Droplet-Based Microfluidics as a Platform to Design Food-Grade Delivery Systems Based on the Entrapped Compound Type.

Microfluidic technology has emerged as a powerful tool for several applications, including chemistry, physics, biology, and engineering. Due to the laminar regime, droplet-based microfluidics enable the development of diverse delivery systems based on food-grade emulsions, such as multiple emulsions, microgels, microcapsules, solid lipid microparticles, and giant liposomes. Additionally, by precisely manipulating fluids on the low-energy-demand micrometer scale, it becomes possible to control the size, shape, and dispersity of generated droplets, which makes microfluidic emulsification an excellent approach for tailoring delivery system properties based on the nature of the entrapped compounds. Thus, this review points out the most current advances in droplet-based microfluidic processes, which successfully use food-grade emulsions to develop simple and complex delivery systems. In this context, we summarized the principles of droplet-based microfluidics, introducing the most common microdevice geometries, the materials used in the manufacture, and the forces involved in the different droplet-generation processes into the microchannels. Subsequently, the encapsulated compound type, classified as lipophilic or hydrophilic functional compounds, was used as a starting point to present current advances in delivery systems using food-grade emulsions and their assembly using microfluidic technologies. Finally, we discuss the limitations and perspectives of scale-up in droplet-based microfluidic approaches, including the challenges that have limited the transition of microfluidic processes from the lab-scale to the industrial-scale.

Cytotoxicity, structural, conformational, and techno-functional properties of α-lactalbumin nanostructured aggregates.

Protein nanostructures can be used in food applications to improve the techno-functional properties of a food formulation. This study aims to find the best conditions for the production and conformational change of α-lactalbumin nanostructured aggregates. The criteria to determine the best operating conditions to produce α-lactalbumin nanostructured aggregates were intensification of foaming and emulsification, techno-functional proprieties, cytotoxic, and antibacterial activity of nanostructures compared with native α-lactalbumin. Conformational alterations occurred in the α-helix and sheet-ß protein structures. The size obtained by dynamic light scattering was 163.84 nm with a polydispersity index of 0.29. The nano protein improved the techno-functional property compared to the native protein. Additionally, nanostructures had no cytotoxic effect and were innocuous to bacterial activity. Thus, this study presents the best conditions to produce α-lactalbumin nanostructured aggregates with improved properties that allow new food industry applications.

Avaliação antimicrobiana da nanoquitosana incorporada no hidrogel de PVA e propilenoglicol / Antimicrobial evaluation of PVA and propylene glycol hydrogel integrated nanochitosan

A nanoquitosana (NQ) possui potencial antimicrobiano contra microrganismos causadores de Doenças Transmitidas por Alimentos. Este trabalho busca determinar o efeito antimicrobiano da NQ em hidrogéis para substituir os produtos assépticos e sanitizantes convencionais. O hidrogel de propilenoglicol foi testado em superfície de aço inox em E. coli, apresentando crescimento de 303±53 UFC, inferior ao controle 481,5±62,5 UFC. O gel de PVA foi testado pelo método de disco-difusão contra E. coli, com halo de inibição de 2,7±0,2 cm (NQ 71,43 µg.mL-1) e 2,3±0,3 cm (NQ 142,85 µg.mL-1), e S. typ, com halo de inibição de 3,0±0,2 cm e 2,8±0,2 cm, com NQ 71,43 µg.mL-1 e 142,85 µg.mL-1, respectivamente. Os resultados indicam potencial uso da NQ em produtos sanitizantes, para isso são necessários testes toxicológicos e caracterização das nanoestruturas.

Avaliação antimicrobiana de hidrogel de PVA e gel de Propilenoglicol incorporado com Nanopartículas de Prata como sanitizantes / Antimicrobial evaluation of PVA hydrogel and propilene glycol incorporated with silver nanoparticles

As Doenças Transmitidas por Alimentos causam diversos problemas de saúde e prejuízos econômicos e tem como principal causa a má manipulação dos alimentos. Portanto, é necessário o uso de estratégias de higiene pessoal e de sanitização das instalações e equipamentos. Pensando nisso, este trabalho apresenta a síntese e análise antimicrobiana por disco-difusão e contagem bacteriana de um gel sanitizante a base de Polietileno Glicol e um hidrogel de PVA com a incorporação de Nanopartículas de Prata (AgNP). Para o primeiro gel, com AgNP, o resultado foi quatro vezes maior que o controle. Para o segundo gel, o aumento na concentração de AgNP garantiu uma maior inibição bacteriana. Os resultados obtidos comprovam a potencialidade deste sanitizante para aplicação industrial, comercial e laboratorial.

Avaliação antimicrobiana de macroestrutura e nanoestruturas de carbonato de cálcio / Antimicrobial evaluation of macrostructures and nanostructures of calcium carbonate

A ocorrência de doenças transmitidas por alimentos se dá principalmente pelas bactérias Salmonella e E.coli. A Salmonella pode causar infecções generalizadas ao entrar na corrente sanguínea por meio das paredes do intestino e a E. coli produz toxinas que podem causar complicações. Uma solução é encontrada no uso da nanotecnologia que desperta o interesse dos cientistas em suas possíveis aplicações inovadoras nas indústrias. Esse trabalho estudou os efeitos antimicrobianos do Carbonato de Cálcio macro e nanoestruturado em E. Coli e Salmonella Typ. Para a nanoestrutura os melhores resultados foram com 1250 e 1875 µg.mL-1 em E. Coli e S. Typ. As concentração de 1000, 1500 e 1875 µg.mL-1 de macro CaCO3 mostraram-se mais eficientes para E. Coli e no caso da S. Typ 1000 e 1500 µg.mL-1. Para validar e tornar aplicável o uso de nano CaCO3 são sugeridos estudos toxicológicos e estudos com diferentes tamanhos do material nanoestruturado.