations tested. In the assays using tumor lineage, it is observed that the nanoemulsion containing the extract had higher antitumor activity than the free extract. As for the in vivo tests, there was no change in the survival rate of the worms.(AU)

Nanoemulsão óleo/água (O/A) contendo extrato de goldenberry foi elaborada utilizando método de banho ultrassônico de alta energia. A caracterização físico-química da formulação foi realizada pela determinação do pH, diâmetro médio de gotas, índice de polidispersão (PDI) e potencial zeta. A toxicidade das nanoemulsões foi avaliada utilizando ensaios in vitro com linhas celulares tumorais e não tumorais e in vivo utilizando Caenorhabditis elegans. O pH da nanoemulsão foi de 3,84, o diâmetro médio das gotículas foi de 268 ± 7 nm, PDI 0,113 e o potencial zeta -13,94 mV. Os resultados dos ensaios de citotoxicidade empregando células não tumorais indicaram que o extrato associado ou não à nanoemulsão manteve a viabilidade celular em diferentes concentrações testadas. Nos ensaios, utilizando linhagem tumoral, observou-se que a nanoemulsão contendo o extrato apresentou maior atividade antitumoral do que o extrato livre. Quanto aos testes in vivo, não houve mudança na taxa de sobrevivência dos vermes.(AU)

Improvement of the viability of probiotics (Lactobacillus acidophilus) by multilayer encapsulation / Melhoramento da viabilidade de probióticos (Lactobacillus acidophilus) por encapsulação em multicamadas

This study produced pectin microcapsules containing Lactobacillus acidophilus by external ionic gelation, followed by the adsorption of whey protein and pectin to form multilayers. The viability of free and microencapsulated lactobacilli was evaluated after in vitro exposure to gastrointestinal conditions. They were also assessed by heat treatment, and stability was examined at -18°C, 5°C and 25°C for 120 days. Exposure to different pHs, simulating passage through the gastrointestinal tract, showed that treatment of the microcapsules with only pectin (LA/P0) and with one and two layers of whey protein (treatments LA/P1 and LA/P3, respectively), were able to protect Lactobacillus acidophilus , with microcapsules increasing the release of probiotics from the stomach into the intestines. Free cells showed a decrease in their counts over the course of the simulated gastrointestinal system. Regarding heat treatments, microcapsules with a layer of whey protein (LA/P1) maintained the viability of their encapsulated Lactobacillus acidophilus (9.57 log CFU/g-1). The best storage viability was at -18°C, with a count of 7.86 log CFU/g-1at 120 days for microcapsule LA/P1,with those consisting of two layers of whey protein (LA/P3)having a 6.55 log CFU/g-1 at 105 days. This study indicated that external ionic gelation was effective and could be used for the production of pectin microcapsules, with multilayer whey protein promoting greater protection and viability of Lactobacillus acidophilus.(AU)

O objetivo deste trabalho foi produzir microcápsulas de pectina, contendo Lactobacillus acidophilus por gelificação iônica externa, seguida da adsorção de proteína de soro de leite e multicamadas formadoras de pectina. Além disso, a viabilidade de lactobacilos livres e microencapsulados, após exposição in vitro a condições gastrintestinais, foi avaliada após simulação de tratamentos térmicos e, finalmente, estabilidade a -18°C, 5°C e 25°C durante 120 dias de armazenamento. A exposição a diferentes pHs, simulando a passagem pelo trato gastrointestinal, mostrou que os tratamentos das microcápsulas com apenas pectina (LA/P0) e com uma e duas camadas proteína do soro (tratamentos LA/P1 e LA/P3, respectivamente), foram capazes de proteger o Lactobacillus acidophilus , enquanto as microcápsulas aumentaram a liberação de probióticos do estômago para o intestino. As células livres diminuíram suas contagens no curso do sistema. Em relação aos tratamentos térmicos aplicados, pode-se afirmar que a microcápsula com uma camada de proteína do soro (LA/P1) resistiu e manteve a viabilidade de Lactobacillus acidophilus (9,57 log CFU / g-1). A melhor viabilidade foi obtida no armazenamento a -18°C, com uma contagem de 7,86 log CFU / g-1 para essa mesma microcápsula (LA/P1) no final do armazenamento (120 dias) e 6,55 log CFU / g-1 para as microcápsulas com duas camadas de proteína do soro (LA/P3) por 105 dias. Este estudo indica que a gelificação iônica externa é eficaz e pode ser usada para a produção de microcápsulas de pectina com multicamadas de proteína de soro para promover maior proteção e viabilidade ao Lactobacillus acidophilus.(AU)

Cytotoxicity and antioxidant activity of goldenberry extracts obtained with high intensity ultrasound / Citotoxicidade e atividade antioxidante de extratos de goldenberry obtidos com ultrassom de alta intensidade

The high intensity ultrasound-assisted extraction (HIU) is one of the most simple, quick and efficient techniques for the extraction of phenolic and other antioxidant compounds from plants. This is the first application of HIU for the extraction of these compounds from goldenberry fruit. The HIU and conventional extraction techniques showed similar results regarding to phenolic compounds and antioxidant capacity. However, the time required for HIU extraction (5min) was 24 times lower than conventional extraction (120min). Phenolic compounds reported were chlorogenic acid, caffeic acid and rutin. In vitro cytotoxicity assays were used for evaluation of extracts and the results showed that in a wide range of concentration, the extract maintains cell viability, thus indicating the possibility to use it as food with safety.(AU)

A extração assistida com ultrassom de alta intensidade (HIU) é uma das técnicas mais simples, rápidas e eficientes na extração de compostos fenólicos e antioxidantes de plantas. Este trabalho foi o primeiro a utilizar HIU na extração destes compostos presentes na fruta goldenberry. As técnicas HIU e extração convencional apresentaram resultados semelhantes com relação aos compostos fenólicos e capacidade antioxidante. Entretanto, o tempo necessário na HIU (5min) foi 24 vezes menor que na extração convencional (120min). Os compostos fenólicos encontrados foram ácido clorogênico, ácido cafeico e rutina. Ensaios de citotoxicidade in vitro foram usados para avaliação dos extratos e os resultados demonstraram que, em ampla faixa de concentração, o extrato mantém a viabilidade celular, indicando assim possível segurança para utilização em alimentos.(AU)

Encapsulation of Lactobacillus acidophilus La-5 and Bifidobacterium Bb-12 by spray drying and evaluation of its resistance in simulated gastrointestinal conditions, thermal treatments and storage conditions / Encapsulação de Lactobacillus acidophilus La-5 e Bifidobacterium Bb-12 por spray dryer e avaliação da sua resistência em condições gastrointestinais simuladas, tratamentos térmicos e em condições de armazenamento

Lactobacillus acidophillus La-5 (ML) and Bifidobacterium Bb-12 (MB) microparticles were produced at different temperatures by spray dryer. The influence of different temperatures on the viability, encapsulation efficiency, water activity and moisture were evaluated. Microparticles that presented more viability were submitted to thermal resistance, gastrointestinal simulation, storage stability, morphology and particle size analyses. Drying temperature of 130°C showed higher encapsulation efficiency, 84.61 and 79.73% for Lactobacillus acidophillus (ML) and Bifidobacterium Bb-12 (MB) microparticles, respectively. In the evaluation of thermal resistance and gastrointestinal simulation, the microparticles of Lactobacillus acidophillus La-5 (ML) presented higher survival than Bifidobacterium Bb-12 (MB) under these conditions. In storage viability only the Lactobacillus acidophillus La-5 (ML) microparticles remained viable at all evaluated temperatures during the 120 days. The particle sizes reported were 4.85 for Lactobacillus acidophillus La-5 (ML) and 8.75 for Bifidobacterium Bb-12 (MB), being in agreement with the desired values for products obtained by spray dryer. Finally, the Lactobacillus acidophilus La-5 (ML) microparticles were shown to be more resistant under the conditions evaluated in this study.(AU)

Micropartículas de Lactobacillus acidophillus La-5 (ML) e Bifidobacterium Bb-12 (MB) foram produzidas em diferentes temperaturas de secagem no spray dryer. A influência das diferentes temperaturas sobre a viabilidade, eficiência de encapsulação, atividade de água e umidade foram avaliadas. As micropartículas que apresentaram maior viabilidade foram submetidas a análises de resistência térmica, simulação gastrointestinal, estabilidade ao armazenamento, morfologia e tamanho de partícula. A temperatura de secagem de 130°C mostrou maior eficiência de encapsulação, 84.61 e 79.73% para micropartículas de Lactobacillus acidophillus (ML) e Bifidobacterium Bb-12 (MB), respectivamente. Na avaliação da resistência térmica e simulação gastrointestinal as micropartículas de Lactobacillus acidophillus La-5 (ML) apresentaram maior sobrevivência que Bifidobacterium Bb-12 (MB) nestas condições. Na viabilidade ao armazenamento somente as micropartículas Lactobacillus acidophillus La-5 (ML) mantiveram-se viáveis em todas as temperaturas avaliadas durante os 120 dias. Os tamanhos de partícula encontrados foram de 4.85 para Lactobacillus acidophillus La-5 (ML) e 8.75 para Bifidobacterium Bb-12 (MB), estando de acordo aos valores desejáveis para produtos obtidos por spray dryer. Por fim, as micropartículas de Lactobacillus acidophilus La-5 (ML) demostraram ser mais resistentes frente as condições avaliadas neste estudo.(AU)