Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-06-14T09:45:18Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3806262 bytes, checksum: 7171ac96932a9b0129a753982c0a71da (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-14T09:45:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3806262 bytes, checksum: 7171ac96932a9b0129a753982c0a71da (MD5) Previous issue date: 2011-11-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo geral do presente estudo foi verificar a influência das trocas gasosas e do enriquecimento com CO 2 na propagação in vitro de Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen (Amaranthaceae). Neste estudo foram utilizados como explantes segmentos nodais, a partir de culturas-estoque de vitroplantas de fáfia, mantidas sob subcultivos mensais. Foram avaliadas características relacionadas ao crescimento, aspectos anatômicos da folha, pigmentos fotossintéticos, teor de β-ecdisona (20E), atividade da Rubisco, amido, fenóis e açúcares. O primeiro capítulo teve como objetivo avaliar a influência da atmosfera ambiente e enriquecida com CO 2 (360 ou 720 μmol mol -1 de CO 2 ), vedação do recipiente de cultura e presença ou não de sacarose no meio de cultura durante o crescimento e desenvolvimento de explantes nodais de P. glomerata. Todas as características de crescimento das vitroplantas de fáfia aumentaram em condições de elevação de CO 2 . Nessas condições de atmosfera enriquecida com CO 2 foram produzidas vitroplantas de P. glomerata com características desejáveis para produção clonal massal, sendo uma alternativa para o estabelecimento de plantios comerciais que visem uniformidade e objetivem a produção de 20E para suprir a demanda industrial. A menor perda relativa de água das folhas oriundas de vitroplantas cultivadas em meio de cultura com ou sem sacarose e em condição de elevação de CO 2, mostra que um sistema fotoautotrófico ou fotomixotrófico com enriquecimento de CO 2 é atrativo para a aplicação na produção comercial massal de mudas dessa espécie, possivelmente reduzindo as perdas que ocorrem durante a aclimatização ex vitro, devido à desidratação das vitroplantas. O segundo capítulo teve como objetivo comparar a eficiência de novos tipos alternativos de membranas para vedação com as membranas MilliSeal ® , sobre a morfogênese e crescimento in vitro de fáfia. Dentre as membranas testadas, foi possível selecionar uma que mostrou características desejáveis para um sistema de propagação in vitro de plantas em larga escala, pois, aumentou o crescimento das vitroplantas de fáfia e apresenta custo unitário reduzido em comparação com membranas comercializadas atualmente. No terceiro capítulo é relatado o uso de substrato poroso combinado com o enriquecimento da atmosfera com CO 2 . Todas as características de crescimento das vitroplantas cultivadas em condições de elevação de CO 2 e em Florialite ® aumentaram. Em atmosfera enriquecida com CO 2 foram produzidas plantas de P. glomerata com alto acúmulo de biomassa e de 20E e apresentando alterações ultraestruturais. O presente estudo mostra que um sistema fotoautotrófico com enriquecimento de CO 2 pode ser atrativo para a aplicação na produção massal de mudas de fáfia ou ainda, para a produção de biomassa de fáfia com teor elevado de β-ecdisona. / The overall objective of this study was to investigate the influence of gas exchange and CO 2 enrichment on the in vitro propagation of Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen (Amaranthaceae). Nodal segments from Pfaffia vitroplants maintained by monthly subculture were used as explants. Characteristics related to growth, leaf anatomy, photosynthetic pigments, β-ecdysone (20E) content, Rubisco activity, starch, phenols and sugars were evaluated. The objective of the first chapter was to evaluate the influence of the ambient atmosphere and the atmosphere enriched with CO 2 (360 or 720 μmol mol -1 CO 2 ), the closure system of culture vessels and presence or absence of sucrose in the culture medium during growth and development of Pfaffia nodal explants. All growth characteristics of Pfaffia vitroplants increased under high CO 2 . Under conditions of CO 2 -enriched atmosphere, P. glomerata vitroplants were produced with good characteristics for clonal mass production, which is an alternative for the establishment of homogeneous commercial plantations aiming to the production of 20E to meet the industrial demands. The low relative water loss from leaves of vitroplants grown in culture medium with or without sucrose and high CO 2 , shows that a photoautotrophic or photomixotrophic system with CO 2 enrichment is beneficial for mass production of seedlings of this species, possibly reducing losses during acclimatization due to dehydration of vitroplants. The second chapter aimed to compare the effectiveness of new alternative types of membranes for closure with the MilliSeal ® membrane on the growth and morphogenesis in vitro of Pfaffia. Among the membranes tested, the M3 showed the desirable characteristics for a system of large-scale in vitro propagation of plants, because it increased the growth of Pfaffia vitroplants and has reduced unit cost compared with currently marketed membranes. The third chapter reports on results obtained using porous substrates combined with atmosphere CO 2 enrichment. Vitroplants grown under high CO 2 and Florialite ® had all growth characteristics increased. Seedlings of P. glomerata produced in CO 2 -enriched atmosphere had high accumulation of biomass and 20E and showed ultrastructural alterations. The present study shows that a photoautotrophic system with CO 2 enrichment can be beneficial for either mass production of Pfaffia seedlings or the production of Pfaffia biomass with high 20E content. / Tese antinga

Orientadores: Maria Angela de Almeida Meireles, Diego Tresinari dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-22T11:14:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vardanega_Renata_M.pdf: 2211548 bytes, checksum: 6075d57c9fcfd91ae66badca9ff3939a (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Espécies do gênero Pfaffia (Amaranthaceae) têm sido comercializadas como substitutas para Panax (ginseng, Araliaceae) e em função da morfologia similar de suas raízes são popularmente conhecidas como ginseng brasileiro. Dentre as espécies de Pfaffia conhecidas, a Pfaffia glomerata é a mais importante, uma vez que esta é a única que possui o composto ?-ecdisona, o qual representa a saponina de maior interesse desta planta, devido a seus efeitos terapêuticos. Atualmente, cápsulas contendo extratos de P. glomerata são comercializadas sob indicação de auxiliar da memória e tônico. Além destas indicações, as raízes desta planta apresentam teores expressivos de saponinas (10-17%), o que faz com que o extrato das raízes de P. glomerata apresente um grande potencial para aplicação como emulsificante/surfactante. Comercialmente, extratos de P. glomerata são obtidos por percolação em leito fixo, no entanto, com baixos rendimentos. O objetivo deste estudo foi obter um extrato de ginseng brasileiro (P. glomerata) rico em saponinas empregando o processo de extração por percolação a baixa pressão, o qual é um processo de extração já estabelecido comercialmente, sob a assistência do ultrassom, que vem se destacando como uma técnica emergente na melhoria de processos de extração. Deste modo, as variáveis resposta estudadas foram o rendimento global de extração (X0) e as propriedades emulsificantes/surfactantes dos extratos obtidos: Índice de emulsificação (E24) e redução da tensão superficial da água (RTSA); os parâmetros avaliados foram: método de extração (percolação, PE; percolação assistida por ultrassom durante toda extração, PEU; percolação assistida por ultrassom durante o início da extração, PEUI e percolação assistida por ultrassom com pulsos, PEUP), temperatura (40 e 60°C) e solventes (água; etanol:água [35:65, v/v]; etanol:água [70:30, v/v], isopropanol:água [35:65, v/v] e isopropanol:água [70:30, v/v]). As condições de extração que proporcionaram maiores valores de X0 (62,8%), E24 (54,4%) e RTSA (36,3%) foram água, 60°C, PEUP; isopropanol:água (70:30, v/v), 60°C, PEUP e isopropanol:água (70:30, v/v), 60°C, PEUI, respectivamente. Estas condições foram selecionadas para estudo cinético e obtenção de parâmetros cinéticos ajustados que mostraram que, quando água foi empregada como solvente de extração sob ultrassom, obteve-se a maior recuperação de extrato com menor tCER (período de taxa de extração constante). Portanto, a condição de extração com água, 60°C, PE, representa a condição ótima em termos de rendimento. Ainda, realizou-se a quantificação do teor de ?- ison nos xtr tos o ti os n s in ti s on o t v -s -14% (base seca) de ?-ecdisona nos extratos das raízes de P. glomerata. A condição de extração que proporcionou os extratos com maior teor de ?-ecdisona foi a isopropanol:água (70:30), 60°C, PEUI, comprovando a maior seletividade de extração da mistura de solventes isopropanol:água (70:30, v/v), já que este foi também o solvente que apresentou extratos com maiores propriedades surfactantes. Portanto, pode-se concluir que ao final deste estudo, ao empregar o método de percolação em leito fixo assistida por ultrassom no início da extração utilizando isopropanol:água (70:30) como solvente de extração a 60°C, obteve-se uma condição de extração otimizada que fornece extratos das raízes de P. glomerata com alta recuperação de compostos bioativos / Abstract: Species of the genus Pfaffia (Amaranthaceae) have been commercialized as substitute to Panax (ginseng, Araliaceae). Due to the similar morphology of its roots to those of ginseng, they are popularly known as Brazilian ginseng. Among the species of Pfaffia, the P. glomerata is the most important because it is the only one that contains ?- ecdysone; which is the most important saponin from this plant due their therapeutic effects. Nowadays, capsules containing P. glomerata roots extracts are commercialized under indication to of improving the memory and as a tonic. Besides these indications, the P. glomerata roots exhibit expressive saponins content (10-17%); therefore, its extract can potentially be used as an emulsifier/ surfactant. Commercially, P. glomerata roots extracts are obtained by low-pressure solvent extraction in fixed bed extractors, however, with low yields. The aim of this study was to obtain an extract from Brazilian ginseng roots (P. glomerata) rich in saponins applying the process of low-pressure solvent extraction, which is an extraction process commercially established, assisted by ultrasound ; ultrasound assisted extraction is an emerging technique used to improve extraction process. The effects of the following parameters were evaluated on the overall extraction yield (X0) and surfactant properties (Emulsification index, E24 and reduction of water surface tension, RTSA) of P. glomerata roots extracts: extraction method (percolation, PE; ultrasound assisted percolation during the entire process, PEU; ultrasound assisted percolation at the beginning of the process, PEUI and ultrasound assisted percolation with pulses, PEUP), temperature (40 and 60°C) and extracting solvents (water, ethanol:water [35:65], ethanol:water [70:30], isopropanol:water [35:65] and isopropanol:water [70:30]). The extraction conditions that provided higher values to X0 (water, 60°, PEUP), E24 (isopropanol:water [70:30], 60°C, PEUP) and RTSA (isopropanol:water [70:30], 60°C, PEUI) were selected for the kinetic study; the kinetic parameters were estimated fitting the experimental data to a linear spline with 3 straight lines. The kinetic parameters showed that when water was used as extracting solvent assisted by ultrasound, the higher extract recovery was obtained with the shortest tCER (constant extraction rate period). Therefore, the extraction condition with water, 60°C, PEUP is the optimum condition with respect to the X0. The content of ?-ecdysone was evaluated on the extracts obtained from kinetic study. The content of ?-ecdysone in the P. glomerata roots xtr ts w r -14% (dry base, d.b.). The extraction condition that provided the higher extraction of ?-ecdysone was that using isopropanol:water [70:30], 60°C, PEUI; the extracts with the best surfactant properties were obtained in this extracting condition . Therefore, it was concluded that applying ultrasound at the beginning of process using IsoC3OH:water (70:30) as extracting solvent at 60°C, was the optimized extraction condition to obtain extracts from P. glomerata roots / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestra em Engenharia de Alimentos