Neodymium-cerium oxide as new thermal barrier coating material

Neodymium-cerium oxide (Nd2Ce2O7) was proposed as a new thermal barrier coating material in this work. Monolithic Nd2Ce2O7 powder was prepared by the solid-state reaction at 1400 degrees C. The phase composition, thermal stability and thermophysical properties of Nd2Ce2O7 were investigated. Nd2Ce2O7 with fluorite structure was thermally stable in the temperature range of interest for TBC applications. The results indicated that the thermal expansion coefficient (TEC) of Nd2Ce2O7 was higher than that of YSZ (6-8 Wt-% Y2O3 + ZrO2) and even more interesting was the TEC change as a function of temperature paralleling that of the superalloy bond coat. Moreover, the thermal conductivity of Nd2Ce2O7 is 30% lower than that of YSZ, which was discussed based on the theory of heat conduction. Thermal barrier coating of Nd2Ce2O7 was produced by atmospheric plasma spraying (APS) using the spray-dried powder. The thermal cycling was performed with a gas burner test facility to examine the thermal stability of the as-prepared coating.

Synthesis of mesoporous tungsten carbide-supported platinum and its electrocatalytic activity for methanol oxidation

High activity and stability during oxidation of methanol under the relatively anode environment are two main evaluation criterias for an effective anode electrocatalyst in direct methanol fuel cell (DMFC). Mesoporous WC samples with hollow structure were prepared by gas-solid reaction at the atmosphere of CH(4)/H(2) by using airflow spray dried ammonium metatungstate (AMT). The platinum supported on this material by impregnation-vapor phase deoxidation method served as a less expensive electro anode catalyst. XRD and SEM results showed that Pt particles were well dispersed on the surface of WC. The results showed that the Pt/WC-PME exhibited an attractive catalytic activity, and methanol oxidation process in Pt/WC-PME is affected by liquid-phase mass transfer. The results also indicated that the oxidation can be improved by raising temperatures.

Drug Polymer Thermodynamic Phase Diagrams in the Selection of Optimal API-Polymer Compositions for Amorphous Solid Dispersions

Purpose The aim of this work was to examine, for amorphous solid dispersions, how the thermal analysis method selected impacts on the construction of thermodynamic phase diagrams, and to assess the predictive value of such phase diagrams in the selection of optimal, physically stable API-polymer compositions. Methods Thermodynamic phase diagrams for two API/polymer systems (naproxen/HPMC AS LF and naproxen/Kollidon 17 PF) were constructed from data collected using two different thermal analysis methods. The “dynamic” method involved heating the physical mixture at a rate of 1 &[deg]C/minute. In the "static" approach, samples were held at a temperature above the polymer Tg for prolonged periods, prior to scanning at 10 &[deg]C/minute. Subsequent to construction of phase diagrams, solid dispersions consisting of API-polymer compositions representative of different zones in the phase diagrams were spray dried and characterised using DSC, pXRD, TGA, FTIR, DVS and SEM. The stability of these systems was investigated under the following conditions: 25 &[deg]C, desiccated; 25 &[deg]C, 60 % RH; 40 &[deg]C, desiccated; 40 &[deg]C, 60 % RH. Results Endset depression occurred with increasing polymer volume fraction (Figure 1a). In conjunction with this data, Flory-Huggins and Gordon-Taylor theory were applied to construct thermodynamic phase diagrams (Figure 1b). The Flory-Huggins interaction parameter (&[chi]) for naproxen and HPMC AS LF was + 0.80 and + 0.72, for the dynamic and static methods respectively. For naproxen and Kollidon 17 PF, the dynamic data resulted in an interaction parameter of - 1.1 and the isothermal data produced a value of - 2.2. For both systems, the API appeared to be less soluble in the polymer when the dynamic approach was used. Stability studies of spray dried solid dispersions could be used as a means of validating the thermodynamic phase diagrams. Conclusion The thermal analysis method used to collate data has a deterministic effect on the phase diagram produced. This effect should be considered when constructing thermodynamic phase diagrams, as they can be a useful tool in predicting the stability of amorphous solid dispersions.

High-amylose carboxymethyl starch matrices for oral sustained drug-release : in vitro and in vivo evaluation

Les amidons non modifiées et modifiés représentent un groupe d’excipients biodégradables et abondants particulièrement intéressant. Ils ont été largement utilisés en tant qu’excipients à des fins diverses dans des formulations de comprimés, tels que liants et/ou agents de délitement. Le carboxyméthylamidon sodique à haute teneur en amylose atomisé (SD HASCA) a été récemment proposé comme un excipient hydrophile à libération prolongée innovant dans les formes posologiques orales solides. Le carboxyméthylamidon sodique à haute teneur en amylose amorphe (HASCA) a d'abord été produit par l'éthérification de l'amidon de maïs à haute teneur en amylose avec le chloroacétate. HASCA a été par la suite séché par atomisation pour obtenir le SD HASCA. Ce nouvel excipient a montré des propriétés présentant certains avantages dans la production de formes galéniques à libération prolongée. Les comprimés matriciels produits à partir de SD HASCA sont peu coûteux, simples à formuler et faciles à produire par compression directe. Le principal objectif de cette recherche était de poursuivre le développement et l'optimisation des comprimés matriciels utilisant SD HASCA comme excipient pour des formulations orales à libération prolongée. A cet effet, des tests de dissolution simulant les conditions physiologiques du tractus gastro-intestinal les plus pertinentes, en tenant compte de la nature du polymère à l’étude, ont été utilisés pour évaluer les caractéristiques à libération prolongée et démontrer la performance des formulations SD HASCA. Une étude clinique exploratoire a également été réalisée pour évaluer les propriétés de libération prolongée de cette nouvelle forme galénique dans le tractus gastro-intestinal. Le premier article présenté dans cette thèse a évalué les propriétés de libération prolongée et l'intégrité physique de formulations contenant un mélange comprimé de principe actif, de chlorure de sodium et de SD HASCA, dans des milieux de dissolution biologiquement pertinentes. L'influence de différentes valeurs de pH acide et de temps de séjour dans le milieu acide a été étudiée. Le profil de libération prolongée du principe actif à partir d'une formulation de SD HASCA optimisée n'a pas été significativement affecté ni par la valeur de pH acide ni par le temps de séjour dans le milieu acide. Ces résultats suggèrent une influence limitée de la variabilité intra et interindividuelle du pH gastrique sur la cinétique de libération à partir de matrices de SD HASCA. De plus, la formulation optimisée a gardé son intégrité pendant toute la durée des tests de dissolution. L’étude in vivo exploratoire a démontré une absorption prolongée du principe actif après administration orale des comprimés matriciels de SD HASCA et a montré que les comprimés ne se sont pas désintégrés en passant par l'estomac et qu’ils ont résisté à l’hydrolyse par les α-amylases dans l'intestin. Le deuxième article présente le développement de comprimés SD HASCA pour une administration orale une fois par jour et deux fois par jour contenant du chlorhydrate de tramadol (100 mg et 200 mg). Ces formulations à libération prolongée ont présenté des valeurs de dureté élevées sans nécessiter l'ajout de liants, ce qui facilite la production et la manipulation des comprimés au niveau industriel. La force de compression appliquée pour produire les comprimés n'a pas d'incidence significative sur les profils de libération du principe actif. Le temps de libération totale à partir de comprimés SD HASCA a augmenté de manière significative avec le poids du comprimé et peut, de ce fait, être utilisé pour moduler le temps de libération à partir de ces formulations. Lorsque les comprimés ont été exposés à un gradient de pH et à un milieu à 40% d'éthanol, un gel très rigide s’est formé progressivement sur leur surface amenant à la libération prolongée du principe actif. Ces propriétés ont indiqué que SD HASCA est un excipient robuste pour la production de formes galéniques orales à libération prolongée, pouvant réduire la probabilité d’une libération massive de principe actif et, en conséquence, des effets secondaires, même dans le cas de co-administration avec une forte dose d'alcool. Le troisième article a étudié l'effet de α-amylase sur la libération de principe actif à partir de comprimés SD HASCA contenant de l’acétaminophène et du chlorhydrate de tramadol qui ont été développés dans les premières étapes de cette recherche (Acetaminophen SR et Tramadol SR). La modélisation mathématique a montré qu'une augmentation de la concentration d’α-amylase a entraîné une augmentation de l'érosion de polymère par rapport à la diffusion de principe actif comme étant le principal mécanisme contrôlant la libération de principe actif, pour les deux formulations et les deux temps de résidence en milieu acide. Cependant, même si le mécanisme de libération peut être affecté, des concentrations d’α-amylase allant de 0 UI/L à 20000 UI/L n'ont pas eu d'incidence significative sur les profils de libération prolongée à partir de comprimés SD HASCA, indépendamment de la durée de séjour en milieu acide, le principe actif utilisé, la teneur en polymère et la différente composition de chaque formulation. Le travail présenté dans cette thèse démontre clairement l'utilité de SD HASCA en tant qu'un excipient à libération prolongée efficace.

Avaluació de la substitució del plasma de sang per farina de rovell d’ou com a font proteica en l’alimentació de garrins en l’etapa de desmamament.

Els subproductes de l’ou, es presenten com a una alternativa viable a l’SDPP (Spray Dried Porcine Plasma), principalment per l’elevada qualitat de la seva proteïna, alhora que representen una font important d’energia i agents antimicrobians, així com de vitamines i minerals. A més, el cost que suposa la seva inclusió en alimentació garrina és inferior al del plasma i com a element afegit, es donaria sortida a les elevades quantitats de subproductes de l’ou generades cada any, no aptes per al consum humà

Caracterització i revaloració de la fracció plasmàtica de la sang de porc procedent d'escorxadors industrials

La tesi s'ha estructurat en tres apartats que, en conjunt, han de permetre determinar les possibilitats d'aprofitament dins la mateixa indústria alimentària de la fracció plasmàtica de la sang de porc generada per escorxadors que utilitzen sistemes oberts de recollida higiènica. 1. En la primera part s'analitza la composició de la sang higiènica que s'està recollint actualment i s'estudien les característiques tant físico-químiques com microbiològiques que determinen la seva qualitat. La caracterització s'ha realitzat amb sang recollida en diferents escorxadors industrials de les comarques de Girona i s'ha centrat principalment en l'estudi de la contaminació microbiològica i el nivell d'hemòlisi de la sang. S'ha fet un disseny experimental que ha permès alhora valorar l'efecte d'alguns factors sobre la qualitat de la sang: possibles diferències relacionades amb (1) la climatologia del període de l'any en el qual es fa la recollida, (2) particularitats dels escorxadors (grandària, sistemes de dessagnat, tipus, dosi i sistema de dosificació de l'anticoagulant, condicions de processament, maneig i emmagatzematge després de la recollida, etc.). Els resultats obtinguts ens permeten constatar que, en les condicions actuals, la sang que s'està recollint en els escorxadors estudiats no es pot considerar adequada per a una matèria primera de productes destinats a alimentació humana. La major part de la microbiota contaminant s'adquireix en el propi sagnador. S'ha constatat que el sistema de dessagnat en posició horitzontal podria ser una mesura útil per minimitzar la contaminació d'origen fecal o provinent de la pell de l'animal sacrificat i que la separació immediata de les fraccions en el propi escorxador també pot contribuir a reduir la contaminació. Així doncs, en el benentès que l'efectivitat pot obtenir-se del conjunt de mesures preses, més que de l'aplicació d'una sola d'elles, es suggereix la introducció d'una sèrie d'actuacions que potser permetrien reduir els nivells de contaminació que s'obtenen actualment. El tractament mecànic de la sang, el sistema d'addició d'anticoagulant, el volum i concentració de la solució anticoagulant afegida i el període d'emmagatzematge són els factors responsables de l'hemòlisi; mentre que nivells elevats de contaminació microbiològica i el tipus d'anticoagulant utilitzat deterrminen la velocitat d'increment de l'hemòlisi de sang refrigerada. S'ha constatat que quan la sang no pot ser processada immediatament i s'ha d'emmagatzemar en refrigeració és millor utilitzar citrat sòdic enlloc de polifosfat com a anticoagulant ja que l'increment d'hemòlisi es dóna més lentament. 2. El segon apartat s'ha centrat en la fracció plasmàtica de la sang. S'ha utilitzat la deshidratació per atomització com a tecnologia de conservació del plasma i s'ha fet una caracterització del producte en pols resultant des del punt de vista de composició i qualitat. A més de la contaminació microbiològica, que determina la qualitat higiènico-sanitària del producte, s'ha realitzat un estudi de les propietats funcionals que podrien fer del plasma un producte útil en la formulació d'aliments (capacitat escumant, emulsionant, gelificant). S'ha fet especial incidència en (1) determinar l'efecte del procés tecnològic de deshidratació sobre la funcionalitat del producte i (2) estudiar l'estabilitat del plasma deshidratat durant el període d'emmagatzematge. En les condicions de deshidratació per atomització aplicades no es provoca desnaturalització de la fracció proteica i s'obté un producte suficientment deshidratat, amb una aw<0,4 per permetre suposar una bona estabilitat. Algunes mostres de plasma deshidratat analitzades presenten nivells detectables de determinats residus (sulfonamides i corticosteroides). La qualitat microbiològica del producte en pols reflecteix l'elevada contaminació que contenia la matèria primera utilitzada, tot i que la deshidratació per atomització ha comportat la reducció en una unitat logarítmica de la càrrega contaminant. Els recomptes generals de microorganismes són encara preocupants i més tenint en compte que s'ha evidenciat la presència de toxines estafilocòciques en algunes mostres. L'avaluació de les propietats funcionals del producte deshidratat en relació a les que presentava el plasma líquid ens ha permès comprovar que: (1) El procés de deshidratació no ha afectat la solubilitat de les proteïnes. Això, junt amb el fet que no s'obtinguin diferències significatives en l'anàlisi calorimètrica de mostres líquides o deshidratades, permet concloure que el procés no provoca desnaturalització proteica. (2) No s'observen efectes negatius del procés tecnològic sobre la capacitat escumant ni en l'activitat emulsionant de les proteïnes plasmàtiques, dues propietats funcionals que possibiliten l'aplicació del plasma amb aquestes finalitats en l'elaboració d'alguns aliments. (3) La deshidratació tampoc perjudica de manera important les característiques dels gels que s'obtenen per escalfament, ja que els gels obtinguts a partir del plasma líquid i del plasma deshidratat presenten la mateixa capacitat de retenció d'aigua i no s'observen diferències en la microestructura de la xarxa proteica d'ambdós tipus de gel. Tanmateix, els que s'obtenen a partir del producte en pols mostren una menor resistència a la penetració. L'estudi d'estabilitat ens ha permès comprovar que la mostra de plasma deshidratat per atomització perd algunes de les seves propietats funcionals (facilitat de rehidratació, capacitat de retenció d'aigua i fermesa dels gels) si s'emmagatzema a temperatura ambient, mentre que aquestes característiques es mantenen un mínim de sis mesos quan el producte en pols es conserva a temperatura de refrigeració. 3. En l'última part, tenint en compte les conclusions derivades dels resultats dels apartats anteriors, s'han assajat tres possibles sistemes de reducció de la contaminació aplicables a la fracció plasmàtica com a pas previ a la deshidratació, per tal de millorar les característiques de qualitat microbiològica i les perspectives d'estabilitat del producte durant l'emmagatzematge. S'ha determinat l'eficàcia, i l'efecte sobre les propietats del plasma deshidratat, que poden tenir tractaments d'higienització basats en la centrifugació, la microfiltració tangencial i l'aplicació d'altes pressions. Els tractaments de bactofugació aplicats permeten reduir entre el 96 i el 98% la contaminació microbiana del plasma. Aquesta reducció s'aconsegueix tant amb un sistema discontinu com amb un sistema continu treballant a una velocitat de 12 L/h, fet que permetria adaptar el tractament de bactofugació a un procés de producció industrial. Un sistema combinat de bactofugació en continu i microfiltració tangencial permet incrementar l'eficàcia fins a un 99,9 % de reducció. Cal tenir present, però, que aquest tractament provoca també una disminució de l'extracte sec que afecta negativament les propietats funcionals del plasma líquid. Malgrat suposar una pèrdua pel que fa al rendiment, aquest efecte negatiu sobre la funcionalitat no suposaria cap inconvenient si s'utilitzés la deshidratació com a tecnologia de conservació del plasma, ja que es podria corregir l'extracte sec durant la reconstitució del producte. Caldria avaluar si la millora en la qualitat higiènico-sanitària del producte compensa o no les pèrdues que suposa aquest sistema d'higienització combinat. Amb relació als tractaments d'alta pressió, de totes les condicions de tractament assajades, les pressions de fins 450 MPa permeten obtenir plasma sense modificacions importants que impedeixin la seva deshidratació per atomització. Així doncs, les condicions de procés que s'han aplicat són pressuritzacions a 450 MPa de 15 minuts de durada. La temperatura de tractament que s'ha mostrat més eficaç en la reducció dels recomptes de microorganismes ha estat de 40ºC. Els tractaments a aquesta temperatura permeten assolir reduccions del 99,97% i disminuir en un 80% la capacitat de creixement dels microorganismes supervivents a la pressurització en relació a la que presentava la població contaminant del plasma abans del tractament. L'estudi de l'efecte d'aquest tractament (450 MPa, 15 min i 40ºC) sobre les propietats funcionals del plasma ha permès observar que la pressurització comporta una disminució en la solubilitat del producte però una millora en les propietats de superfície -estabilitat de l'escuma i activitat emulsionant- i un increment de la capacitat de retenció d'aigua i de la duresa dels gels obtinguts per escalfament. Calen més estudis per confirmar i caracteritzar aquesta millora en la funcionalitat, així com per establir si el tractament de pressurització afecta també l'estabilitat del producte durant l'emmagatzematge. De totes les tecnologies d'higienització assajades, l'alta pressió és la que permet obtenir millors resultats en el sentit de poder garantir un producte de bona qualitat microbiològica i segur, des del punt de vista sanitari i tecnològic, per a la seva utilització com a ingredient alimentari.

Revaloració de la fracció cel·lular de la sang de porc procedent d'escorxadors industrials

La sang de porc és un subproducte comestible que es genera als escorxadors industrials durant el procés d'obtenció de la canal. Aquest subproducte es caracteritza per presentar una elevada càrrega contaminant i, degut a l'elevat volum que es genera, és necessari trobar estratègies que permetin la seva revaloració i aprofitament, a la vegada que disminuïm la contaminació ambiental i les despeses que es deriven del seu processament abans de l'abocament. La fracció cel·lular (FC) constitueix el 40 % de la sang de porc i conté principalment l'hemoglobina (Hb), que representa al voltant del 90 % del contingut en proteïna d'aquesta fracció (un 35 % aproximadament). L'elevat percentatge en proteïna i en ferro, i les seves bones propietats funcionals fan que l'aprofitament d'aquest subproducte com a primera matèria o ingredient de la indústria alimentària sigui una alternativa molt útil a l'hora de reduir les despeses de la indústria càrnia, sempre que es resolguin els problemes de l'enfosquiment i dels sabors estranys que pot conferir la FC quan s'addiciona a productes alimentaris. Una altra possible utilització de la FC és aprofitar les propietats colorants de l'Hb o del grup hemo, com a colorant d'origen natural en diversos productes alimentaris. Els objectius del present treball eren, en primer lloc, determinar les millors condicions d'aplicació del procés de conservació de la FC mitjançant la deshidratació per atomització i caracteritzar físico-químicament i microbiològica el concentrat d'Hb en pols. En segon lloc, avaluar l'eficàcia de diferents additius antioxidants i/o segrestants del ferro per prevenir l'enfosquiment que pateix la FC durant la deshidratació. En tercer lloc, aplicar tractaments d'altes pressions hidrostàtiques com a procés d'higienització i avaluar els efectes d'aquest tractament sobre la microbiota contaminant, el color i les propietats funcionals de la FC. Finalment, desenvolupar un procés d'obtenció d'hidrolitzats proteics descolorats a partir de l'Hb amb la finalitat d'utilitzar-los com a ingredients nutricionals i/o funcionals. La millor temperatura de deshidratació per atomització de la FC hemolitzada era 140ºC. La FC en pols presentava un contingut en humitat del 5,3 % i un percentatge de solubilitat proteica del 96 %. La deshidratació per atomització induïa canvis en l'estructura nativa de l'Hb i, per tant, un cert grau de desnaturalització que pot conduir a una disminució de les seves propietats funcionals. L'extracte sec de la FC en pols estava composat per un 94,6 % de proteïna, un 3 % de sals minerals i un 0,7 % de greix. Els valors CIE L*a*b* del color de la FC en pols eren força constants i reflectien el color vermell marró fosc d'aquesta, a causa de l'oxidació del ferro hèmic que es produeix durant la deshidratació. La càrrega contaminant de la FC fresca de la sang de porc era força elevada i el tractament d'hemòlisi amb ultrasons i la centrifugació posterior no produïen una reducció significativa de la microbiota contaminant, obtenint un producte amb uns recomptes microbiològics de l'ordre de 106 ufc·mL-1. La deshidratació per atomització produïa una disminució d'una unitat logarítmica dels recomptes totals de la FC hemolitzada. Tanmateix, el producte en pols encara reflectia l'elevada contaminació de la primera matèria, fet que condiciona negativament la seva utilització com a ingredient alimentari, a no ser que es millorin les condicions de recollida de la sang a l'escorxador o que aquesta o la FC es sotmeti a algun tractament d'higienització prèviament a la deshidratació. Les isotermes de sorció a 20ºC de la FC en pols tenien forma sigmoïdal i una histèresi estreta i llarga. L'equació GAB és un bon model matemàtic per ajustar les dades de sorció obtingudes experimentalment i determinar la isoterma d'adsorció de la FC deshidratada per atomització. El percentatge d'humitat de la FC deshidratada a 140ºC es corresponia a un valor d'aw a 20 ºC d'aproximadament el 0,16. Tenint en compte que estava per sota dels valors d'aw corresponents a la capa monomolecular, es pot garantir la conservació a temperatura ambient del producte, sempre que s'envasi en recipients tancats que no permetin l'entrada d'humitat de l'exterior. De l'estudi de la possible estabilització del color de la FC deshidratada per atomització mitjançant l'addició d'antioxidants i/o segrestants de ferro, es va observar que només l'àcid ascòrbic, la glucosa, l'àcid nicotínic i la nicotinamida, tenien efectes positius sobre el color del producte en pols. L'ascòrbic i la glucosa no milloraven la conservació del color de l'Hb però disminuïen l'enfosquiment que es produeix durant la deshidratació, amb la qual cosa es pot obtenir un producte en pols de color marró més clar. L'addició de dextrina o L-cisteïna no disminuïa l'enfosquiment ni evitava el canvi de color de l'Hb. L'àcid nicotínic i la nicotinamida protegien el color de l'Hb durant el procés de deshidratació i l'emmagatzematge de la FC en pols. Les millors condicions d'aplicació del tractament amb altes pressions hidrostàtiques (HHP) sobre la FC eren 400 MPa, a 20ºC, durant 15 minuts, perquè produïen una millora significativa de la qualitat microbiològica, no afectaven negativament al color, no comprometien gaire la solubilitat proteica l'Hb i, malgrat que produïen un augment de la viscositat, la FC romania fluida després del tractament. Aquest tractament permetia una reducció de la microbiota contaminant de la FC d'entre 2 i 3 unitats logarítmiques. L'aplicació de l'alta pressió i la posterior deshidratació per atomització permetien obtenir un producte en pols amb recomptes totals de l'ordre de 2,8 unitats logarítmiques. El color de la FC pressuritzada en pols era igual que el de la FC control deshidratada, perquè ambdues mostres presentaven la mateixa susceptibilitat a l'oxidació del grup hemo produïda per la deshidratació. L'alta pressió incrementava la susceptibilitat de l'Hb als efectes desnaturalitzants de la deshidratació, fonamentalment a pH 7 (PIE), ja que es va observar una disminució de la solubilitat proteica a pH neutre després dels 2 processos tecnològics. La FC en pols presentava una màxima capacitat escumant al PIE de l'Hb. L'aplicació del tractament HHP produïa una disminució de la capacitat escumant de la FC en pols, però no tenia efectes negatius sobre l'estabilitat de l'escuma formada. Tampoc es van observar efectes negatius del tractament HHP sobre l'activitat emulsionant de l'Hb. La màxima activitat emulsionant de l'Hb s'aconseguia amb una concentració de FC en pols de l'1,5 % a pH 7 i de l'1 % a pH 4,5. Les pastes obtingudes per escalfament de la FC presentaven característiques molt diferenciades depenent del pH. A pH neutre es formaven unes pastes dures i consistents, mentre que a pH àcid les pastes eren poc consistents, molt adhesives i més elàstiques que les anteriors. Aquestes tenien una capacitat de retenció d'aigua molt superior que les de pH 7, en les quals l'aigua quedava retinguda per capil·laritat. La textura i capacitat de retenció d'aigua de les pastes tampoc eren afectades pel tractament HHP. El tractament HHP incrementava l'activitat de la Tripsina sobre l'Hb quan el substrat i l'enzim es tractaven conjuntament i afavoria el procés d'obtenció d'hidrolitzats descolorats a partir de la FC, la qual cosa permetia assolir el mateix grau de descoloració amb una dosi d'enzim inferior. El tractament d'hidròlisi de la FC amb la utilització combinada de Tripsina seguida d'un tractament amb Pepsina permetia l'obtenció d'un hidrolitzat proteic d'Hb descolorat i hidrolitzava completament la globina, donant lloc a 2 pèptids de 10,8 i 7,4 KDa. Val a dir que també produïa un 60 80 % de nitrogen soluble en TCA, constituït fonamentalment per pèptids petits i aminoàcids lliures. Els hidrolitzats trípsics i pèpsics d'Hb, obtinguts a partir de FC no pressuritzada i deshidratats per atomització a 180ºC, eren de color blanc i tenien un contingut en humitat del 4,7 %, un 84,2 % de proteïna i 9,7 % de sals minerals. El procés d'hidròlisi permetia una reducció considerable de la contaminació de la FC, obtenint un producte en pols amb uns recomptes totals de l'ordre de 102-103 ufc·g-1. Pel que fa a la funcionalitat dels hidrolitzats d'Hb deshidratats per atomització, aquests presentaven una elevada solubilitat proteica a pH 5 i 7 i romanien solubles després d'un escalfament a 80ºC durant 30 min. Tanmateix, aquesta hidròlisi afectava molt negativament la capacitat de mantenir escumes estables i l'activitat emulsionant.

The effect of free Ca2+ on the heat stability and other characteristics of low-heat skim milk powder

Low-heat skim milk powder (SMP), reconstituted to 25% total solids, was found to have poor heat stability. This could be improved by reducing the free Ca2+ concentration to 1.14 mm, or lower, by the addition of either Amberlite IR-120 ion-exchange resin in its sodium form or tri-sodium citrate in skim milk prior to evaporation and spray drying. Reduction in Ca2+ concentration was accompanied by increases in pH, particle size, and kinematic viscosity, and by a reduction in zeta-potential and changes in colour. In-container sterilisation of the reconstituted powder increased particle size, zeta-potential, kinematic viscosity and a* and b* values. However. Ca2+ concentration, pH and whiteness decreased. This study elucidated the importance of Ca2+ concentration and pH on heat stability of low-heat SMP, suggesting that Ca2+ concentration and pH in bulk milk are useful indicators for ensuring that spray dried milk powder has good heat stability. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Chitosan-based mucoadhesive tablets for oral delivery of ibuprofen

Chitosan and its half-acetylated derivative have been compared as excipients in mucoadhesive tablets containing ibuprofen. Initially the powder formulations containing the polymers and the drug were prepared by either co-spray drying or physical co-grinding. Polymer–drug interactions and the degree of drug crystallinity in these formulations were assessed by infrared spectroscopy and differential scanning calorimetry. Tablets were prepared and their swelling and dissolution properties were studied in media of various pHs. Mucoadhesive properties of ibuprofen-loaded and drug-free tablets were evaluated by analysing their detachment from pig gastric mucosa over a range of pHs. Greater polymer–drug interactions were seen for spray-dried particles compared to co-ground samples and drug loading into chitosan-based microparticles (41%) was greater than the corresponding half-acetylated samples (32%). Swelling and drug release was greater with the half-acetylated chitosan tablets than tablets containing the parent polymer and both tablets were mucoadhesive, the extent of which was dependent on substrate pH. The results illustrate the potential sustained drug delivery benefits of both chitosan and its half-acetylated derivative as mucoadhesive tablet excipients.

Selection of operational parameters for the production of instant soy protein isolate by pulsed fluid bed agglomeration

The objective of this study was to select the optimal operational conditions for the production of instant soy protein isolate (SPI) by pulsed fluid bed agglomeration. The spray-dried SPI was characterized as being a cohesive powder, presenting cracks and channeling formation during its fluidization (Geldart type A). The process was carried out in a pulsed fluid bed, and aqueous maltodextrin solution was used as liquid binder. Air pulsation, at a frequency of 600 rpm, was used to fluidize the cohesive SPI particles and to allow agglomeration to occur. Seventeen tests were performed according to a central composite design. Independent variables were (i) feed flow rate (0.5-3.5 g/min), (ii) atomizing air pressure (0.5-1.5 bar) and (iii) binder concentration (10-50%). Mean particle diameter, process yield and product moisture were analyzed as responses. Surface response analysis led to the selection of optimal operational parameters, following which larger granules with low moisture content and high process yield were produced. Product transformations were also evaluated by the analysis of size distribution, flowability, cohesiveness and wettability. When compared to raw material, agglomerated particles were more porous and had a more irregular shape, presenting a wetting time decrease, free-flow improvement and cohesiveness reduction. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Power ultrasound offers an environmentally friendly approach to cleaning dairy UF membranes

Flat sheet polymeric UF membranes of 30000 MWCO were obtained from Millipore Inc. Polypropylene spacers of a 50 mil (1.3 mm) thickness were obtained from KOCH membrane systems. A single 30 cm^sup 2^ membrane sheet was sandwiched with a spacer on the feed side of a cross flow Minitan S unit (Millipore Inc). The unit was immersed in a 50 kHz ultrasonic bath that was switched on as required. All experiments used re-constituted spray-dried whey powder to foul the membrane.

Tuning radical species in graphene oxide in aqueous solution by photoirradiation

Graphene oxide (GO) possesses unusual electronic and mechanical properties, including the ability to stabilize graphene radicals (GRs). However, controlled generation of GRs remains a challenge for applications requiring large-scale production. In this study, we demonstrate controlled production of GRs by UVB irradiation of GO solutions. Electron paramagnetic resonance spectroscopy of GO solutions revealed a dose-dependent exponential growth in radical production as a function of UVB exposure time. The GRs were air-stable over a long period, both in the solution state and in freeze-dried powders, suggesting they are graphene-based phenalenyl-like radicals. The redox activity of GRs was demonstrated by their ability to oxidize the chromophore 3,5,3?,5?- tetramethylbenzidine, with oxidation capacity of GO increasing with GR content.

Complex coacervation with whey protein isolate and gum arabic for the microencapsulation of omega-3 rich tuna oil.

Tuna oil rich in omega-3 fatty acids was microencapsulated in whey protein isolate (WPI)-gum arabic (GA) complex coacervates, and subsequently dried using spray and freeze drying to produce solid microcapsules. The oxidative stability, oil microencapsulation efficiency, surface oil and morphology of these solid microcapsules were determined. The complex coacervation process between WPI and GA was optimised in terms of pH, and WPI-to-GA ratio, using zeta potential, turbidity, and morphology of the microcapsules. The optimum pH and WPI-to-GA ratio for complex coacervation was found to be 3.75 and 3 : 1, respectively. The spray dried solid microcapsules had better stability against oxidation, higher oil microencapsulation efficiency and lower surface oil content compared to the freeze dried microcapsules. The surface of the spray dried microcapsules did not show microscopic pores while the surface of the freeze dried microcapsules was more porous. This study suggests that solid microcapsules of omega-3 rich oils can be produced using WPI-GA complex coacervates followed by spray drying and these microcapsules can be quite stable against oxidation. These microcapsules can have many potential applications in the functional food and nutraceuticals industry.

Investigation into the role of potentially contaminated feed as a source of the first-detected outbreaks of porcine epidemic diarrhea in Canada

In January 2014, approximately 9 months following the initial detection of porcine epidemic diarrhea (PED) in the USA, the first case of PED was confirmed in a swine herd in south-western Ontario. A follow-up epidemiological investigation carried out on the initial and 10 subsequent Ontario PED cases pointed to feed as a common risk factor. As a result, several lots of feed and spray-dried porcine plasma (SDPP) used as a feed supplement were tested for the presence of PEDV genome by real-time RT-PCR assay. Several of these tested positive, supporting the notion that contaminated feed may have been responsible for the introduction of PEDV into Canada. These findings led us to conduct a bioassay experiment in which three PEDV-positive SDPP samples (from a single lot) and two PEDV-positive feed samples supplemented with this SDPP were used to orally inoculate 3-week-old piglets. Although the feed-inoculated piglets did not show any significant excretion of PEDV, the SDPP-inoculated piglets shed PEDV at a relatively high level for ≥9 days. Despite the fact that the tested PEDV genome positive feed did not result in obvious piglet infection in our bioassay experiment, contaminated feed cannot be ruled out as a likely source of this introduction in the field where many other variables may play a contributing role.