Tear film lipids:dynamic composition and clinical performance

Purpose: Meibomian-derived lipid secretions are well characterised but their subsequent fate in the ocular environment is less well understood. Phospholipids are thought to facilitate the interface between aqueous and lipid layers of the tear film and to be involved in ocular lubrication processes. We have extended our previous studies on phospholipid levels in the tear film to encompass the fate of polar and non-polar lipids in progressive accumulation and aging processes on both conventional and silicone-modified hydrogel lenses. This is an important aspect of the developing understanding of the role of lipids in the clinical performance of silicone hydrogels. Method: Several techniques were used to identify lipids in the tear film. Mass-spectrometric methods included Agilent 1100-based liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LCMS) and Perkin Elmer gas chromatography mass spectrometry (GCMS). Thin layer chromatography (TLC) was used for separation of lipids on the basis of increasing solvent polarity. Routine assay of lipid extractions from patient-worn lenses was carried out using a Hewlett Packard 1090 liquid chromatograph coupled to both uv and Agilent 1100 fluorescence detection. A range of histological together with optical, and electron microscope techniques was used in deposit analysis. Results: Progressive lipid uptake was assessed in various ways, including: composition changes with wear time, differential lipid penetrate into the lens matrix and, particularly, the extent to which lipids become unextractable as a function of wear time. Solvent-based separation and HPLC gave consistent results indicating that the polarity of lipid classes decreased as follows: phospholipids/fatty acids > triglycerides > cholesterol/cholesteryl esters. Tear lipids were found to show autofluorescence—which underpinned the value of fluorescence microscopy and fluorescence detection coupled with HPLC separation. The most fluorescent lipids were found to be cholesteryl esters; histological techniques coupled with fluorescence microscopy indicated that white spots (’’jelly bumps’’) formed on silicone hydrogel lenses contain a high proportion of cholesteryl esters. Lipid profiles averaged for 30 symptomatic and 30 asymptomatic contact lens wearers were compiled. Peak classes were split into: cholesterol (C), cholesteryl esters (CE), glycerides (G), polar fatty acids/phospholipids (PL). The lipid ratio for ymptomatic/symptomatic was 0.6 ± 0.1 for all classes except one—the cholesterol ratio was 0.2 ± 0.05. Significantly the PL ratio was no different from that of any other class except cholesterol. Chromatography indicated that: lipid polarity decreased with depth of penetration and that lipid extractability decreased with wear time. Conclusions: Meibomian lipid composition differs from that in the tear film and on worn lenses. Although the same broad lipid classes were obtained by extraction from all lenses and all patients studied, quantities vary with wear and material. Lipid extractability diminishes with wear time regardless of the use of cleaning regimes. Dry eye symptoms in contact lens wear are frequently linked to lipid layer behaviour but seem to relate more to total lipid than to specific composition. Understanding the detail of lipid related processes is an important element of improving the clinical performance of materials and care solutions.

Produção de lipidios funcionais por ação de lipase fúngica

A modificação estrutural de óleos e gorduras é uma das principais áreas de interesse de pesquisa em diferentes setores industriais. No caso da indústria de alimentos, a interesterificação é empregada para melhorar propriedades nutricionais e funcionais, em que se obtêm compostos diferentes dos que lhes deram origem. As lipases microbianas são os biocatalisadores mais utilizados industrialmente, por serem mais estáveis, específicas e com propriedades bem mais diversificadas que as lipases de outras fontes. Este trabalho objetivou, primeiramente, a caracterização da gordura da pele de frango (GPF) e sua comparação com óleo de soja, como referência, visando a utilização de GPF em reações de interesterificação. Para isto foram caracterizados quanto aos índices de rancidez hidrolítica e oxidativa, bem como de matéria insaponificável, índices de saponificação, refração e iodo. Foi realizado ainda o fracionamento e perfil de ácidos graxos destes lipídios e suas frações, com o cálculo de seus índices nutricionais. Foi verificado que a GPF apresentou qualidade satisfatória devido aos baixos índices de acidez (0,65 g ácido oleico.100 g -1 ), peróxido (2,14 meq.kg-1 ), p-anisidina (0,70 unidades de absorvância.g-1 ), além de fonte de ácidos graxos mono-insaturados (40%), sendo fonte promissora para estudos de interesterificação. Em um segundo momento o objetivo foi produzir lipídios modificados ricos em ácidos graxos essenciais a partir da gordura da pele de frango e ácidos graxos ramificados, utilizando lipase sn-1,3 específica e interesterificação do tipo acidólise. Foram estudados os fatores concentração de enzima, adição de água, proporção de substratos e tempo, segundo um planejamento experimental fatorial completo 2 4 . As separações analíticas foram executadas em placas de cromatografia de camada delgada, sendo as frações posteriormente extraídas, ressuspensas e injetadas no cromatógrafo a gás. Foi verificado que a adição de água ao meio reacional apresentou efeito significativo (p<0,05) para todos ácidos graxos avaliados dos triacilgliceróis, sendo que para o ácido essencial linoleico (C18:2) o efeito do tempo de reação também foi significativo, sendo verificado que quanto maior o tempo de reação, menor a quantidade de água a ser adicionada. Em um terceiro momento, o objetivo foi produzir éster fenólico a partir do DHCA, além de realizar reações de transesterificação deste éster com tricaprilina. Para a reação de transesterificação, foi utilizado um delineamento composto central rotacional (DCCR) variando a quantidade de enzima, tempo de reação e temperatura sobre a resposta (%) dos reagentes consumidos. A lipase Novozym® 435 de Candida antarctica foi utilizada como catalisador de todas reações. Foi verificado que a maior produção de éster (50%) ocorreu em oito dias. Nas reações de transesterificação, as relações molares em que houve maior consumo do éster produzido foram 1:5 e 1:10, sendo obtidos 21,1% e 29,6% de residual de dihidrocafeato de octila, respectivamente em 24 h. Foi observado que em altas temperaturas e tempo superior a 26 h, houve o menor residual de dihidrocafeato de octila (18,2%). Foram identificados três diferentes compostos fenólicos, contendo em sua estrutura dihidrocafeato de octila e ácido caprílico.

Determinação simultânea de Glicerol livre e total, MONO-, DI e triglicerídeos em biodiesel etílico de girassol, mamona e da mistura de sebo e soja empregando GC-FID

O biodiesel produzido para ser comercializado no Brasil deve estar de acordo aos padrões de qualidade estabelecidos pela resolução de 4 de fevereiro de 2010 da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e do Biocombustível (ANP, 04/2010). Neste trabalho, foi estudada a aplicação dos métodos ASTM D 6584 e EN 14105 para o biodiesel de mamona e biodiesel oriundo de rota etílica. Ambos os métodos empregam GC (Cromatografia Gasosa, do inglês Gas Chromatography) com FID (Detecção por Ionização em Chama, do inglês Flame Ionization Detection) e reação de sililação com N-metil-N-(trimetilsilil)trifluoracetamida (MSTFA). Os compostos foram identificados para quantificação pelos tempos de retenção, para os diglicerídeos e triglicerídeos foram utilizadas bandas de tempo de retenção. Os parâmetros de validação considerados foram: curva analítica, linearidade, sensibilidade, robustez, precisão e exatidão. Os métodos ASTM D 6584 e EN 14105 apresentaram sensibilidade semelhante para todos os compostos. Foram escolhidas as condições cromatográficas estabelecidas pelo método ASTM D 6584 por ser mais rápido que o EN14105 e ter sensibilidade semelhante. O método apresentou boa linearidade com todas as curvas analíticas com r maiores que 0,999. A reação de sililação com MSTFA foi otimizada para o biodiesel etílico de mamona em virtude da sua composição química. Um volume de 500 μL de MSTFA foi escolhido para realização dos ensaios de exatidão e precisão. Os valores de exatidão ficaram entre 67 e 145,9% com valores de precisão menores que 11%. Foi avaliada a ocorrência de efeito matriz para biodiesel etílico de mamona, sendo que esse efeito foi considerado baixo para glicerol, monooleína e dioleína e médio para trioleína. Mesmo havendo efeito de matriz o preparo das curvas analíticas em solvente conforme sugerido pelos métodos de referência foi mantido. O método foi robusto frente às variações da composição química da matriz. Na aplicação do método, esse se mostrou adequado para amostras de biodiesel etílico de mamona, de girassol e da mistura de sebo e soja.

EFFECT OF INTERMITTENT FRYING ON FATTY ACIDS, VITAMIN E, LIPID OXIDATION AND ACRYLAMIDE IN OILS AND PLANTAIN CHIPS COLLECTED FROM SMALL- SCALE PRODUCERS IN CAMEROON

Deep-fat frying is susceptible to induce the formation of undesirable products as lipid oxidation products and acrylamide in fried foods. Plantain chips produced by small-scale producers are sold to consumers without any control. The objective of this study was to evaluate the quality of plantain chips from local producers in relation to production process parameters and oils, and to identify the limiting factors for the production of acrylamide in plantain chips. Samples of frying oils and plantain chips prepared with either palm olein or soybean oil were collected from 10 producers in Yaoundé. Quality parameters determined in this study were: fatty acid composition of the oils, determined by gas chromatography (GC) of free acid methyl ester; trans fatty acids, determined by Fourier transform infra-red spectroscopy; Tocopherols and tocotrienols as markers of nutritional quality were analyzed by High Performance Liquid Chromatography in isocratic mode. Free fatty acids and acylglycerols as markers of lipid hydrolysis were analyzed by GC of trimethylsilyl derivatives of glycerides. Conjugated dienes, Anisidine value and viscosity as markers of lipid oxidation and thermal decomposition of the oils; acrylamide which is formed through Maillard reaction and identified as a toxic compound in various fried products. Asparagine content of the raw fresh plantain powder was also determined. Fatty acid composition of palm oleins was stable within a day of intermittent frying. In soybean oils, about 57% and 62.5% of linoleic and linolenic acids were lost but trans fatty acids were not detected. Soybean oils were partly hydrolysed leading to the formation of free fatty acids, monoacylglycerols and diacylglycerols. In both oils, tocopherols and tocotrienols contents decreased significantly by about 50%. Anisidine value (AV) and polymers contents increased slightly in fried palm oleins while conjugated hydroperoxides, AV and polymers greatly increased in soybean oils. Acrylamide was not detected in the chips. This is explained by the absence of asparagine in the raw plantains, the other acrylamide precursors being present. This study shows that the plantain chips prepared at the small-scale level in Yaounde with palm olein are of good quality regarding oxidation and hydrolysis parameters and the absence of acrylamide. In contrast, oxidation developed with soybean oil whose usage for frying should be questioned. Considering that asparagine is the limiting factor for the formation of acrylamide in plantain chips, its content depending on several factors such as production parameters and maturity stage should be explored.