Economic model for obtaining cyclodextrins from commercial cgtase

A repetitive batch process was employed followed by membrane ultrafiltration system to produce low-cost cyclodextrins (CDs) using commercial enzymes Toruzyme® cyclomaltodextrin glucanotransferase (CGTase) and its kinetic parameters were determined. The ultrafiltration system enabled the removalof inhibitory products from the reaction medium, allowing the enzyme to be recovered for reuse. A 10 kDa membrane was used to separate the different CDs produced by the CGTase. The substrates evaluated were maltodextrin, corn starch and cassava starch at 5, 10 and 15% (w/V), in the presence and absence of 10% (V/V) ethanol. After reaction for 132 h, 10% (w/V) cassava starch in the presence of ethanol provided the best results with 32.1 mg/mL of ß-CD. Maximum production occurred after 72 h of reaction, with a yield of 87.4% of ß-CD and an α-CD, ß-CD and γ-CD production ratio of 1:1:0.08 g, respectively. When eight repetitive batches of 72 h followed by ultrafiltration and crystallization of ß-CD were performed, 2.1 g of precipitate was obtained with a purity of 67.6% ß-CD. The supernatant from the crystallization process was lyophilized and resulted in 35.3% α-CD. The developed model can be used industrially for the production of low cost CDs from easily obtained raw material

Recovery of drug residues in equipment and utensils used by compounding pharmacies after standard cleaning procedure / Recuperação de resíduos de drogas em equipamentos e utensílios utilizados por farmácias de manipulação após o procedimento de limpeza padrão

Compounding pharmacies have been cited by some athletes as being responsible for compounding capsules contaminated with drugs banned by the International Olympic Committee (IOC). Therefore, the present study was carried out to quantify the amount of residue remaining in the equipment and utensils used for compounding capsules after standard cleaning procedures. For this purpose, captopril (CAP) and acetylsalicylic acid (ASA) were used since these are hard to clean, in addition to hydrochlorothiazide (HTZ) as a banned drug by the IOC. The amounts of residues found in the equipment were: 181.0 ± 91.8, 1208 ± 483.8 and 431.7 ± 71.3 ppm for ASA, CAP and HTZ, respectively. The continuous compounding of these drugs, followed each time by the standard cleaning procedure, showed a linear accumulation of residues for ASA (r²=0.96) and CAP (r²= 0.88). The residues quantified were greater than the FDA limit for impurities for CAP (>0.1%) but not for HTZ. However, the HTZ residue may be detected in the urine of athletes on IOC tests. Therefore, it was concluded that compounding pharmacies should therefore improve their cleaning procedures and test these in order to attain limits below 10 ppm, thereby avoiding the contamination of other products...

As farmácias de manipulação têm sido citadas por alguns atletas como sendo responsáveis pela manipulação de cápsulas contaminadas com fármacos proibidos pelo Comitê Olímpico Internacional (COI). Portanto, o presente estudo foi realizado para quantificar o montante de resíduo remanescente nos equipamentos e utensílios usados para manipular cápsulas após o procedimento padrão de limpeza. Para este propósito, o captopril (CAP) e o ácido acetilsalicílico (ASA) foram usados por serem fármacos de difícil remoção e a hidroclorotiazida (HTZ), por ser um fármaco proibido pelo COI. As quantidades de resíduos encontradas nos equipamentos após a limpeza foram 181,0 ± 91,8, 1208 ± 483,8 e 431,7 ± 71,3 ppm para ASA, CAP e HTZ, respectivamente. A manipulação contínua dos fármacos seguida pelo procedimento de limpeza mostrou acúmulo de resíduo linear para ASA (r²=0,96) e CAP (r²=0,88). A quantidade de resíduo de CAP foi maior que o limite de impureza sugerido pelo FDA (>0,1%), mas não para HTZ, mas mesmo assim, o resíduo de HTZ pode ser detectado na urina dos atletas submetidos aos testes do COI. Em conclusão, as farmácias de manipulação deveriam, portanto, melhorar o procedimentos de limpeza e testá-los para que alcancem limites abaixo de 10 ppm para evitar contaminação nos outros produtos...

Cyclodextrin glycosyltransferase production by free cells of Bacillus circulans DF 9R in batch fermentation and by immobilized cells in a semi-continuous process.

Cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase) catalyzes starch conversion into cyclic or linear oligosaccharides, important industrial products for the complexation of non-polar substances. In this work, conditions to increase CGTase production from Bacillus circulans strain DF 9R were optimized by two systems. On one hand, free cells were grown in batch fermentation experiments to optimize aeration and pH. The highest activity (1.47 ± 0.21 U ml(-1)) was achieved after 48 h of growth, aeration of 1.5 vvm and pH regulated to 7.6. On the other hand, bacterial cells were immobilized on loofa and synthetic sponge, and used for CGTase production in a semi-continuous process. An initial biomass of 30 mg of lyophilized cells and an immobilization time of 24 h with loofa or synthetic sponge were enough to achieve increased production of CGTase: 0.91 ± 0.10 and 0.95 ± 0.11 U ml(-1), respectively. Sponges with immobilized bacteria were reused in 12 successive cycles. Besides, in our conditions, CGTase was not adsorbed onto the supports used for immobilization, which ensured the total recovery of the enzyme from the culture medium. The two CGTase production processes studied showed similar productivity and could be potentially scaled up.

Curcumin-ß-cyclodextrin inclusion complex: stability, solubility, characterisation by FT-IR, FT-Raman, X-ray diffraction and photoacoustic spectroscopy, and food application.

Curcumin was complexed with ß-CD using co-precipitation, freeze-drying and solvent evaporation methods. Co-precipitation enabled complex formation, as indicated by the FT-IR and FT-Raman techniques via the shifts in the peaks that were assigned to the aromatic rings of curcumin. In addition, photoacoustic spectroscopy and X-ray diffraction, with the disappearance of the band related to aromatic rings, by Gaussian fitting, and modifications in the spectral lines, respectively, also suggested complex formation. The possible complexation had an efficiency of 74% and increased the solubility of the pure colourant 31-fold. Curcumin-ß-CD complex exhibited a sunlight stability 18% higher than the pure colourant. This material was stable to pH variations and storage at -15 and 4°C. With an isothermal heating at 100 and 150°C for 2h, the material exhibited a colour retention of approximately 99%. The application of curcumin-ß-CD complex in vanilla ice creams intensified the colour of the products and produced a great sensorial acceptance.

Improved production of cyclodextrins by alkalophilic bacilli immobilized on synthetic or loofa sponges.

This study aimed to improve the production of ß-cyclodextrin (ß-CD) by microbial cells immobilized on synthetic or loofa sponges both with and without the use of alginate or chitosan. The most suitable matrix for the immobilization of Bacillus firmus strain 7B was synthetic sponge and for Bacillus sphaericus strain 41 was loofa sponge. After 330 days of storage, the ß-CD production by Bacillus firmus and Bacillus sphaericus remained at around 41% and 49%, respectively, of initial levels. After 24 days of immobilization on loofa sponge, Bacillus sphaericus strain 41 achieved an improved operational stability, reaching 86.6 mM ß-CD after 20 days of production, compared to only 32.8 mM of ß-CD produced by free Bacillus sphaericus strain 41 cells. The expected increase in ß-CD production by immobilized cells of Bacillus firmus strain 7B on synthetic sponge for 4 days was not statistically different to that for cells immobilized for 24 days. The application of this process on an industrial scale using loofa sponge, an inexpensive and renewable matrix, will allow the stable production of ß-CD.

Preservation of Bacillus firmus strain 37 and optimization of cyclodextrin biosynthesis by cells immobilized on loofa sponge.

The preservation of Bacillus firmus strain 37 cells by lyophilization was evaluated and response surface methodology (RSM) was used to optimize the ß-cyclodextrin (ß-CD) production by cells immobilized on loofa sponge. Interactions were studied with the variables temperature, pH and dextrin concentration using a central composite design (CCD). Immobilization time influence on ß-CD production was also investigated. B. firmus strain 37 cells remained viable after one year of storage, showing that the lyophilization is a suitable method for preservation of the microorganism. From the three-dimensional diagrams and contour plots, the best conditions for ß-CD production were determined: temperature 60 °C, pH 8, and 18% dextrin. Considering that the amount of dextrin was high, a new assay was carried out, in which dextrin concentrations of 10, 15, and 18% were tested and the temperature of 60 °C and pH 8 were maintained. The results achieved showed very small differences and therefore, for economic reasons, the use of 10% dextrin is suggested. Increasing the immobilization time of cells immobilized on synthetic sponge the ß-CD production decreased and did not change for cells immobilized on loofa sponge. The results of this research are important for microorganism preservation and essential in the optimization of the biosynthesis of CD.

Avaliação de métodos para manutenção e preservação de bactéria esporulada produtora da enzima CGTase / Evaluation of methods for maintenance and preservation of sporulating bacteria producer of CGTase enzyme

A conservação de células sem mudanças morfológicas, fisiológicas ou genéticasé uma necessidade da biotecnologia. Bacillus firmus cepa 37 é uma bactéria esporulada produtora da enzima ciclodextrina glicosiltransferase (CGTase), que transforma o amido em ciclodextrinas (CDs). O objetivo deste estudo foi avaliar a manutenção e preservação de B. firmus cepa 37 estocada em meio de cultivo sólido, solo estéril e em glicerol a baixa temperatura (-70ºC). Para avaliação do melhor método de manutenção da bactéria foram utilizados procedimentos de imobilização das células em matrizes inorgânicas. As células imobilizadas foram submetidas ao teste do efeito da biomassa inicial e à microscopia eletrônica de varredura (MEV). O repique não foi um método adequado, pois a cepa diminuiu a produção de CGTase. A estocagem em solo estéril mostrou-se eficaz e a produção da enzima mantida constante. A conservação a baixas temperaturas também foi satisfatória, com contagem de células praticamente a mesma após 360 dias. A imobilização, avaliada por MEV, não mostrou diferença na adsorção das células conservadas pelos diferentes métodos. O mesmo ocorreu para o teste do efeito da biomassa inicial, que apresentou maior produção de beta-CD quando do uso de 1,5 g de células.

The conservation of cells without morphologic, physiologic or genetic changes is a biotechnology necessity. Bacillus firmus strain 37 is a sporulating bacteria that produces the cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase) enzyme, which transforms starch into cyclodextrins (CDs). This study aimed to evaluate the maintenance and preservation of B. firmus strain 37 stored in a solid medium, sterile soil and in glycerol at low temperature (-70ºC). In order to evaluate the best bacteria maintenance method, cell immobilization procedures were used on inorganic matrices. The immobilized cells were submitted to the initial biomass effect test and scanning electron microscopy (SEM). Periodic transfer was not an appropriate method, because the strainreduced the production of CGTase. The storage in sterile soil proved effective and the enzyme production remained constant. The conservation in low temperatures was also satisfactory, with cell counts practically the same after 360 days. The immobilization evaluated by SEM did not show any difference in the adsorption of the cells preserved by the different methods. The same happened for the initial biomass effect test, which presented higher beta-CD production when 1.5 g of cells was used.

Exatidão das vidrarias volumétricas e impacto sobre a quantificação de metoclopramida em solução oral / Accuracy of volumetric glasses and its impact on the quantitation of metoclopramide oral solution

Este estudo teve por objetivo avaliar o padrão de qualidade das vidrarias volumétricas adquiridas por licitação e impacto nas análises quantitativas de medicamentos. Foram avaliadas pipetas, buretas e balões volumétricos utilizandose metodologia descrita pela international Organization for Standardization (ISO) e realizada análise de teor da solução de metoclopramida gotas. Do total de materiais avaliados 56,36 por cento de balões volumétricos, 30,95 por cento das pipetas e 40,00 por cento de buretas foram reprovados. O maior fornecedor dos materiais, o fabricante G, foi um dos que mostrou menor índice de reprovação, 27,27 por cento para balão, 13,73 por cento para pipetas e 50 por cento para buretas. O medicamento metoclopramida gotas foi usado como exemplo para comparar o resultado utilizando vidraria calibrada e não calibrada na determinação do teor. O resultado mostrou uma diferença de 100,90 ± 1,56 para a vidraria calibrada e de 96,02 ± 2,23 por cento para a não calibrada. Esta diferença pode ser crítica no caso de medicamentos que apresentam o teor próximo à faixa limite de aceitação ou quando o custo da matéria prima é muito elevado. Diante dos resultados podemos observar que dentre os materiais existentes no laboratório, apenas 61,2 por cento deles são passíveis de utilização. Portanto, seria recomendável que fosse feita uma exigência técnica de certificação de qualidade no edital de licitação e uma validação prévia destes materiais antes da efetivação do pagamento, pois mesmo aquelas marcas mais famosas apresentaram desvios de qualidade

Estudo da degradação do fármaco Nabumetona por fotólise direta / Study of Nabumetone degradation through direct photolysis

O presente trabalho teve por objetivo estudar a degradação do fármaco Nabumetona por fotólise direta. Soluções etanólicas de amostras (20 mg/mL) foram preparadas e divididas em cubetas de quartzo com tampas de teflon. Estas foram colocadas em uma câmara de fotólise à temperatura de 35ºC. As quantificações das fotodegradações foram analisadas por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE); após 47 dias de fotólise, a degradação da amostra foi de 67 por cento, após 73 dias 88,5 por cento e após 111 dias 89,5 por cento. Determinações espectrofotométricas (240 a 360 nm) foram realizadas após 28, 47 e 73 dias de fotólise. Os fotoprodutos foram separados por CLAE e analisados por Cromatografia Gasosa Acoplada ao Espectro de Massa de Baixa Resolução (CG-EM). A análise em CG-EM da Nabumetona fotolisada durante 111 dias permitiu a sugestão de duas substâncias

Influência b-Galactosidase na tecnologia do leite e na má digestão da lactose / Influence of b-Galactosidase in milk technology and lactose maldigestion

Lactose, o componente de maior concentração no leite e soro, tem aplicação em produtos alimentícios e farmacêuticos, porém esta aplicação é limitada, devido a sua baixa solubilidade e os intolerantes à lactose. Por esta razão, a lactose é freqüentemente hidrolisada antes do uso. A indústria de queijo resulta em grandes quantidades de lactose na forma de soro de queijo. Foram encontrados muitos usos para o soro e a lactose, inclusive usos em fórmulas infantis, padaria e produtos de confeitaria, comida para animais e em várias fermentações industriais. Contudo, a demanda é insuficiente para consumir toda a lactose presente no soro proveniente das leiterias. A má digestão da lactose deve-se a uma redução geneticamente predeterminada de b-galactosidase (lactase) no intestino delgado, que ocorre com a idade e, algumas vezes, depois de desmame, provocando sintomas gastrointestinais. Dor abdominal, flatulência ou diarréia podem ser o resultado da fermentação da lactose por bactérias do cólon. A redução ou eliminação de leite e derivados do leite da dieta de crianças intolerantes à lactose pode comprometer a absorção de proteína, riboflavina e cálcio. Desta forma, foram desenvolvidas alternativas para não eliminar o leite da dieta. Atualmente, os caminhos disponíveis e seguros incluem o uso de derivados microbiológicos de b-galactosidase por adição ao leite para pré-hidrolisar a lactose, ou por consumo associado à ingestão de comidas que contêm lactose. Leite fermentado em pó que retém atividade de b-galactosidase também reduz a má digestão da lactose em crianças. Tem sido proposto melhorar a digestibilidade de produtos fermentados de leite através do uso de cepas de bactérias que possuem alta atividade de b-galactosidase em pH ácido. Outro caminho para o controle da digestão da lactose é o consumo de leite não fermentado contendo bactérias lácticas vivas como Lactobacillus acidophilus e Bifidobacterium longum.