PRODUÇÃO DE LIPASE EXTRACELULAR POR Yarrowia lipolytica: MICROENCAPSULAÇÃO POR GELIFICAÇÃO IÔNICA

ADEJANILDO DA SILVA PEREIRA

Resumo: O presente trabalho teve como objetivo produzir lipase extracelular por Yarrowia lipolytica, utilizando resíduos da indústria do processamento da manga e microencapsular a lipase obtida por gelificação iônica. O tegumento fibroso foi o único resíduo da manga com potencial para produção de lipase. Quando utilizado suplementado com diferentes fontes de nitrogênio, a atividade lipolítica aumentou, especialmente para o extrato de lêvedo na concentração de 2 g/L (3500 U/L). As melhores condições para a produção da enzima foram pH 5,0; 190 rpm de velocidade de agitação; temperatura de 28 °C e concentração de inóculo de 1 g/L. Nessas condições, o resíduo sólido fermentado apresentou potencial para ser utilizado como biocatalisador, com uma atividade de 68 U/(g de resíduo). As melhores condições para microencapsular a lipase de Y. lipolytica foram: 3,0 (p/v) de alginato de sódio, 0,15% de quitosana (p/v), 0,14 M de cloreto de cálcio e 1 min de complexação em relação ao Rendimento de Imobilização (RI) e a Atividade Lipásica Imobilizada (ALI). As microcápsulas produzidas nessas condições puderam ser reutilizadas uma segunda vez com cerca de 50% da atividade inicial e por mais quatro vezes com cerca de 20% da atividade inicial. As fotomicrografias das microcápsulas revelaram uma superfície colapsada e heterogênea. A temperatura ótima de hidrólise do p-nitrofenil laurato foi de 40 °C para a lipase microencapsulada e de 35°C para a lipase live e o pH ótimo foi 8,0 e 7,5, respectivamente. A máxima taxa de reação (Vmax) foi superior para a lipase livre (221 U/mg) em relação à lipase microencapsulada(175 U/mg). A microencapsulação da lipase aumentou a estabilidade térmica da enzima,sendo evidenciado pela menor constante de decaimento em quase todas as temperaturas estudadas. Ambas as frações enzimáticas apresentaram boa estabilidade ao pH. Em temperatura ambiente a lipase livre perdeu totalmente sua atividade nos primeiros 15 dias de armazenamento, enquanto que a lipase imobilizada reteve 52 % da atividade nesse mesmo período e 35 % após 75 dias. Portanto, a microencapsulação mostrou ser uma técnica eficiente para imobilizar a lipase de Y. lipolytica.

 

PRODUÇÃO DE ENZIMAS HIDROLÍTICAS E OBTENÇÃO DE EXTRATOS RICOS EM COMPOSTOS FENÓLICOS A PARTIR DO BAGAÇO DE UVA UTILIZANDO PROCESSOS “VERDES”

ALINE SOARES CASCAES TELES

Resumo: Os compostos fenólicos (CF) do bagaço de uva são geralmente extraídos utilizando processos que envolvem solventes orgânicos agressivos ao meio ambiente e de difícil separação após o processo. Além disso, esses compostos podem estar fortemente associados aos componentes da parede celular vegetal, o que pode dificultar sua recuperação por estas metodologias convencionais. As extrações assistidas por enzimas e por alta pressão hidrostática (APH) podem ser processos eficientes para melhorar a extração dos CF. Desta maneira, o objetivo do presente trabalho foi a avaliação da recuperação dos compostos fenólicos totais (CFT), com foco nas proantocianidinas (PAs), a partir do bagaço de uva, utilizando hidrólise enzimática, processos convencionais de extração e APH. Inicialmente, para a hidrólise enzimática, avaliou-se a possibilidade de utilizar o bagaço de uva como substrato para produção de enzimas hidrolíticas. Nesse sentido, foi realizado o cultivo em estado sólido (CES) com uma cepa mutante do Aspergillus niger (3T5B8) utilizando bagaço de uva em farelo de trigo como indutor de enzimas hidrolíticas com potencial para extração dos compostos fenólicos dessa matriz. O CES foi avaliado ao longo de 96 horas (24, 48, 72 e 96 horas) e comparado com a produção utilizando farelo de trigo como único substrato. O complexo produzido com adição de bagaço de uva demonstrou maior extração dos compostos bioativos e aumentou o potencial antioxidante (p<0,05). Além disso, foi observada uma correlação positiva entre o teor de compostos bioativos e algumas enzimas do complexo enzimático, como a tanase. A partir desses resultados, foi realizado um novo processo de CES para avaliar o efeito do meio na produção da enzima tanase e outras enzimas produzidas na etapa anterior. Foram utilizadas diferentes concentrações de ácido tânico e farelo de trigo em bagaço de uva para a produção da tanase e outras enzimas hidrolíticas. O efeito da concentração da enzima poligalacturonase também foi avaliado para extração desses compostos e o complexo enzimático foi comparado com extração hidroetanólica e uma enzima comercial. A presença do ácido tânico não foi significativa na produção das enzimas. A concentração de 12 Ug-1 demonstrou ser a melhor condição de extração das PAs e a hidrólise com o complexo produzido por CES liberou maior teor de ácido gálico (43,89 ± 0,26 mg.100g-1), 2,7 vezes maior que a extração hidroetanólica (16,30 ± 1,14 mg.100g-1). Por fim, foi avaliado o efeito da APH sobre a atividade das enzimas produzidas por CES e extração dos compostos fenólicos do bagaço de uva. O bagaço de uva foi submetido à extração com o complexo produzido por CES, com complexo submetido à APH, com complexo e APH concomitantemente e apenas com APH e avaliado em relação à liberação dos CFT e das PAs ao longo do tempo. Os resultados demonstraram que a APH aumentou em até 3,7, 3,1 e 16 vezes a atividade das enzimas poligalacturonase, CMCase e β-glicosidase, respectivamente, e também a recuperação dos compostos bioativos ao longo de 30 minutos, mas não teve efeito superior à hidrólise enzimática realizada em maior tempo.

 

INFLUENCE OF MUSCLE SOURCE, HARVEST METHOD AND ENDPOINT TEMPERATURE ON COLOR STABILITY AND SARCOPLASMIC PROTEOME OF BEEF

ANA PAULA AMARAL DE ALCANTARA SALIM PEREIRA

Resumo: Fresh meat color changes are responsible for important economic losses on meat industry. Beef color is the most important attribute influencing consumers’ beef purchase decisions at the point-of-sale. Consumers associate bright cherry-red color with beef freshness and wholesomeness, and any deviation on this attribute can occasion the product rejection. Myoglobin is the pigment responsible for beef color, and its redox state is directly influenced by endogenous and exogenous factors, such as muscle source, and harvest method. Muscles in a beef carcass demonstrate differences in biochemistry and composition, and muscle source is a major intrinsic factor influencing beef color stability. Longissimus lumborum (LL) is composed of glycolytic fibers, whereas psoas major (PM) is composed mainly of oxidative fibers and both demonstrate differences in surface color, metmyoglobin reducing activity, texture profile parameters, as well as lipid and protein oxidation. Among the extrinsic factors, harvest method influences fresh meat color. Beef from animals harvested without stunning exhibited lower redness and color stability, and greater water holding capacity and lipid oxidation than their stunned counterparts. Cooking ensures safety and enhances the palatability attributes of meat, and the denaturation of myoglobin results in the dull-brown color of cooked meats. The internal color and abundance of sarcoplasmic proteins is influenced by the degree of heat treatment, and by the endpoint cooking temperature. Eleven protein spots were differentially abundant between the samples cooked at 60oC and 71oC, and the identified proteins included transport proteins, protein associated with energy metabolism, chaperones, antioxidant proteins, glycolytic enzymes, and other functional proteins.

 

ENCAPSULATION OF WINE INDUSTRY BY-PRODUCT TO BE USED AS ADDITIVE IN BEER AND DEVELOPMENT OF GLUTEN-FREE BEER

Resumo: The present work aimed to fortify in phenolic compounds the gluten-free beer produced from buckwheat and quinoa with wine industry by-product (WIBP) encapsulated in alginate beads. Best conditions to obtain beads with simultaneously lower swelling (606.7 %) and erosion degree (7.6 %) are: 1.5% sodium alginate, 4% WIBP, 0.26 M calcium chloride and 26 min CT. The antioxidant activity of WIBP was demonstrated by ferric reducing ability of plasma (0.13 mmol Fe2+/g) and by (ABTS•+) scavenging capacity (0.078 mmol Trolox/g). The antioxidant activity of the craft wheat beer was in the range reported for Brazilian beers, which was increased by WIBP. The phenolic profile of craft beer was not altered by incorporation of beads, maintaining its six phenolic compounds (gallic, 3,4-dihydroxyphenylacetic, 4-hydroxybenzoic, 2,4-dihydroxybenzoic, ferulic and salicylic acids). Phenolic compounds of WIBP and absent in the craft beer were only detected after simulated digestion, showing that WIBP encapsulation protects the bioactive compounds until its consumption. Total phenolic content increased continuously from 1.53 to 14.43 mg/L during gastrointestinal tract. Mean values for commercial beers without gluten were less than 3.75 for alcohol (% w / w), 11.52 for real extract (% w / w), 4.24 for original extract (w / w) and 64.66 for the actual degree of fermentation (RDF %). Beers produced from quinoa (Q beer), buckwheat (B beer) or quinoa and buckwheat (QB beer) had alcohol content similar to commercial gluten free beers, as real degree of fermentation. Only QB beer had statistically similar pH to that of a commercial sample. FAN fraction of the wort decreased during beer production as expected due to fermentation. In overall, quinoa had a great significance in the final composition parameters, since considerable differences were observed between compositions comprising quinoa to others without it. All three types of beer had alcohol content similar to barley beer (alcohol = 3.92 % wt). The beer produced with buckwheat was the one real degree of fermentation (RDF = 77.96%) and closer to a barley beer (RDF = 80.05%). All three beverage compositions had shown mean values near the expected, considering the barley malt parameters, which indicates the potential of using this raw material to produce a gluten-free beer.

 

EVALUATION OF TECHNOLOGICAL AND FUNCTIONAL POTENTIAL OF Saccharomyces boulardii FOR PROBIOTIC BEERS DEVELOPMENT

BRENO PEREIRA DE PAULA

Resumo: Eating habits have changed over the decades in pursuit of a healthier diet. Therefore, food and drink are nowadays consumed with the purpose of disease prevention or treatment instead of only basic nutrition. Probiotic beer is a suitable alternative to spread and popularize probiotic consumption. Amidst the rising popularity of probiotic consumption, comparative controlled trial has been independently carried out challenging Saccharomyces. boulardii strain to act as a brewer’s yeast for probiotic beer production. Conventional brewer’s yeasts have been used as the control. The main objectives studied were: (i) process parameters (pH, ethanol tolerance, initial cell concentration and temperature); (ii) kinetic of yeast growth in conventional or in probiotic beer; and (iii) resistance to gastrointestinal (GI) transit. A polynomial mathematical model obtained from the experimental design based on the yeast growth show the possibility of using S. boulardii for probiotic alcoholic beverages development, up to 11.9 °GL. S. boulardii was able to grow in a beer fermented similarly to the conventional brewer’s yeast or to perform fermentation in the brewer’s wort with alcohol production. S. boulardii have a good capability to withstand such harsh conditions from the beer and GI transit, since population did not decrease dramatically over 60 days storage period. S. boulardii reveal potentialities of acting as brewer’s yeast for probiotic beer development, since it may ferment the wort-beer and withstand such harsh conditions of beer and GI transit, in overlapping stress factor. It is worthwhile to evaluate further beneficial properties of probiotic beer produced by this strain.

 

DEVELOPMENT AND CHARACTERIZATION OF POLYMERIC COMPOSITES FOR APPLICATION AS A POST-HARVEST COATING ON STRAWBERRIES (Fragaria ananassa Duch.)

CAROLINE CORRÊA DE SOUZA COELHO

Resumo: Demand for sustainable and biodegradable products build with renewable resources has become an important effort to reduce the impact of food packaging on the environment. In this context, the search for more effective technologies for the preparation of biocomposites should be directed towards improving film properties. Initially, this work aimed to evaluate two concentrations of commercial microcrystalline cellulose (MCC) applied to starch and chitosan films with the application of moderate electric field (MEF) and ultrasonic bath. It was observed that the addition of different concentrations of MCC and the application of MEF were responsible for changes in the properties of the films, being this effect dependent on the polysaccharide used. The use of MEF was efficient in reducing water vapor permeability in MCC-free chitosan films, as well as in producing more hydrophobic surface films. MCC addition promoted more opaque, rigid, less flexible and less hydrophobic films. Starch and MEF films were more hydrophilic with lower tensile strength and Young’s modulus. MCC films were more opaque, less flexible and less hydrophilic than pure films. The composites showed good thermal properties, which increases their potential for use as packaging materials. Therefore, the incorporation of MCC in polysaccharide films, as well as the application of MEF, proved to be an interesting approach to alter the properties of the films. Viticulture involves the generation of significant amounts of solid waste and it is attractive to use the bagasse by-product as option for development of new materials with the ability to improve packaging performance. Thus, this work aimed to obtain, characterize and evaluate the application of cellulose nanocrystals from grape pomace. Pinot Noir grape bagasse was subjected to a chemical pretreatment associated with acid hydrolysis and ultrasound treatment to obtain cellulose nanocrystals (CNC) with 80.1% of cellulose recovered from the bagasse. This nanomaterial was characterized by needle-shaped structures, dispersed suspensions, high aspect ratio crystals, high crystallinity and thermal stability. Subsequently, cellulose nanocrystals from Alicante Bouschet grape bagasse obtained by acid hydrolysis were characterized and added in starch-based filmogenic solutions (1, 2, 5, 10 and 15g / 100g of starch). Results of this test showed a continuous increase in the crystallinity index in the purified cellulose and the obtained CNCs, confirming the progressive removal of amorphous non-cellulosic materials (lignin, hemicellulose and other impurities) present in the bagasse. CNCs added to starch matrix produced films with lower water vapor permeability and the addition of up to 10% formed less hydrophilic films. Films with 5 to 15% of CNCs were more opaque and with better tensile strength and Young’s modulus. The incorporation of CNC has improved mechanical properties and decreased water vapor permeability, important characteristics for food packaging materials. Thus, a case study was elaborated with the application of these filmogenic solutions as coating on strawberries of Mohaven cultivar. Starch-only coating reduced fruit weight loss. CNC reinforcement did not improve the water vapor barrier properties of fruits. The addition of CNCs in the filmogenic solutions maintained the physical and chemical properties of the strawberries as well as the color characteristics of the coated fruits within 12 days and showed a reduction in the count. control. Thus, further research should be recommended for the use of the proposed nanocomposites, showing that nanocrystals can be used in coating formulations.

 

CHARACTERIZATION OF BETANIN FROM RED BEET (Beta vulgaris L.), BIOACCESSIBILITY AND BIOACTIVITY EVALUATIONS, USE AS A MEAT PRESERVATIVE AND INTAKE EFFECTS ON OXIDATIVE STRESS IN A RODENT MODEL

DAVI VIEIRA TEIXEIRA DA SILVA

Resumo: Betanin is a heterocyclic and water-soluble nitrogen natural pigment belonging to the class of betalains, approved for use in food and pharmaceutical products as a natural red colorant. Herein, betanin was purified by semi-preparative HPLC and identified by LC-ESI(+) -MS/MS as the pseudomolecular ion m/z 551.16. Betanin displayed significant stability up to -30 oC and mild stability at chilling temperature. The stability and antioxidant capacity of this compound were assessed during a human digestion simulation and ex vivo colon fermentation. Half of the betanin amount was recovered in the small intestine digestive fluid and no traces were found after colon fermentation. The high antioxidant ability of betanin was retained even after a simulated small intestine digestion. Betanin, besides displaying an inherent colorant capacity, was equally effective as a natural antioxidant presenting peroxy-radical scavenger ability in pork meat. Betanin should be considered a multi-functional molecule able to confer an attractive color to frozen or refrigerated foods, but with the capacity to avoid lipid oxidation, thereby preserving food quality. The short-term intake of betanin was assessed in a rodent model to test its effects against oxidative stress, a common condition described in several risk factors for CVD, such as hyperlipidemia, diabetes, hypertension and metabolic syndrome. The consumption of this phytochemical may promote beneficial effects in the cellular redox status of living organisms. Oxidative stress was induced in Winstar rats by a hyperlipidic diet (60% fat) for 60 days, followed by intra-gastric administration of betanin (20 mg·kg-1b.w) for 20 days. The hyperlipidic diet caused hyperglycemia, hyperinsulinemia, insulin resistance, increased serum alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST) levels, reduction of antioxidant enzymes, increased lipid peroxidation and histopathological liver alterations.Betanin administration regulated glucose, insulin and HOMA-IR levels. Hepatic damage was reversed as evidenced by the reduction of ALT and AST levels and confirmed by histological analyses. Betanin also reduced hepatic malondialdehyde (MDA) and increased the activity of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx) and catalase (CAT) enzymes. Betanin intake for a short period reversed hepatic tissue damage, modulated biochemical parameters and attenuated oxidative stress in the rodent model.

 

PRODUÇÃO E CARACTERIZAÇÃO PARCIAL DE BIOSSURFACTANTE POR Yarrowia lipolytica EM RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS COM POTENCIAL APLICAÇÃO NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS

FABIANE FERREIRA DOS SANTOS

Resumo: Os biossurfactantes são moléculas produzidas por micro-organismos e que apresentam porções hidrofílicas e hidrofóbicas capazes de reduzir a tensão superficial de um meio contendo água. Essa característica é extremamente importante para aplicações industriais fazendo destes tensoativos compostos de grande interesse. Em razão disso, o objetivo desse trabalho foi avaliar a produção de biossurfactante por Yarrowia lipolytica utilizando resíduos agroindustriais (óleos de fritura residual, soro de leite, soro de ricota soro de manteiga, reíduo sólido de junça e milhocina). Os primeiros experimentos foram realizados a fim de selecionar os melhores resíduos, a melhor concentração a ser usada e a possibilidade de produção em escala ampliada. Para todos os experimentos de fermentação foram avaliados, crescimento celular, pH e índice de emulsificação. Os resultados obtidos mostraram que a levedura Y. lipolytica foi capaz de crescer e produzir biossurfactante com todos os resíduos testados, sendo possível aumentar a escala de produção de biossurfactante em biorreator desde que haja condições de controlar os parâmetros operacionais, como a formação de espuma. Os biossurfactantes produzidos a partir de resíduo sólido de junça (RSJ) e soro de manteiga (SM) foram capazes de reduzir a tensão superficial em até 37 e 35 mN/m e com valores de CMC de 1,0 e 1,2 mg/mL, respectivamente. Os resultados indicaram índices de emulsificação superiores a 58% em diferentes compostos hidrofóbicos e oito óleos vegetais, com elevada estabilidade por até 96 h. Os rendimentos obtidos para os biossurfactantes produzidos com SM e RSJ foram de 126 e 146 mg/L, respectivamente, e estes biopolímeros foram estáveis frente às variações de temperatura, pH e salinidade por até 120 minutos. O biossurfactante produzido em meio com SM não é fitotóxico, ou seja, não prejudica o desenvolvimento das plantas em nenhuma das concentrações testadas, no entanto em meio contendo RSJ o efeito fitotóxico aumenta com o aumento da concentração do biossurfactante. A levedura Yarrowia lipolytica foi capaz de produzir um biossurfactante com interessantes propriedades tensoativas e com potencial para aplicação em processos industriais utilizando um meio de cultivo com baixo custo.

 

MELANOIDINAS DE CAFÉ E PÃES: IMPORTÂNCIA NA DIETA BRASILEIRA E ESTUDO DE BIOACESSIBILIDADE DOS SEUS COMPOSTOS FENÓLICOS

GENILTON ALVES DA SILVA

Resumo: Melanoidinas são macromoléculas que contribuem para a formação de cor, aroma e a textura presentes em alimentos termicamente processados, além de apresentarem diversas atividades biológicas. Tais benefícios estão associados, em parte, aos compostos fenólicos nela incorporados. No presente estudo, foi estimada a ingestão diária de melanoidinas e dos compostos fenólicos ligados a essas macromoléculas de alimentos termicamente processados consumidos regularmente na dieta brasileira, assim como a sua contribuição para a capacidade antioxidante dietética. A partir desses resultados, determinou-se a bioacessibilidade dos compostos fenólicos ligados às melanoidinas utilizando o modelo de digestão simulada in vitro e fermentação ex vivo dos principais grupos de melanoidinas: café (melanossacarídeos) e pão (melanoproteínas). Foi estimado
que até 10,7 g de melanoidinas são consumidos diariamente pela população brasileira, sendo a cerveja o principal contribuinte (44%), seguida pelos produtos a base de cereais (36%) e pelo café (17%). Os brasileiros ingerem até 26,0 mg de compostos fenólicos ligados a melanoidinas por dia, principalmente provenientes de café (75%) e cerveja (13%). Além disso, as melanoidinas contribuem com até 21% da capacidade antioxidante da dieta brasileira. Em relação à bioacessibilidade, foi avaliada, pela primeira vez, a bioacessibilidade dos compostos fenólicos livres e ligados às melanoidinas. Os valores encontrados para os compostos fenólicos livres foram maiores quando comparados aos compostos fenólicos ligados, variando de 22% (café) e 31% (pão) a 82% (café) e 91%(pão), respectivamente. Em relação a fermentação colônica, os compostos fenólicos, tanto os livres quanto os ligados foram extensivamente metabolizados a compostos fenólicos mais simples pela microbiota colônica, levando a valores de até 63% de bioacessibilidade, no caso dos compostos fenólicos solúveis do pão. Esses resultados sugerem que os potenciais efeitos benéficos associados aos compostos fenólicos ligados às melanoidinas podem estar ligados tanto as suas formas intactas quanto aos seus metabólitos.

 

VALORIZAÇÃO DE RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS DA ROMÃ (Punica granatum L.): EXTRAÇÃO DE ÓLEO DA SEMENTE E FRACIONAMENTO DE COMPOSTOS BIOATIVOS DA CASCA USANDO CO2 SUPERCRÍTICO E MÉTODOS CONVENCIONAIS

LAIS DE OLIVEIRA SILVA

Resumo: O método de extração pode influenciar o perfil de compostos bioativos dos extratos obtidos, podendo afetar sua potencial bioatividade. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência de diferentes técnicas de extração no perfil de compostos bioativos de sub-produtos da romã(Punica granatum L.), óleo da semente (OSR) e extrato fracionado da casca. O OSR foi extraído por prensagem (OSR-P), com álcool (OSR-A) ou CO2-supercrítico (OSR-SC). Um planejamento experimental foi realizado a fim de melhorar as condições de extração do OSR-SC com álcool. As cascas da romã foram extraídas por CO2-supercrítico sem fracionamento (ESF), e para o fracionamento sequencial 2 métodos foram desenvolvidos: F1 composto por 3 etapas e F2 composto por 2 etapas. OSR-P e OSR-SC apresentaram elevado conteúdo de ácido linolênico conjugado (cLnA), enquanto que OSR-A apresentou elevado conteúdo de compostos fenólicos, tocoferóis e fitoesteróis, além de maior capacidade antioxidante e estabilidade oxidativa. O planejamento fatorial fracionário indicou duas condições de extração melhoradas, sendo uma enriquecida em tocoferóis e a outra em compostos fenólicos. Aextração e o fracionamento sequencial por CO2-supercrítico foram capazes de proporcionar um extrato e frações ricos em compostos bioativos, sendo o ESF e as últimas frações do fracionamento (frações 2 e 3 do F1; fração 2 do F2) enriquecidas em compostos fenólicos, especialmente punicalagina, e as primeiras frações (frações 1 do F1 e F2) concentradas em tocoferóis e β-caroteno. Portanto, OSR-A e OSR-SC com álcool podem ser considerados óleos especiais, ricos em cLnA, compostos fenólicos e tocoferóis. A fração 2 do F2 da casca da romã pode ser uma potencial fonte de antioxidantes, enriquecida em punicalagina. OSR-A, OSR-SC e a fração 2 do F2 são promissores como ingredientes nutracêuticos, com potenciais aplicações nas indústrias farmacêuticas, de cosméticos e de alimentos, além da fração 2 do F2 pode ser usada como padrão analítico em ensaios laboratoriais.

 

ENCAPSULAÇÃO DE RESÍDUO DE MIRTILO E DESENVOLVIMENTO DE SORVETE OBTIDO A PARTIR DE DIFERENTES EMULSIFICANTES

LUCIANA LINHARES DE AZEVEDO BITTENCOURT

Resumo: O crescente interesse da indústria de alimentos na utilização de fontes renováveis, objetivando gerar impactos econômicos e ambientais positivos, conduz a uma tendência para utilização de resíduos vegetais e/ou substâncias biorenováveis no desenvolvimento de novos produtos. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi encapsular resíduo de mirtilo por gelificação iônica para futura aplicação em sorvetes desenvolvidos com diferentes tipos de emulsificantes. As microesferas de mirtilo foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X(DRX), compostos fenólicos totais, capacidade antioxidante e dissolução in vitro. Foram também elaborados sorvetes com diferentes emulsificantes: A1 – Amostra controle (sem adição de emulsificantes); A2 – Amostra Emustab®; A3 – Amostra Biosurfactante (Y. lipolytica); A4 – Amostra Chia e A5 – Amostra industrial KIBON®. Os sorvetes foram caracterizados pela análise da composição centesimal, resistência ao derretimento, Overrun, textura, potencial ζ, microscopia óptica e reologia. Os resultados mostraram que as microesferas de mirtilo apresentaram retenção de 67,01% dos compostos fenólicos após encapsulação e 68,2%, liberação fenólica 120 min após dissolução in vitro, sugerindo que a matriz testada foi adequada para encapsulamento. Já os resultados dos sorvetes mostraram que as amostras elaboradas com emulsificantes naturais (A3 e A4) possuem características de textura, resistência ao derretimento e estabilidade semelhantes a amostra com emulsificante sintético (A2). Com isso, as microesferas produzidas são promissoras para aplicações em produtos alimentícios, uma vez que os compostos fenólicos presentes nos resíduos de mirtilo foram mantidos após o encapsulamento. Podendo inclusive ser aplicadas nos sorvetes elaborados com emulsificantes naturais testados, pois a fortificação desses produtos alimentares com microesferas de resíduos vegetais pode crescentar ao produto final as propriedades bioativas desta fruta, ainda sendo necessários demais estudos direcionados para esta aplicação.

 

OBTAINMENT OF BIOFUNCTIONAL INGREDIENTS FROM WHEY PROTEIN CONCENTRATES

LUISA OZORIO LOPES DA ROSA

Resumo: Whey is a dilute nutrient stream which needs to be concentrated and purified in order to obtain the high added value byproducts named “whey proteins”. Implementing the technologies required to produce them may be costly, especially for small industries, but it is becoming very profitable with the increasing demand of this market sector. Whey proteins present high nutritional value and technological properties enabling their used into a large variety of products. These properties may be enhanced by enzymatic processes, which also are able to release bioactive peptides from the native proteins. Bioactive peptides have been subject of several studies over the years, as they may play important roles in different systems of the body, as opioid, anticancer, antidiabetic, antioxidant and antihypertensive molecules. In this sense, the present study aimed to develop three biofunctional ingredients from different whey protein concentrates for its future utilization by food and nutraceutical industries. The first ingredient, a bioactive whey protein hydrolysate, presented interesting technological properties as high oil absorption capacity and solubility in a large pH range, besides presenting great vasorelaxant potential, including in pilot scale. The acceptability of this ingredient was also high, and the vascular relaxation was enhanced after a simulated gastrointestinal digestion. The in vitro absorption assays showed that oligopeptides could be absorbed through the intestinal epithelium of piglets, including antihypertensive, as well as other bioactive molecules. Concerning the 2nd ingredient, the results of the chemical assays showed that microwave 600 W and autoclave 120°C treatments were able to modify β-lactoglobulin’s structure, allowing its complete hydrolysis by pepsin. These results were very promising for the future development of a hypoallergenic whey hydrolysate. The third ingredient was developed to add value to the most commercialized whey protein in Brazil, the WPC 34%. The enzymatic processes were able to enhance the emulsifying and antioxidant capacities of the ingredient, especially the fraction of 120 min of the tryptic hydrolysate which may be used in several applications by food industries. The results altogether brought the possibility of developing three whey hydrolysates to supply different market demands of food and nutraceutical industries: the first one, the niche of bioactive ingredients for health benefits; the second, the increasing market of hypoallergenic products; and the third one, aiming to achieve the national market with an ingredient with double functionality.

 

BIOENERGÉTICA MITOCONDRIAL, PERFIL METABÓLICO E TERAPIA ALVO: CONHECIMENTO DOS MECANISMOS DE BIOATIVIDADE E METABOLISMO DE ANTOCIANINAS EM CÉLULAS HUMANAS DE CARCINOMA EM CULTURA

NATHALIA FERRARI FONSECA DE SALES

Resumo: Células cancerígenas sofrem reprogramação metabólica para suportar as altas taxas deproliferação celular e sobrevivência. Portanto, um tratamento direcionado ao metabolismo energético parece ser uma boa estratégia para aumentar sensibilidade aos tratamentos convencionais. Polifenóis apresentam diversos benefícios à saúde, incluindo efeitos anticancerígenos. Antocianinas, uma subclasse dos polifenóis, estão presentes em cascas e sementes de frutos e vegetais. Porém, são quimicamente instáveis e possuem baixa biodisponibilidade, tornando difícil identificar seus mecanismos de ação. Portanto, seus efeitos benéficos podem ser, na verdade, a ação de seus metabólitos produzidos de forma intracelular ou pela microbiota intestinal. O objetivo deste estudo foi avaliar as ações de um extrato de bagaço de uva rico em antocianinas (GPE) e da antocianina isolada, cianidina-3-O-glicosídeo (C3G) no metabolismo energético em células de carcinoma humano em cultura. GPE foi analisado quanto ao seu efeito no metabolismo e estado redox em células de hepatocarcinoma humano (HepG2). Efeitos metabólicos a curto prazo do GPE, independentemente de qualquer citotoxicidade, envolveram aumento da respiração mitocondrial e capacidade antioxidante e diminuição do metabolismo glicolítico. Incubação a longo prazo foi citotóxica e as células morreram por necrose. Respiração aumentada acoplada a síntese de ATP em HepG2 tratadas com GPE é sinal precoce de alterações bioenergéticas e pode alterar o estado redox celular. Para avaliação do efeito da C3G no perfil metabólico endógeno intracelular e seu metabolismo em linhagens de células de câncer de mama humano – MDA-MB-231 (glicolítica e metastática) e MCF- 7 (oxidativa e não-metastática) – foi utilizado uma abordagem metabolômica. C3G diminuiu a proliferação celular de MCF-7 após 10 dias de incubação, o que não foi observado nas células MDA-MB-231. Nas células MCF-7, incubação com C3G resultou em um metabolismo mitocondrial mais ativo, dado o aumento de acetato e fumarato e da produção de intermediários para o ciclo de Krebs, esses efeitos podem ser uma sinalização precoce para a menor taxa de crescimento celular e/ou morte celular em incubações de longo prazo. C3G afetou diferentes vias metabólicas em MDA-MB-231, quando comparado às células MCF-7 incubadas com C3G. Esses efeitos distintos da C3G podem estar relacionados ao seu metabolismo, que parece ser distinto entre as duas
linhagens celulares. Os principais metabólitos de C3G encontrados em ambas as células foram ácido protocatecuico (PCA), floroglucinaldeído e ácido vanílico. Por outro lado, o PCA-3-glicuronídeo/PCA-4-glicuronídeo foram detectados apenas nos extratos celular total e mitocondrial da linhagem MCF-7. Estes resultados mostram que os efeitos das antocianinas, seja como um extrato (GPE) ou como um composto isolado, parecem estar relacionados à modulação do metabolismo intermediário e, particularmente, à função mitocondrial. Observando os efeitos do GPE no metabolismo energético das células HepG2, pode-se sugerir seu uso potencial para fins farmacêuticos e nutracêutico. Além disso, os efeitos do C3G no perfil metabólico de MCF-e MDA-MB-231 podem ajudar a identificar possíveis biomarcadores associados à citotoxicidade. Finalmente, os metabólitos de C3G com alvo mitocondrial na MCF-7 podem estar relacionados à toxicidade de C3G nesta linhagem celular. Se confirmado, pode-se sugerir que antocianinas, particularmente C3G, podem ser consideradas mitocans e importantes moléculas anticancerígenas.

 

OBTAINMENT OF BIOFUNCTIONAL INGREDIENTS FROM WHEY PROTEIN CONCENTRATES

ROBERTA BARBOSA DE MENESES

Resumo: The aim of this thesis was to evaluate the effect of Ricotta Whey (RW), Cheese Whey (CW), and Butter Whey (BW) as Whole Milk (WM) replacer at different ratios (0:100%, 25:75%, 50:50%, 75:25% and 100:0%) in the physicochemical and sensory qualities of chocolate and cream ice creams. The wheys were also investigated and all formulations, including a commercial sample used as reference, were analyzed for nutritional composition, energy value, pH, titratable acidity (TA), melting behavior, instrumental color, instrumental hardness, acid profile (AP), apparent viscosity (AV), dersoption, zeta potential (ZP), particle size (PS) and consumer sensory (CS) testing. Generally, the addition of RW, CW, and BW in both flavors, increased (p < 0.05) the moisture content, TA, instrumental hardness, ZP, and PS while decreased (p < 0.05) the melting rate, pH, Luminosity (L*), AV, energy value, ash, protein, lipid and carbohydrate levels. Any ice cream formulations had dietary fibers, however, despite the similarity of these results behavior, the flavor may be a limiting factor having as an example the greater susceptibility to desorption of cream ice creams. The chromaticity color values (a* and b*) was also different between the flavors which increased (p < 0.05) in the cream ice cream and decreased (p < 0.05) in the chocolate ice cream. Adittionaly, high whey levels in chocolate ice cream did not affect AP. In general, the added whey that had lowest influence on these physicochemical parameters evaluated was the BW, however, their samples presented the most unfavorable results of the sensorial analysis. Therefore, low levels of RW, CW, and BW showed great potential as milk replacement in cream ice creams.