O objetivo desse trabalho foi avaliar estratégias de imobilização de lipases produzidas pelo fungo endofítico Cercospora kikuchii através do uso de suportes não convencionais (subprodutos agroindustriais e quitosana). Investigou-se o uso de equipamentos de secagem (estufa, leito de jorro, leito fluidizado, liofilizador e \"spray dryer\") para desidratação dos derivados imobilizados obtidos. A imobilização por ligação covalente, usando glutaraldeído, epicloridrina e metaperiodato de sódio como agentes ligantes, apresentou valores para retenção da atividade enzimática superiores à imobilização por adsorção e encapsulação. Nos ensaios de imobilização utilizando glutaraldeído e secagem em leito de jorro, os melhores valores obtidos foram para a celulose microcristalina com retenção da atividade enzimática de 179,1%, seguido da casca de arroz 173,9%. A palha de milho foi o melhor suporte na imobilização covalente e secagem em estufa, com retenção de mais de 100% da atividade enzimática inicial. Na secagem por liofilização houve destaque para a casca de arroz (163,6%) seguida de palha de milho (157,2%) e cana de açúcar (154,6%). Utilizando quitosana como suporte e secagem em leito fluidizado, o valor para a retenção da atividade enzimática foi de 93,9% empregando-se o glutaraldeído como agente ligante. Na secagem do sistema quitosana-lipase em estufa a retenção da atividade enzimática foi de 68,2% e para secagem por liofilização esse valor foi superior a 80,0%. Realizou-se a caracterização dos materiais utilizados como suportes e estes apresentaram área superficial relativamente alta, elevada porosidade e estrutura constituída de macroporos. Estas características foram importantes por proporcionar a obtenção da enzima imobilizada com alta retenção da atividade catalítica. Alguns parâmetros bioquímicos e cinéticos da lipase na forma livre foram diferentes da lipase imobilizada. A alteração mais evidente foi a afinidade ao substrato (Km), que se mostrou dependente do protocolo de imobilização utilizado. Avaliou-se o potencial de aplicação biotecnológica dos derivados imobilizados que apresentaram maior retenção da atividade enzimática. Para a lipase imobilizada em casca de arroz o rendimento de transesterificação (produção de biodiesel) foi superior a 96,0% após 72 horas de reação enquanto que para as microesferas de quitosana esse valor foi atingido após 120 horas. Os produtos obtidos da transesterificação do óleo de coco estão de acordo com a especificação da Agência Nacional de Petróleo (ANP). Na avaliação da atividade de esterificação, a máxima concentração de butirato de butila foi obtida após 6 horas de reação, correspondendo a uma taxa de conversão de aproximadamente 99,0%, quando utilizou-se quitosana como suporte. Para o uso da casca de arroz, a máxima concentração de butirato de butila foi obtida também após 6 horas de reação, correspondendo a uma taxa de conversão de 92,5%. Este trabalho demonstrou que suportes de baixo custo permitiram a obtenção de derivados imobilizados com características semelhantes àqueles obtidos com o uso de polímeros sintéticos, os quais apresentaram excelente potencial para síntese de biodiesel e de butirato butila. / The objective of this study was to evaluate strategies for immobilization of lipases produced by the endophytic fungus Cercospora kikuchii through the use of unconventional supports (agroindustrial by-products and chitosan). The use of different drying process (oven, spouted bed, fluidized bed, freeze drying and spray drying) for dehydration of immobilized derivatives obtained by adsorption, covalent binding and encapsulation was investigated. The covalent immobilization (using glutaraldehyde, epichlorohydrin and sodium metaperiodate as crosslinking agents) was the best process for the enzymatic activity retention. For covalent immobilization using glutaraldehyde and spouted bed drying, the best values were obtained for microcrystalline cellulose with enzymatic activity retention of 179.1%, followed by rice husk and corn straw with 173.9% and 169.8%, respectively. Corn stover was the best support in the covalent immobilization and oven drying, with retention 100.0% of the initial enzyme activity. For freeze-drying rice husk was the best support (163.6%) followed by corn stover (157.2%), sugar cane bagasse (154.6%) and corn cob (129.5%). Utilizing chitosan as support and fluidized bed drying, the value for the retention of enzymatic activity was 93.9% employing glutaraldehyde as activating agent. For chitosan-lipase drying using oven, the enzymatic activity retention was 68.2% and using freeze-drying the retention of enzymatic activity was higher than 80.0%. The support characterization was carried out and showed high surface area, high porosity and macropore structure. These characteristics were important for providing immobilized derivatives with high catalytic activity retention. Some biochemical and kinetic parameters of lipase in free form were different from the immobilized lipase. The most important changes was the substrate affinity (Km) which was dependent of immobilization protocol used. The last experimental part of this study was the biotechnological applications of the best immobilized derivatives produced. For the immobilized lipase onto rice husk the transesterification yield (biodiesel production) was above 96.0% after 72 hours of reaction while for the use of chitosan microspheres this value was reached after 120 hours. The viscosity values for the biodiesel samples are in accordance with specifications recommended by Brazilian Petroleum Agency (ANP) to be used as biofuel. The immobilized derivatives catalytic power was measured in terms of esterification activity too. The maximum concentration for butyl butyrate was obtained after 6 hours, corresponding to conversion rate of 99.0% when chitosan was used as support. Using rice husk, the maximum butyl butyrate concentration was obtained after 6 hours of reaction, corresponding to conversion rate of 92.5%. This work demonstrated that cheap supports are biocompatible with lipases, rendering immobilized derivatives with characteristics similar to or better than those previously obtained with synthetic polymers. The immobilized derivatives showed excelente potential for biodiesel production and butyl butyrate synthesis.

O objetivo desse trabalho foi avaliar estratégias de imobilização de lipases produzidas pelo fungo endofítico Cercospora kikuchii através do uso de suportes não convencionais (subprodutos agroindustriais e quitosana). Investigou-se o uso de equipamentos de secagem (estufa, leito de jorro, leito fluidizado, liofilizador e \"spray dryer\") para desidratação dos derivados imobilizados obtidos. A imobilização por ligação covalente, usando glutaraldeído, epicloridrina e metaperiodato de sódio como agentes ligantes, apresentou valores para retenção da atividade enzimática superiores à imobilização por adsorção e encapsulação. Nos ensaios de imobilização utilizando glutaraldeído e secagem em leito de jorro, os melhores valores obtidos foram para a celulose microcristalina com retenção da atividade enzimática de 179,1%, seguido da casca de arroz 173,9%. A palha de milho foi o melhor suporte na imobilização covalente e secagem em estufa, com retenção de mais de 100% da atividade enzimática inicial. Na secagem por liofilização houve destaque para a casca de arroz (163,6%) seguida de palha de milho (157,2%) e cana de açúcar (154,6%). Utilizando quitosana como suporte e secagem em leito fluidizado, o valor para a retenção da atividade enzimática foi de 93,9% empregando-se o glutaraldeído como agente ligante. Na secagem do sistema quitosana-lipase em estufa a retenção da atividade enzimática foi de 68,2% e para secagem por liofilização esse valor foi superior a 80,0%. Realizou-se a caracterização dos materiais utilizados como suportes e estes apresentaram área superficial relativamente alta, elevada porosidade e estrutura constituída de macroporos. Estas características foram importantes por proporcionar a obtenção da enzima imobilizada com alta retenção da atividade catalítica. Alguns parâmetros bioquímicos e cinéticos da lipase na forma livre foram diferentes da lipase imobilizada. A alteração mais evidente foi a afinidade ao substrato (Km), que se mostrou dependente do protocolo de imobilização utilizado. Avaliou-se o potencial de aplicação biotecnológica dos derivados imobilizados que apresentaram maior retenção da atividade enzimática. Para a lipase imobilizada em casca de arroz o rendimento de transesterificação (produção de biodiesel) foi superior a 96,0% após 72 horas de reação enquanto que para as microesferas de quitosana esse valor foi atingido após 120 horas. Os produtos obtidos da transesterificação do óleo de coco estão de acordo com a especificação da Agência Nacional de Petróleo (ANP). Na avaliação da atividade de esterificação, a máxima concentração de butirato de butila foi obtida após 6 horas de reação, correspondendo a uma taxa de conversão de aproximadamente 99,0%, quando utilizou-se quitosana como suporte. Para o uso da casca de arroz, a máxima concentração de butirato de butila foi obtida também após 6 horas de reação, correspondendo a uma taxa de conversão de 92,5%. Este trabalho demonstrou que suportes de baixo custo permitiram a obtenção de derivados imobilizados com características semelhantes àqueles obtidos com o uso de polímeros sintéticos, os quais apresentaram excelente potencial para síntese de biodiesel e de butirato butila. / The objective of this study was to evaluate strategies for immobilization of lipases produced by the endophytic fungus Cercospora kikuchii through the use of unconventional supports (agroindustrial by-products and chitosan). The use of different drying process (oven, spouted bed, fluidized bed, freeze drying and spray drying) for dehydration of immobilized derivatives obtained by adsorption, covalent binding and encapsulation was investigated. The covalent immobilization (using glutaraldehyde, epichlorohydrin and sodium metaperiodate as crosslinking agents) was the best process for the enzymatic activity retention. For covalent immobilization using glutaraldehyde and spouted bed drying, the best values were obtained for microcrystalline cellulose with enzymatic activity retention of 179.1%, followed by rice husk and corn straw with 173.9% and 169.8%, respectively. Corn stover was the best support in the covalent immobilization and oven drying, with retention 100.0% of the initial enzyme activity. For freeze-drying rice husk was the best support (163.6%) followed by corn stover (157.2%), sugar cane bagasse (154.6%) and corn cob (129.5%). Utilizing chitosan as support and fluidized bed drying, the value for the retention of enzymatic activity was 93.9% employing glutaraldehyde as activating agent. For chitosan-lipase drying using oven, the enzymatic activity retention was 68.2% and using freeze-drying the retention of enzymatic activity was higher than 80.0%. The support characterization was carried out and showed high surface area, high porosity and macropore structure. These characteristics were important for providing immobilized derivatives with high catalytic activity retention. Some biochemical and kinetic parameters of lipase in free form were different from the immobilized lipase. The most important changes was the substrate affinity (Km) which was dependent of immobilization protocol used. The last experimental part of this study was the biotechnological applications of the best immobilized derivatives produced. For the immobilized lipase onto rice husk the transesterification yield (biodiesel production) was above 96.0% after 72 hours of reaction while for the use of chitosan microspheres this value was reached after 120 hours. The viscosity values for the biodiesel samples are in accordance with specifications recommended by Brazilian Petroleum Agency (ANP) to be used as biofuel. The immobilized derivatives catalytic power was measured in terms of esterification activity too. The maximum concentration for butyl butyrate was obtained after 6 hours, corresponding to conversion rate of 99.0% when chitosan was used as support. Using rice husk, the maximum butyl butyrate concentration was obtained after 6 hours of reaction, corresponding to conversion rate of 92.5%. This work demonstrated that cheap supports are biocompatible with lipases, rendering immobilized derivatives with characteristics similar to or better than those previously obtained with synthetic polymers. The immobilized derivatives showed excelente potential for biodiesel production and butyl butyrate synthesis.

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Tais enzimas encontram aplicações nos mais diversos ramos da indústria como na produção de alimentos e bebidas, de cosméticos, de ração animal, de biocombustíveis entre outros. Em razão da sua composição química, os subprodutos lignocelulósicos, produzidos em grande quantidade pela agroindústria, se apresentam como uma potencial fonte sustentável para a produção de valiosos compostos como biocombustíveis, fertilizantes, rações, produtos químicos e enzimas. Assim, tendo em vista esse contexto, foi desenvolvido o presente trabalho, cujo objetivo foi caracterizar e purificar a principal endoxilanase produzida por uma linhagem de Aspergillus hortai cultivado em estado sólido e aplicá-la, nas formas bruta e purificada, na hidrólise de subprodutos agroindustriais. A purificação da enzima foi alcançada após três etapas cromatográficas, respectivamente, uma cromatografia de troca iônica seguida por cromatografias de interação hidrofóbica e exclusão molecular. Ao final das etapas, a enzima purificada apresentou recuperação de 1,1% e fator de purificação de 15,8 vezes. A enzima bruta e purificada se mostrou tolerante ao NaCl na presença de até 4 M do sal. Por outro lado, foi pouco tolerante à presença de íons e alguns compostos como Hg2+, Cu2+, SDS, Triton X-100 e TWEEN 20/80. Em contrapartida, DTT e β-mercaptoetanol a 10 mM estimularam a atividade da enzima bruta em 13 e 19%, respectivamente. Para a enzima bruta, a temperatura e pH ótimos de reação foram, respectivamente, 60 °C e 6,0 tanto na ausência quanto na presença de NaCl 0,5 e 2,5 M. Apresentou boa estabilidade térmica a 40 °C na ausência de NaCl, e foi ativada na presença de 0,5 M e 2,5 M do sal durante as 4 h de incubação. A enzima bruta e purificada foi estável em uma ampla faixa de pHs (3,0-8,0) na ausência e na presença de NaCl e apresentou alta especificidade pelas xilanas birchwood, beechwood e oat spelt, não tendo sido detectadas atividades endoglucanase sobre CMC, exoglucanase em Avicel e β-xilosidase em ρNPX. Após a purificação, os perfis de temperatura e pH ótimos de reação se mantiveram em 60 °C e 6, respectivamente. A enzima pura foi, também, bastante estável a temperatura de 40 °C, mantendo mais de 50% da atividade controle durante as 4 h de incubação, e ao pH, variando de 3,0-8,0, na ausência e na presença de NaCl. Xilobiose e xilo-oligossacarídeos superiores foram os produtos formados na hidrólise da xilana oat spelt pela enzima purificada, sugerindo ação enzimática do tipo endoxilanase. A massa molecular aparente, após a purificação, foi estimada em 25,0 kDa por SDS-PAGE e em 14,8 kDa por exclusão molecular. Os parâmetros cinéticos Km e Vmáx em xilana de beechwood sofreram variações em resposta a presença de NaCl, sendo a maior eficiência catalítica obtida na presença de 2,5 M do sal (kcat/km 40,91). A análise da composição química dos subprodutos - sabugo, palha e folha de milho - revelou, respectivamente, 25,6%, 45,3% e 34,9% de carboidratos, 19,7%, 15,2% e 17,6% de lignina e 9,0%, 17,4% e 24,0% de extrativos para a biomassa in natura e, 33,3%, 25,2% e 38,8% de carboidratos e 6,5%, 8,9% e 12,3% de lignina para a xilana extraída desses subprodutos. A extração das hemiceluloses utilizando tratamento alcalino oxidativo resultou em um rendimento de 64% para o sabugo, 18% para a palha e 50% para a folha. A enzima bruta e purificada foi capaz de hidrolisar as biomassas na forma in natura, bem como as xilanas extraídas desse material produzindo majoritariamente xilopentoses e xilohexoses. Sendo assim, pode-se afirmar que a xilanase bruta e purificada em estudo apresentou propriedades interessantes para a aplicação industrial, especialmente na produção de xilo-oligossacarídeos e em processos conduzidos sob elevada salinidade. / Xylanases raise a biotechnological interest due to its ability to degrade xylan. Such enzymes find use in a variety of industrial processes such as the production of food and beverage, cosmetics, animal feed, second generation ethanol, among many others. As for its chemical composition, lignocellulosic byproducts, widely produced by agroindustry, presents itself as a potential sustainable source for production of valuable composts like soil fertilizers, animal feed, chemical products and enzymes. In this context, the main xylanase produced by an Aspergillus hortae strain, cultivated in solid state (SSF), was characterized, purified and applied in the hydrolysis of hemicellulose from corn by-products. Enzyme purification was achieved after three chromatographyc steps, respectively, an ion exchange chromatography followed by hydrophobic interaction and molecular exclusion chromatographys. After the purification steps, a final yield of 1.1% and purification fold of 15.8 was achieved. Both crude and purified enzyme showed high tolerance to NaCl in the presence of up to 4 M of the salt. The enzyme displayed a very low tolerance to some metal ions and chemical compounds, especially Hg2+, Cu2+, SDS, Triton X-100 and TWEEN 20/80. On the other hand, DTT and β- mercaptoetanol at 10 mM stimulated crude enzyme activity in 13% and 19%, respectively. As for the crude enzyme, optimum temperature and pH were, respectively, 60 °C and 6.0, in the absence and presence of 0.5 and 2.5 M NaCl. It showed good thermal stability at 40 °C in the absence of NaCl and was activated in the presence of 0.5 and 2.5 M of the salt throughout the 4 h incubation time. Crude and purified enzyme was also stable over a wide pH range (3.0 - 8.0) both in the absence and presence of NaCl and presented high specificity for birchwood, beechwood and oat spelt xylans, not showing detectable endoglucanase, exoglucanase and β- xylosidase activities. After purification, optimum temperature and pH profiles remained at 60 °C and 6.0, respectively. Purified enzyme showed good stability at 40 °C, being able to retain more than 50% of the control activity during 4 h of incubation, and to the pH, varying from 3.0 to 8.0, in the absence and in the presence of NaCl. Xylobiose and xilooligosaccharides were the products of oat spelt xylan hydrolysis by the purified enzyme, suggesting an endoxilanase mode of action. The apparent molecular mass, after purification, was estimated to be 25.0 kDa by SDS-PAGE and 14.8 kDa by exclusion chromatography. Kinetic parameters of Km and Vmáx using beechwood xylan were 5.12 mg/mL and 14.25 μmol/min.mL, respectively, in the absence of NaCl, 9.56 mg/mL and 20.80 μmol/min.mL in the presence of 0.5 M and 3.13 mg/mL and 9.22 μmol/min.mL in the presence of 2.5 M of the same salt. Chemical analysis of the biomasses from corn cob, stover and leaves, revealed a composition of, respectively, 25.6%, 45.3%, 34.9% carbohydrates, 19.7%, 15.2%, 17.6% lignin and 9.0%, 17.4%, 24.0% extractives for in natura biomasses and 33.3%, 25.2%, 38.8% carbohydrates and 6.5%, 8.9%, 12.3% lignin for the extracted hemicelluloses. Hemicellulose extraction yields were of 64% for corn cob, 18% for stover and 50% for leaves. Both crude and purified enzyme was capable of hydrolyzing in natura biomasses, as well as the extracted hemicelluloses from these materials, producing mainly xylopentoses and xyloheoses. In summary, the xylanase presented attractive properties for industrial applications, especially in the production of xyloolygossacharides and in those carried out under high NaCl concentration. / CNPq: 130841/2016-1.

Atualmente, milhões de toneladas de subprodutos são produzidas durante o processamento de alimentos pelas agroindústrias. A maioria deles é rica em compostos bioativos, principalmente os fenólicos, os quais são responsáveis por várias atividades biológicas. Assim, este trabalho teve como objetivos avaliar o conteúdo de compostos fenólicos totais e a atividade antioxidante de três subprodutos agroindustriais engaço e bagaço de uva (Vitis vinifera) da variedade Cabernet Sauvignon e película de amendoim (Arachis hypogaea) , otimizar o processo de extração de compostos bioativos e selecionar o subproduto de maior potencial para a realização do fracionamento e isolamento bioguiado dos compostos responsáveis pela atividade antioxidante. Os subprodutos foram coletados no primeiro semestre de 2010, congelados e liofilizados. O conteúdo de compostos fenólicos totais dos extratos foi determinado pelo método de Folin-Ciocalteu e o potencial antioxidante durante a otimização do processo de extração foi avaliado pelo método de sequestro do radical DPPH. O processo de otimização da extração de compostos antioxidantes foi realizado primeiramente usando modelos univariáveis e, em seguida, foi desenvolvido planejamento fatorial 22 utilizando como variáveis a concentração de solvente e a temperatura de extração. Na última etapa do processo de otimização da extração, foi feito experimento utilizando ultrassom. Para os três subprodutos, observou-se maior sequestro do radical DPPH com o aumento da temperatura de extração e concentração de acetona. As melhores condições para a extração de compostos com atividade antioxidante foram concentração de acetona de 60% e temperatura de extração de 70oC em banho termostatizado. A partir dos resultados obtidos neste estudo, foi feito o isolamento bioguiado dos compostos bioativos da película de amendoim, pois foi o subproduto que apresentou o maior teor de compostos fenólicos e a maior atividade antioxidante. O extrato bruto da película de amendoim foi primeiramente purificado utilizando a resina Amberlite XAD2 para gerar duas frações, as quais foram denominadas frações metanólica (Fr-Met) e aquosa (Fr-aquosa). Após a avaliação da atividade antioxidante dessas frações pelas técnicas de sequestro dos radicais DPPH e ABTS, além da determinação do perfil químico por cromatografia líquida de alta eficência (CLAE), a Fr-Met, a mais bioativa, foi recromatografada em coluna gel Sephadex LH-20. Nesse processo, foram obtidas 123 subfrações, as quais foram reagrupadas, após análise de cromatografia em camada delgada (CCD), em 18 subfrações. Essas subfrações foram avaliadas quanto à atividade antioxidante e a subfração 10, que apresentou elevada atividade antioxidante, foi submetida ao isolamento dos compostos pela técnica de CLAE semipreparativa. Dois compostos foram isolados e denominados composto 1 e composto 2. O composto 1 foi o mais potente, apresentando capacidade de sequestro do radical DPPH, em termos de IC50, de 18,25 \'mü\'g.mL-1, e redução do Fe3+ de 7,59 mmol Fe2+.g-1, valores maiores do que os do antioxidante sintético BHT. Os resultados de atividade antioxidante avaliada pelo método ABTS mostraram que o composto 1 (6,54 mmol TEAC.g-1) possui atividade próxima a padrões naturais com reconhecida atividade, como quercetina e catequina. Por meio da técnica de ressonância magnética nuclear (RMN), foi possível identificar o composto 1 como epicatequina- (2\'beta\'\'SETA\'O\'SETA\'7,4\'beta\'\'SETA\'6)-[epicatequina-(4\'beta\'\'SETA\'8)]-catequina e o composto 2 como epicatequina- (2\'beta\'\'SETA\'O\'SETA\'7,4\'beta\'\'SETA\'8)-[epicatequina-(4\'beta\'\'SETA\'8)]-catequina-(4\'alfa\'\'SETA\'8)-epicatequina, ambos pertencentes à classe das proantocianidinas. Os resultados obtidos neste estudo mostraram que os subprodutos agroindustriais analisados são ricos em compostos fenólicos de alta atividade antioxidante e, portanto, devem ser mais bem explorados pelas indústrias de alimentos e farmacêutica / Nowadays, millions of tons of by-products are produced during food processing in agroindustrial plants. Most of them are rich in bioactive compounds, mainly phenolic substances, responsible for several biological activities. Therefore, this study aimed at assessing the total phenolic compound content and the antioxidant activity of three agroindustrial by-products Cabernet Sauvignon grape stalks and pomace (Vitis vinifera) and peanut skin (Arachis hypogaea) , optimizing the process to extract the bioactive compounds, and selecting the by-product with the highest potential for bioguided fractionation and isolation of the compounds responsible for antioxidant activity. All the by-products were collected in the first semester of 2010, frozen, and lyophilized. Total phenolic compound content was determined using the Folin-Ciocalteu method and antioxidant potential during optimization of the extraction process was assessed by the DPPH radical-scavenging method. The process used to optimize the extraction of antioxidant compounds was carried out initially using univariate models and, after that, a 22 factorial planning was developed using solvent concentration and extraction temperature as variables. In the last phase of the process used to optimize the extraction, we performed an experiment using ultrasound. For the three byproducts analyzed we observed higher DPPH radical-scavenging activity as the extraction temperature and acetone concentration increased. The best conditions for the extraction of antioxidant compounds were acetone at 60% and extraction temperature of 70oC in thermostatic bath. Based on the results of this study, we carried out the bioguided isolation of bioactive compounds from peanut skin, since this was the by-product that presented the highest phenolic compound content and antioxidant activity. Peanut skin crude extract was purified using Amberlite XAD2 resin to generate two fractions, named methanol (Met-Fr) and aqueous fractions (Aqu-Fr). After evaluating the antioxidant activity of these fractions using the DPPH and ABTS radical-scavenging methods, as well as determining their chemical profile by high performance liquid chromatography (HPLC), Met-Fr, the fraction presenting the highest bioactivity, was rechromatographed on a Sephadex LH-20 gel column. During this process, 123 subfractions were obtained and they were regrouped, after thin-layer chromatography (TLC), into 18 subfractions. These subfractions were evaluated as to their antioxidant activity and subfraction 10, which presented high antioxidant activity, underwent isolation of compounds using semipreparative HPLC. Two compounds were isolated and named compound 1 and compound 2. Compound 1 was the most potent, presenting DPPH radical-scavenging activity, in terms of IC50, of 18.25 \'mü\'g.mL-1, and Fe3+ reduction of 7.59 mmol Fe2+.g-1, values that are higher than the synthetic antioxidant BHT. The results of antioxidant activity evaluated by the ABTS radical-scavenging method showed that compound 1 (6.54 mmol TEAC.g-1) has activity similar to natural standards with known activity, such as quercetin and catechin. Using the nuclear magnetic resonance (NMR) technique we identified compound 1 as epicatechin-(2\'beta\'\'SETA\'O\'SETA\'7,4\'beta\'\'SETA\'6)-[epicatechin- (4\'beta\'\'SETA\'8)]-catechin and compound 2 as epicatechin-(2\'beta\'SETA\'O\'SETA7,4\'beta\'\'SETA\'8)-[epicatechin-(4\'beta\'\'SETA\'8)]- catechin-(4\'alfa\'\'SETA\'8)-epicatechin, both belonging to the proantocianidin class. The results obtained in the present study showed that the agroindustrial by-products analyzed are rich in phenolic compounds with high antioxidant activity and, therefore, should be more explored by food and pharmaceutical industries

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The objective of this study was to evaluate the effect of three carbohydrate sources (corn, soybean hulls or wheat bran) in the diet on performance, carcass characteristics and meat and the components are not part of the carcass of steers finished on confinement. We used 24 steers, crossbred Charolais x Nellore, with initial age of 22 months of initial body weight 353.2 ± 10.6 kg. The animals were fed a diet with roughage: concentrate 40,2:59,8, and the volume consisting of sorghum silage. The daily intakes of DM and CP were not influenced by sources of carbohydrates. Animals fed soybean hulls had higher intake of NDF and ADF, whereas calves receiving corn consumed higher levels of NFC, and TDN ED. Animals fed corn or soybean hulls had greater weight gain and better feed conversion than steers receiving wheat bran. The slaughter weight was similar between the sources of carbohydrates, averaging 429.81; 433.18 and 430.46 kg for maize, soybean hulls and wheat bran, respectively. The weight cut sidecut was greater for steers fed corn diet compared with soybean hulls or wheat bran. The meat from the diet with soybean hulls had better flavor compared to the wheat bran. The loss of the cooking liquid and cholesterol content were higher in animals treated with maize as compared to those receiving soybean hulls or wheat bran. There was no effect of carbohydrate sources on the weights of vital organs and blood. The absolute and relative weights to the weight of empty body fat of the intestines and rumen were higher in animals fed with corn. The weight of the omasum was greater for the diet with wheat bran, while animals fed soybean hulls had higher absolute weight of kidney fat. / Objetivou-se neste estudo avaliar o efeito de três fontes de carboidratos (milho, casca de soja ou farelo de trigo) na dieta sobre o desempenho, as características da carcaça e da carne e dos componentes não integrantes da carcaça de novilhos de corte terminados em confinamento. Foram utilizados 24 novilhos castrados, mestiços Charolês x Nelore, com idade inicial de 22 meses e peso inicial de 353,2±10,6 kg. Os animais foram alimentados com dieta com relação volumoso:concentrado de 40,2:59,8, sendo o volumoso constituído de silagem de sorgo. Os consumos diários de MS e PB não foram influenciados pelas fontes de carboidratos. Animais alimentados com casca de soja apresentaram maiores ingestão de FDN e FDA, enquanto que os novilhos que receberam milho consumiram maiores teores de CNF, NDT e ED. Animais alimentados com milho ou casca de soja apresentaram maior ganho de peso e melhor conversão alimentar em relação aos novilhos que receberam farelo de trigo. O peso de abate foi similar entre as fontes de carboidratos, com médias de 429,81; 433,18 e 430,46 kg, para o milho, casca de soja e farelo de trigo, respectivamente. O peso do corte costilhar foi maior para os novilhos alimentados com milho em comparação a dieta com casca de soja ou farelo de trigo. A carne proveniente da dieta com casca de soja apresentou melhor palatabilidade em relação à do farelo de trigo. As perdas de líquidos à cocção e o conteúdo de colesterol foram maiores na carne dos animais tratados com milho em relação aos que receberam casca de soja ou farelo de trigo. Não houve efeito das fontes de carboidratos sobre os pesos dos órgãos vitais e de sangue. Os pesos absolutos e relativos ao peso de corpo vazio dos intestinos e da gordura ruminal foram maiores nos animais alimentados com milho. O peso de omaso foi maior para a dieta com farelo de trigo, enquanto que os animais alimentados com casca de soja apresentaram maior peso absoluto de gordura renal.

Atualmente, milhões de toneladas de subprodutos são produzidas durante o processamento de alimentos pelas agroindústrias. A maioria deles é rica em compostos bioativos, principalmente os fenólicos, os quais são responsáveis por várias atividades biológicas. Assim, este trabalho teve como objetivos avaliar o conteúdo de compostos fenólicos totais e a atividade antioxidante de três subprodutos agroindustriais engaço e bagaço de uva (Vitis vinifera) da variedade Cabernet Sauvignon e película de amendoim (Arachis hypogaea) , otimizar o processo de extração de compostos bioativos e selecionar o subproduto de maior potencial para a realização do fracionamento e isolamento bioguiado dos compostos responsáveis pela atividade antioxidante. Os subprodutos foram coletados no primeiro semestre de 2010, congelados e liofilizados. O conteúdo de compostos fenólicos totais dos extratos foi determinado pelo método de Folin-Ciocalteu e o potencial antioxidante durante a otimização do processo de extração foi avaliado pelo método de sequestro do radical DPPH. O processo de otimização da extração de compostos antioxidantes foi realizado primeiramente usando modelos univariáveis e, em seguida, foi desenvolvido planejamento fatorial 22 utilizando como variáveis a concentração de solvente e a temperatura de extração. Na última etapa do processo de otimização da extração, foi feito experimento utilizando ultrassom. Para os três subprodutos, observou-se maior sequestro do radical DPPH com o aumento da temperatura de extração e concentração de acetona. As melhores condições para a extração de compostos com atividade antioxidante foram concentração de acetona de 60% e temperatura de extração de 70oC em banho termostatizado. A partir dos resultados obtidos neste estudo, foi feito o isolamento bioguiado dos compostos bioativos da película de amendoim, pois foi o subproduto que apresentou o maior teor de compostos fenólicos e a maior atividade antioxidante. O extrato bruto da película de amendoim foi primeiramente purificado utilizando a resina Amberlite XAD2 para gerar duas frações, as quais foram denominadas frações metanólica (Fr-Met) e aquosa (Fr-aquosa). Após a avaliação da atividade antioxidante dessas frações pelas técnicas de sequestro dos radicais DPPH e ABTS, além da determinação do perfil químico por cromatografia líquida de alta eficência (CLAE), a Fr-Met, a mais bioativa, foi recromatografada em coluna gel Sephadex LH-20. Nesse processo, foram obtidas 123 subfrações, as quais foram reagrupadas, após análise de cromatografia em camada delgada (CCD), em 18 subfrações. Essas subfrações foram avaliadas quanto à atividade antioxidante e a subfração 10, que apresentou elevada atividade antioxidante, foi submetida ao isolamento dos compostos pela técnica de CLAE semipreparativa. Dois compostos foram isolados e denominados composto 1 e composto 2. O composto 1 foi o mais potente, apresentando capacidade de sequestro do radical DPPH, em termos de IC50, de 18,25 \'mü\'g.mL-1, e redução do Fe3+ de 7,59 mmol Fe2+.g-1, valores maiores do que os do antioxidante sintético BHT. Os resultados de atividade antioxidante avaliada pelo método ABTS mostraram que o composto 1 (6,54 mmol TEAC.g-1) possui atividade próxima a padrões naturais com reconhecida atividade, como quercetina e catequina. Por meio da técnica de ressonância magnética nuclear (RMN), foi possível identificar o composto 1 como epicatequina- (2\'beta\'\'SETA\'O\'SETA\'7,4\'beta\'\'SETA\'6)-[epicatequina-(4\'beta\'\'SETA\'8)]-catequina e o composto 2 como epicatequina- (2\'beta\'\'SETA\'O\'SETA\'7,4\'beta\'\'SETA\'8)-[epicatequina-(4\'beta\'\'SETA\'8)]-catequina-(4\'alfa\'\'SETA\'8)-epicatequina, ambos pertencentes à classe das proantocianidinas. Os resultados obtidos neste estudo mostraram que os subprodutos agroindustriais analisados são ricos em compostos fenólicos de alta atividade antioxidante e, portanto, devem ser mais bem explorados pelas indústrias de alimentos e farmacêutica / Nowadays, millions of tons of by-products are produced during food processing in agroindustrial plants. Most of them are rich in bioactive compounds, mainly phenolic substances, responsible for several biological activities. Therefore, this study aimed at assessing the total phenolic compound content and the antioxidant activity of three agroindustrial by-products Cabernet Sauvignon grape stalks and pomace (Vitis vinifera) and peanut skin (Arachis hypogaea) , optimizing the process to extract the bioactive compounds, and selecting the by-product with the highest potential for bioguided fractionation and isolation of the compounds responsible for antioxidant activity. All the by-products were collected in the first semester of 2010, frozen, and lyophilized. Total phenolic compound content was determined using the Folin-Ciocalteu method and antioxidant potential during optimization of the extraction process was assessed by the DPPH radical-scavenging method. The process used to optimize the extraction of antioxidant compounds was carried out initially using univariate models and, after that, a 22 factorial planning was developed using solvent concentration and extraction temperature as variables. In the last phase of the process used to optimize the extraction, we performed an experiment using ultrasound. For the three byproducts analyzed we observed higher DPPH radical-scavenging activity as the extraction temperature and acetone concentration increased. The best conditions for the extraction of antioxidant compounds were acetone at 60% and extraction temperature of 70oC in thermostatic bath. Based on the results of this study, we carried out the bioguided isolation of bioactive compounds from peanut skin, since this was the by-product that presented the highest phenolic compound content and antioxidant activity. Peanut skin crude extract was purified using Amberlite XAD2 resin to generate two fractions, named methanol (Met-Fr) and aqueous fractions (Aqu-Fr). After evaluating the antioxidant activity of these fractions using the DPPH and ABTS radical-scavenging methods, as well as determining their chemical profile by high performance liquid chromatography (HPLC), Met-Fr, the fraction presenting the highest bioactivity, was rechromatographed on a Sephadex LH-20 gel column. During this process, 123 subfractions were obtained and they were regrouped, after thin-layer chromatography (TLC), into 18 subfractions. These subfractions were evaluated as to their antioxidant activity and subfraction 10, which presented high antioxidant activity, underwent isolation of compounds using semipreparative HPLC. Two compounds were isolated and named compound 1 and compound 2. Compound 1 was the most potent, presenting DPPH radical-scavenging activity, in terms of IC50, of 18.25 \'mü\'g.mL-1, and Fe3+ reduction of 7.59 mmol Fe2+.g-1, values that are higher than the synthetic antioxidant BHT. The results of antioxidant activity evaluated by the ABTS radical-scavenging method showed that compound 1 (6.54 mmol TEAC.g-1) has activity similar to natural standards with known activity, such as quercetin and catechin. Using the nuclear magnetic resonance (NMR) technique we identified compound 1 as epicatechin-(2\'beta\'\'SETA\'O\'SETA\'7,4\'beta\'\'SETA\'6)-[epicatechin- (4\'beta\'\'SETA\'8)]-catechin and compound 2 as epicatechin-(2\'beta\'SETA\'O\'SETA7,4\'beta\'\'SETA\'8)-[epicatechin-(4\'beta\'\'SETA\'8)]- catechin-(4\'alfa\'\'SETA\'8)-epicatechin, both belonging to the proantocianidin class. The results obtained in the present study showed that the agroindustrial by-products analyzed are rich in phenolic compounds with high antioxidant activity and, therefore, should be more explored by food and pharmaceutical industries

Tesis por compendio / [ES] La investigación de la presente Tesis doctoral busca estudiar la respuesta del consumidor a productos enriquecidos en fibra mediante la incorporación de subproductos de la industria alimentaria.Se estudió el interés de los consumidores uruguayos en diferentes mejoras nutricionales, el tipo de elaboración y cómo ha cambiado en los últimos diez años. Los resultados muestran que la respuesta de los consumidores es distinta dependiendo del tipo de queso. Solo en el queso untable, hay interés en la reducción de grasa. Respecto a los cambios con el tiempo, se observó para el queso semi-blando, un aumento en el interés por la elaboración artesanal. Se estudió el uso de distintos subproductos como ingredientes en el enriquecimiento en fibra de productos de consumo habitual. Se trabajó con el descarte de la producción de jugo de arándanos. Este se transformó en una harina y se incorporó a la formulación de galletas. Las expectativas de los consumidores al observar la etiqueta de esta galleta fueron tan buenas como una galleta sin fibra. Sin embargo, cuando la probaron sin tener información les gustó menos que la galleta sin fibra, pero al conocer que era rica en fibra aumentó su aceptabilidad ligeramente. Por lo tanto, aunque les interesan las galletas ricas en fibra, no están dispuestos a comprometer aspectos hedónicos por atributos saludables. El segundo subproducto estudiado fue el generado durante la producción de jugo de manzana. La pulpa que se transformó en harina, se usó para el enriquecimiento en fibra de un bizcochuelo. Se estudió la respuesta de los consumidores al bizcochuelo enriquecido en fibra en presencia o no de la etiqueta con información "fuente de fibra" y "con fibra de manzana", comparativamente con un producto comercial sin fibra. Se evaluó la aceptabilidad y los motivos por los que lo compraría o no. Los resultados indican que la aceptabilidad del bizcochuelo enriquecido en fibra aumentó significativamente con la información, lo que indica que además de la declaración "fuente de fibra", la indicación del origen de la fibra "con fibra de manzana" aumenta la aceptabilidad que el consumidor percibe de estos productos. Como tercer subproducto se utilizó el residuo de la industria cervecera, BSG (brewery spent grain). Se desarrollaron tres productos (pan, pasta y leche chocolatada) enriquecidos con fibra mediante la adición de BSG. Se evaluó el impacto del enriquecimiento de la fibra en las características sensoriales, la aceptabilidad y la intención de compra de los consumidores y luego en las emociones que el producto transmitía. La incorporación de fibra en los tres productos tuvo impacto significativo en las características sensoriales. Estas afectaron de forma distinta a la aceptabilidad y a la intención de compra dependiendo del producto. En lo que respecta a las emociones, se puede percibir una ambivalencia según los diferentes productos enriquecidos dependiendo si la fibra es percibida o no. Cuando la detectan se sienten más confiados en consumir el producto y con menos culpa. Por lo tanto, las características sensoriales que el consumidor percibe asociado a la fibra puede, en algunos productos, aumentar la intención de compra del consumidor y hacerle sentir mejor.Se estudió el efecto de la forma de comunicación del enriquecimiento de BSG en la respuesta del consumidor a hamburguesas de carne y si dependía de la marca comercial. Se consideraron tres marcas (una líder, una de bajo precio y una artesanal) y utilizando su empaque original se diseñaron tres etiquetas incluyendo diferente tipo de información y un símbolo representando sustentabilidad. La marca fue el único factor estudiado que afectó la intención de compra y sin embargo el tipo de información no tuvo efecto. Por todo lo obtenido podemos decir que es posible utilizar subproductos de la industria alimentaria como ingredientes para enriquecer nutricionalmente otros alimentos. / [CA] La investigació de la present Tesi doctoral busca estudiar la resposta del consumidor a productes enriquits en fibra per mitjà de la incorporació de subproductes de la indústria alimentaria.Se va estudiar l'interés dels consumidors uruguaians en diferents millores nutricionals, el tipus d'elaboració i com ha canviat en els últims deu anys. Els resultats mostren que la resposta dels consumidors és distinta depenent del tipus de formatge. Només en el formatge untable, hi ha interés en la reducció de greix. Respecte als canvis amb el temps, es va observar per al formatge semi-blando, un augment en l'interés per l'elaboració artesanal. Es va estudiar l'ús de distints subproductes com a ingredients en l'enriquiment en fibra de productes de consum habitual. Es va treballar amb el descart de la producció de suc de nabius. Este es va transformar en una farina i es va incorporar a la formulació de galletes. Les expectatives dels consumidors a l'observar l'etiqueta d'esta galleta van ser tan bones com una galleta sense fibra. No obstant això, quan la van provar sense tindre informació els va agradar menys que la galleta sense fibra, però al conéixer que era rica en fibra va augmentar la seua acceptabilitat lleugerament. Per tant, encara que els interessen les galletes riques en fibra, no estan disposats a comprometre aspectes hedònics per atributs saludables. El segon subproducte estudiat va ser el generat durant la producció de suc de poma. La polpa que es va transformar en farina, es va usar per a l'enriquiment en fibra d'un bizcochuelo. Es va estudiar la resposta dels consumidors al bizcochuelo enriquit en fibra en presència o no de l'etiqueta amb informació;"fuente de fibra"; "con fibra de manzana";, comparativament amb un producte comercial sense fibra. Es va avaluar l'acceptabilitat i els motius pels quals ho compraria o no. Els resultats indiquen que l'aceptab. Com a tercer subproducte es va utilitzar el residu de la indústria cervesera, BSG (brewery spent grauet) . Es van desenrotllar tres productes (pa, pasta i llet xocolatada) enriquits amb fibra per mitjà de l'addició de BSG. Es va avaluar l'impacte de l'enriquiment de la fibra en les característiques sensorials, l'acceptabilitat i la intenció de compra dels consumidors i després en les emocions que el producte transmetia. La incorporació de fibra en els tres productes va tindre impacte significatiu en les característiques sensorials. Estes van afectar de forma diferent de l'acceptabilitat i a la intenció de compra depenent del producte. Pel que fa a les emocions, es pot percebre una ambivalència segons els diferents productes enriquits depenent si la fibra és percebuda o no. Quan la detecten se senten més confiats a consumir el producte i amb menys culpa. Per tant, les característiques sensorials que el consumidor percep associat a la fibra pot, en alguns productes, augmentar la intenció de compra del consumidor i fer-li sentir mejor.Se va estudiar l'efecte de la forma de comunicació de l'enriquiment de BSG en la resposta del consumidor a hamburgueses de carn i si depenia de la marca comercial. Es van considerar tres marques (una líder, una de baix preu i una artesanal) i utilitzant el seu prestància original es van dissenyar tres etiquetes incloent diferent tipus d'informació i un símbol representant sustentabilidad. La marca va ser l'únic factor estudiat que va afectar la intenció de compra i no obstant això el tipus d'informació no va tindre efecte. Per tot allò que s'ha obtingut podem dir que és possible utilitzar subproductes de la indústria alimentària com a ingredients per a enriquir nutricionalment altres aliments. / [EN] The main focus of this work is studying the consumer's response to fibre enriched products by incorporating by-products from the food industry. The interest of Uruguayan consumers in different nutritional improvements and the method of preparation was studied. In the last decade, products with extra benefits have become much more common in the market, and the variation of this interest in recement years was also studied. The results show that the response of consumers is different depending on the type of cheese. Only in spreadable cheese, there is a certain degree of interest only in the reduction of fat. Regarding the changes over time, an increase in interest in artisanal production was observed for semi-soft cheese. Contrary to expectations, there was no increase in consumer interest for any of the nutritional improvements. The use of different by-products as ingredients for the fibre enrichment of products of habitual consumption was studied. The first by-product used was the residue from the blueberry juice production. This was transformed into a flour and incorporated into the cookie. The hedonic consumer expectations for this cookie when looking at the label were as good as a non-fibre cookie. However, when they tasted it without information, they liked it less than the non-enriched cookie, although knowing that it was rich in fibre increased its acceptability slightly. Therefore, while consumers are interested in high fibre cookies, they are not willing to compromise hedonic aspects for healthy attributes. The second by-product studied was the one generated during the production of apple juice. This pulp that was transformed into flour and used for the fibre enrichment of a sponge cake. The response of consumers to the fibre enriched sponge cake was studied with and without information on the label ("source of fibre" and "with apple fibre") in comparison with a commercial product. Product's acceptability were studied. The results show that the acceptability of the fibre enriched sponge cake increased significantly with the information, indicating that in addition to the claim "source of fibre", knowing the of origin of the fibre "with apple fibre" increases the acceptability that the consumer perceives. The third by-product used was the residue from the brewing industry, BSG (brewery spent grain). Three different products were developed (bread, pasta and chocolate milk) enriched with fibre by adding BSG. First, the impact of fibre enrichment on sensory characteristics, acceptability and purchase intention of consumers was evaluated. Finally, the effect of the products on the emotions of the consumers was studied. The incorporation of fibre in the three products had a significant impact on the sensory characteristics. However, these affected acceptability and purchase intention differently depending on the product. Regarding emotions, an ambivalence can be perceived in what is generated by the different enriched products depending on whether the fibre is perceived or not. When they detect it, they feel more confident in consuming the product and with less guilt. Therefore, the sensory characteristics that the consumer perceives associated with fibre can, in some products, not only increase the consumer's purchase intention but also make them feel better. The effect of the way to communicate the BSG enrichment on the consumer's response to meat burgers, and whether it depended on the commercial brand was studied. Three brands were considered (one leading, one low-priced and one artisanal) and using their original packaging, three labels were designed including different types of ways of conveying the information and a symbol representing sustainability. The brand was the only factor studied that affected purchase intention, and the way used to convey the information had no effect. In conclusion, it is possible to use by-products from the food industry as ingredients to nutritionally enrich other foods. / The financial support of Generalitat Valenciana (Project Prometeo 2017/189) and LATU, Uruguay for Arcia’s stay at IATA, are all gratefully acknowledged. / Curutchet González, A. (2021). Uso de subproductos de la industria agroalimentaria como fuente de fibra. Respuesta de los consumidores [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/180385 / TESIS / Compendio