Orientador: Glaucia Maria Pastore / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-12T12:18:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Uenojo_Mariana_D.pdf: 2764894 bytes, checksum: 38b1ea67ce218c94d06430864b61f8fa (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Carotenóides são importantes constituintes dos alimentos, conferem coloração característica, e seus produtos de degradação podem levar à formação de compostos de aromas importantes nos alimentos. Compostos de aromas derivados de carotenóides, pertencentes à classe dos noroisoprenóides, estão amplamente distribuídos na natureza. Devido ao seu alto potencial aromático, são de grande interesse para as indústrias de aromas e fragrâncias. No entanto, a ocorrência de compostos noroisoprenóides nas fontes naturais está restrita a quantidades traços, dificultando a extração, elevando os custos para sua obtenção. Um processo alternativo para se obter compostos de aromas de 13 carbonos derivados de b-caroteno é sua biotransformação utilizando-se microrganismos. Exemplos desses compostos são b-ionona e b-damascenona, responsáveis pelas fragrâncias de algumas flores e constituintes dos aromas de chá, rosas, tabaco e de frutas como uvas, marmelo, carambola e tomate. Neste trabalho, 343 microrganismos previamente isolados foram selecionados pelo método da placa de acordo com sua capacidade de degradar carotenóides presentes no meio sólido; 84 cepas foram selecionadas de acordo com sua capacidade de produção de aromas, e destas, 15 linhagens apresentaram descritores e intensidades de aromas de interesse, segundo um painel não treinado de provadores, sendo selecionadas e submetidas à fermentação submersa para produção de compostos aromas derivados de b-caroteno presente no meio de cultura. Os compostos b-ionona, b-damascona e pseudoionona foram detectados e quantificados. A b-ionona foi o principal produto obtido da degradação de b-caroteno, encontrado em maiores concentrações nas linhagens CS1 e CS13 em 120 h de fermentação em meio de cultura sem pré-inóculo. A linhagem CF9 apresentou a maior concentração do composto em 24 h de fermentação em meio de cultura com pré-inóculo. Compostos como 1,1,6-trimetil-1,2,3,4-tetraidronaftaleno (TTN) e apocarotenóides (aldeídos ou cetonas), formados aparentemente da clivagem da parte central do carotenóide, também foram detectados / Abstract: Carotenoids are important constituents of foods. Due to their color and the fact that their degradation leads to the production of aroma compounds, they play a role in the sensorial properties of foods products. Natural volatile compounds derived from carotenoids are widely distributed. Due to their often low flavor thresholds, many of them are highly potent aroma compounds of great interest for the flavor and fragrance industries. The occurrence of noroisoprenoids in natural sources is restricted to trace amounts and extraction has turned out to be costly. Thus, biotechnological processes have been used. Several compounds with aroma properties have been isolated as result of microbial transformations. Examples are the flowery smelling C13-compounds b-ionone and b-damascenone responsible for the fragrance of some flowers, constituting an essential part of tea, roses, tobacco aromas and fruit as grapes, quince, star fruit and tomato. In this work, 343 microorganisms previously isolated with potential to biotransformation b-carotene presented in the culture medium were selected by plate method; 84 microorganisms presented capacity to produce aroma compounds and 15 strains were selected according to a non-trained panel listing to produce b-carotene derived aroma compounds. b-Ionone, b-damascone, and pseudoionone were detected. The b-ionone was the major compound; it was produced by strains CS1 and CS13 in the highest concentrations at 120 hour-fermentation when cultured in medium without pre-inoculation and the strain CF9 was the main producer of b-ionone in the medium with pre-inoculation at 24 hour-fermentation. Other compounds as 1,1,6-trimethyl-1,2,3,4-tetrahydronaphthalen (TTN) and irregular terpenoids apparently derived from the central part of the carotenoid chain, were detected / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador: Adriana Zerlotti Mercadante / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-25T12:01:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bentes_AdriadeSousa_D.pdf: 1114101 bytes, checksum: 01c7b622801719d19ba492f29a102dc1 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A ingestão de alimentos ricos em compostos bioativos, tais como iridoides, compostos fenólicos e carotenoides, está relacionada à redução do risco de desenvolvimento de doenças crônico-degenerativas. Para identificar as melhores fontes destes compostos é necessário o desenvolvimento de métodos adequados de extração que preservem a composição original da amostra. Os perfis de iridoides e de ácidos clorogênicos do endocarpo e do mesocarpo de jenipapo (Genipa americana L.) foram determinados nos estádios de maturação verde e maduro. Foram identificados ao todo, 17 compostos por HPLC-DAD-MSn (14 iridoides e 3 compostos fenólicos). O geniposídeo foi o composto majoritário encontrado no jenipapo verde, tanto no endocarpo quanto no mesocarpo. No jenipapo maduro, a genipina-gentiobiosídeo foi o composto majoritário encontrado no endocarpo. O teor de iridoides encontrado no jenipapo maduro reduziu mais de 90% em relação ao jenipapo verde. Esta grande redução nos teores de geniposídeo que ocorre com a maturação, pode explicar a não formação de pigmento azul no jenipapo maduro. Não foram detectados compostos fenólicos no jenipapo maduro. Uma nova metodologia de extração assistida por micro-ondas (MAE) para compostos fenólicos foi desenvolvida utilizando laranja cv. Pera [Citrus sinensis (L.) Osbeck], com diferentes teores de umidade: congelada e seca. O método MAE otimizado consistiu nos seguintes parâmetros: massa de 2,0 g para amostra congelada e de 0,2 g para amostra liofilizada, razão metanol:água de 8:2, volume de solvente de 25 mL, rampa de 30 s para atingir a temperatura de 50 °C, mantida por 10 min, utilizando como potência máxima 400 W e agitação de 200 rpm, seguido por um período de resfriamento de 10 minutos. Não houve diferença (P > 0,05) entre os teores de compostos fenólicos totais obtidos para ambas as amostras pelo novo método. Além disso, a MAE não provocou alterações no perfil de compostos fenólicos da amostra. O método de MAE desenvolvido apresentou ótima repetibilidade (RSD < 5%) e boa recuperação (> 92 %); foi 2,5 vezes mais rápido, consumiu 75 % menos solvente e utilizou metade da massa de amostra em relação à SLE, além de permitir a extração de várias amostras simultaneamente. Uma nova metodologia para extração de carotenoides foi desenvolvida. Para isso, três formas de extração foram avaliadas: MAE, agitação magnética e extração tradicional por maceração, utilizando manga cv. Haden (Mangifera indica L.) liofilizada como matriz. Além disso, também foi avaliada a eficiência de extração dos solventes acetona e da mistura acetato de etila:metanol (1:1 v/v). Os teores de carotenoides totais obtidos com acetato de etila:metanol foram superiores (P < 0,05) aos obtidos com acetona em todos os métodos avaliados. A comparação dos resultados obtidos pelos diferentes métodos mostrou que as micro-ondas não exerceram influência na extração, e também não provocaram alterações no perfil de carotenoides da amostra. Assim, o método utilizando apenas agitação magnética foi escolhido para ser validado utilizando os seguintes parâmetros: 0,2 g de amostra, 20 mL de acetato de etila:metanol, 200 rpm por 5 min a temperatura ambiente. O novo método apresentou elevada precisão (RSD < 3%) e exatidão (recuperação entre 101 % e 109 %). Além disso, o método foi cerca de 20 vezes mais rápido, consumiu 80 % menos amostra e 67 % menos solvente, quando comparado à extração por maceração / Abstract: The intake of foods rich in bioactive compounds, such as iridoids, phenolic compounds and carotenoids, is related to the decreased risk of chronic degenerative diseases. To identify the best sources of these compounds is necessary to develop efficient quantitative extraction methods which are able to preserve the original composition of the sample. The composition of iridoids and chlorogenic acids from endocarp and mesocarp of unripe and ripe genipap (Genipa americana L.) were determined by HPLC-DAD-MSn and a total of 17 compounds were identified (14 iridoids and 3 phenolic compounds). Geniposide was the major compound in both the endocarp and the mesocarp of unripe genipap, while genipin-gentiobioside was the major one in the endocarp of ripe genipap. A reduction above 90 % of the iridoid content was observed in ripe genipap in comparison with the unripe fruit. The large reduction in the levels of geniposide that occurred during ripening could explain the lack of formation of blue pigment in the ripe genipap. No phenolic compounds were detected in ripe genipap. A new microwave-assisted extraction (MAE) method for the extraction of phenolic compounds was developed and validated using orange cv. Pera [Citrus sinensis (L.) Osbeck] in physical states with different moisture contents: frozen and dried. The optimized MAE method consisted of the following parameters: 2.0 g of frozen sample or 0.2 g of lyophilized sample; methanol:water ratio of 8:2; solvent volume of 25 mL; microwave program: 30 s ramp to reach 50 °C, this temperature was maintained for 10 min using the maximal power of 400 W; and 200 rpm of agitation, followed by a cooling period of 10 min. No differences were found (P > 0.05) between the total phenolic contents of both liophilized and fresh samples using the new MAE method. In addition, MAE did not cause any alterations in the phenolic compound profile. The MAE method developed showed excellent repeatability (RSD < 5%) and good recovery (> 92 %). It was 2.5 faster than SLE; consumed 75 % less solvent and used half the mass of sample when compared with SLE. In addition, MAE allows the simultaneous extraction of several samples. A new methodology for the extraction of carotenoids was developed. For this purpose, three methods of extraction were evaluated using lyophilized mango cv. Haden (Mangifera indica L.) as food matrix: MAE, magnetic stirring and conventional extraction by maceration. In addition, the extraction efficiency of the solvents acetone and a mixture of ethyl acetate:methanol (1:1 v/v) was also evaluated. The contents of total carotenoids obtained with ethyl acetate:methanol were higher (P < 0.05) than those obtained with acetone in all the methods evaluated. The comparison of the results obtained from the different methods showed that the microwaves did not influence the carotenoid extraction and did not significantly change the profile of carotenoids of the sample. Therefore, the method using only magnetic stirring was chosen to be validated using the following parameters: 0.2 g of sample, 20 mL of ethyl acetate:methanol, 200 rpm for 5 min at room temperature. The new method for carotenoid extraction showed high precision (RSD < 3%) and accuracy (recoveries between 101 % and 109%). Moreover, the new method was almost 20 times faster, consumed 80% less sample and 67% less solvent than to the conventional extraction by maceration / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutora em Ciência de Alimentos

Orientadores: Adriana Zerlotti Mercadante, Fabio Marcio Squina / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-25T13:26:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mandelli_Fernanda_D.pdf: 50728289 bytes, checksum: 659e38d75c97749e6177d608199540ba (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Espécies reativas de oxigênio (ERO) e nitrogênio (ERN) são geradas dentro das células pela exposição a agentes endógenos e exógenos, estas espécies, quando em níveis normais, encontram-se envolvidas na produção de energia, regulação do crescimento celular, sinalização intercelular e síntese de substâncias biológicas importantes. Por outro lado, se produzidas em excesso, podem provocar oxidação lípidica, de proteínas ou do DNA causando o que conhecemos por estresse oxidativo. Para combater o excesso de espécies reativas, os organimos produzem moléculas antioxidantes tais como os carotenoides e enzimas como superóxido dismutase e catalase. No entanto, é difícil apontar as estratégias de adaptação dos micro-organismos em resposta a diferentes condições de estresse através do estudo individual de moléculas produzidas. Diante do exposto, esta pesquisa teve por objetivo elucidar o genoma, proteoma e transcriptoma bem como a produção de carotenoides da bactéria termófila Thermus filiformis quando submetida à algumas condições de cultivo: presença e ausência de H2O2 e temperatura de crescimento abaixo (63 ?C) e acima (77 ?C) do seu ótimo (70 ?C). Para tanto, o genoma e transcriptoma foram analisados com o emprego de tecnologias de sequenciamento de última geração e ferramentas computacionais, e a proteômica e os carotenoides foram caracterizados por cromatografia líquida e espectrometria de massas. Além disso, devido à conhecida capacidade antioxidante e alto potencial de aplicabilidade na indústria farmacêutica, cosmética e de formulação de alimentos, foi feita a clonagem, expressão e caracterização da enzima superóxido dismutase de Thermus filiformis (TfSOD). A TfSOD apresentou atividade enzimática utilizando como cofator tanto manganês quanto ferro e termoestabilidade a até 80 ?C. O sequenciamento de DNA produziu um total de 9.680.471 reads pareados e uma montagem com n50 = 85,2Kb, n90 = 17,1kb, contig de maior tamanho com 275,5kb e um tamanho total de 2,46MB. A predição genética resultou em 2.403 genes codificadores de proteínas. Na análise de transcriptoma, 97,1% dos genes codificadores de proteínas preditos apresentaram expressão com valores detectáveis de RSEM (RNA-Seq by Expectation-Maximization). Através da análise do transcriptoma foram identificados 37% e 5,86% dos genes diferencialmente expressos (p-valor<0,05) nos ensaios com diferentes temperaturas e com e sem adição de H2O2, respectivamente. Através da análise do proteoma, no ensaio com diferentes temperaturas, foi encontrado um total de 27,7% proteínas diferencialmente expressas com um FDR (False Discovery Rate) < 0,05%, sendo 20% significativamente diferentes (p-valor<0,05, teste T) e, no ensaio com e sem adição de H2O2, um total de 28,3% com um FDR < 0,05%, sendo 6% significativamente diferentes (p-valor<0,05, teste T). Algumas diferenças foram observadas na produção de carotenoides de acordo com cada condição de cultivo. Quanto ao perfil de carotenoides, nas condições a 70 ?C e a 77 ?C os carotenoides majoritários foram termozeaxantina-15 e termozeaxantina-13, enquanto que para condição a 63 ?C foram termozeaxantina-15 e zeaxantina livre. A amostra cultivada a 70 ?C sem adição de H2O2 apresentou a maior quantidade de carotenoides totais (1.516 ?g/g), por outro lado o extrato rico em carotenoides que apresentou maior capacidade de desativação do radical peroxila (50,5) foi o da amostra com adição de H2O2. Os resultados do presente estudo mostram que os principais processos afetados pela mudança de temperatura e adição de peróxido de hidrogênio foram: catabolismo, transcrição e tradução de proteínas. Observou-se também que a alteração na temperatura teve uma maior influencia na expressão diferencial de genes e proteinas do que a adição de peróxido. Através das análises do trancriptoma e do proteoma de T. filiformis foram identificadas enzimas termo-estáveis com potencial de aplicação industrial, como por exemplo alfa-amilases, alfa-galactosidases e esterases. Além disso, o extrato rico em carotenoides dessa bactéria apresentou capacidade de desativar o radical peroxila superior à capacidade de extratos de frutas e até mesmo de padrões de carotenoides / Abstract: Reactive oxygen (ROS) and nitrogen (RNS) species are produced in the cells by exposure to endogenous and exogenous agents, these species, when at normal levels, are involved in energy production, cell growth regulation, intercellular signaling and synthesis of important biological substances. On the other hand, if overproduced, can cause lipid, protein and DNA oxidation, leading to what is known as oxidative stress. To combat excessive reactive species, organisms produce antioxidant molecules such as carotenoids and enzymes such as superoxide dismutase and catalase. However, it is difficult to point out the adaptation strategies of microorganisms in response to different stress conditions through the study of individual molecules. Therefore the aim of this research was to elucidate the genome, proteome and transcriptome, as well as the carotenoid production of Thermus filiformis when submitted to the some cultivation conditions under stress: without and with hydrogen peroxide and temperature below (63 ?C) and above (77 ?C) the optimum (70 ?C). In order to achieve this aim, the genome and transcriptome were analyzed using next generation technology and computational tools, and proteome and carotenoids were characterized by liquid chromatography and mass spectrometry. Moreover, due to its known antioxidant capacity and potential application on pharmaceutical, cosmetics and food formulations, a superoxide dismutase from Thermus filiformis (TfSOD) was cloned, expressed and characterized. The TfSOD showed cambialistic characteristics, once it had enzymatic activity with either manganese or iron as cofactor and thermostability until 80 ?C. The DNA sequencing produced a total of 9,680,471 paired reads and the produced assembly had an n50 = 85.2Kb, n90 = 17.1kb, the largest contig size = 275.5kb and total size of 2.46MB. Gene prediction resulted in 2,403 protein coding genes. In the transcriptome analysis, 97.1% of predicted protein coding genes showed detectable expression with RSEM values (RNA-Seq by Expectation-Maximization). Through the computational analysis of T. filiformis transcriptome 37% and 5.86% of the genes significantly different (p-value < 0.05) in the assays with different temperatures and with and without H2O2 were identified, respectivelly. In the total proteome analysis a total of 27.7% proteins were differentially expressed with a FDR (False Discovery Rate) < 0.05%, being 20% significantly different (p-value < 0.05, T-test) in the temperature assay and 28.3% proteins with a FDR (False Discovery Rate) < 0.05%, being 6% significantly different (p-value < 0.05, T-test) in the H2O2 assay. Some changes were observed in the carotenoid production according to the cultivation condition. Regarding to the carotenoid profile, the major carotenoids under conditions at 70 ?C (without and with H2O2) and at 77 ?C were thermozeaxanthin-15 and thermozeaxanthin-13 while at 63 ?C were thermozeaxanthin-15 and free-zeaxanthin. The sample cultivated at 70 ?C without H2O2 showed the highest amount of total carotenoid (1516 ?g/g of dry mass), on the other hand the sample with the highest antioxidant capacity was the one cultivated at 70 ?C with H2O2. The carotenoid rich extract of all conditions studied showed a peroxyl scavenging capacity higher than those carotenoid rich extracts from some fruits and from some carotenoid standards, demonstrating the potential applicability of T. filiformis extracts in industry. The results of this study show that the main processes affected by temperature change and addition of H2O2 were: catabolism, transcription and protein translation. It was also observed that the change in temperature has greater influence on the differential expression of genes and proteins than the H2O2 addition. Through trancriptome and proteome analysis of T. filiformis thermostable enzymes have been identified with potential industrial applications, such as alpha-amylases, alpha-galactosidases and esterases. Moreover, the extract rich in carotenoids of this bacterium had a greater peroxyl radical scavenging capacity than the capacity of fruit extracts and even carotenoids standards / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutora em Ciência de Alimentos

Orientador: Maria Ângela de Almeida Meireles / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-23T09:18:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_LiaraMacedo_M.pdf: 5471478 bytes, checksum: 56cabaa48e87c46740a324d358f13217 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O consumo de produtos naturais e a demanda por tecnologias verdes estão crescendo a cada dia, então é imprescindível alcançar um processo viável de fabricação na indústria alimentícia para a produção de aditivos, tais como corantes naturais. O urucuzeiro (Bixa orellana L.) é uma planta nativa da América tropical, cujas sementes são cobertas por uma resina vermelha que contém como pigmento principal o carotenoide bixina. O objetivo deste trabalho foi obter de extratos contendo bixina a partir de sementes de Urucum desengorduradas com CO2 supercrítico. Com esse intuito foram feitas extrações com líquido pressurizado (PLE - Pressurized Liquid Extraction) usando etanol como solvente, variando as condições de temperatura, pressão e proporção solvente/matéria prima (S/F). Extrações com líquido a baixa pressão (LPSE ¿ Low Pressure Solvent Extraction) foram realizadas com etanol e água, variando as condições de temperatura e proporção solvente/matéria prima (S/F), usando ou não o ultrassom (banho ultrassônico de frequência 40 kHz). A composição química dos extratos foi analisada quanto ao teor de bixina, por método espectrofotométrico. PLE apresentou maior rendimento em 60°C e 10 MPa, com valores de 7,22 (%, b.s.) para rendimento global (X0), e 9,07 (%, b.s.) em rendimento de extração de bixina (RB). LPSE mostrou os melhores resultados com o uso de etanol como solvente a 40 °C assistido por ultrassom, com valores de 13,6 % (b.s.) para X0 e 31,6 % (b.s.) no BY, no entanto, a análise de variância indicou serem significativas as diferenças avaliadas somente para as variáveis temperatura e solvente. Então, finalmente, três condições foram selecionadas para o estudo cinético de extração usando o método LPSE com etanol como solvente: dois deles usando sementes desengorduradas, um a 60 °C e outro a 50 °C; e uma terceira extração usando sementes in natura a 60 °C para observar diferenças no rendimento de extração de bixina (sem empregar o ultrassom nessas cinéticas). O pré-tratamento (remoção da fração lipídica por SFE) das sementes facilitou a separação subsequente da bixina, com RB de aproximadamente 28 %, sem agitação ou atrito, simplesmente valendo-se de um sistema de extração com baixa pressão. Para auxiliar a interpretação dos resultados, algumas amostras de sementes de Urucum foram analisadas por MEV-Microscopia Eletrônica de Varredura. Muito embora o uso de banho ultrassônico não tenha afetado significativamente X0 e RB, as micrografias indicaram modificações na estrutura da matriz / Abstract: The consumption of natural products and the demand for green technologies is growing each day, so is a major concern to accomplish a viable manufacturing process in Food Industry for additives production, such as natural dyes. The annatto tree (Bixa orellana L.) is originally from American tropics, whose seeds are covered by a red resin that contains the main pigment, the bixin carotenoid. The aim of this study was to obtain extracts containing bixin from defatted annatto seeds by supercritical CO2. Extractions were performed with pressurized liquid (PLE - Pressurized Liquid Extraction), using ethanol as solvent and temperature, pressure and ratio solvent/raw material (S/F) as variables. Extractions at low pressure (LPSE ¿ Low Pressure Solvent Extraction) were also carried out, with ethanol and water, varying temperature, solvent/raw material (S/F) proportion and using or not using ultrasound (ultrasonic bath 40 kHz frequency). The spectrophotometric method was employed to quantify the amount of bixin. PLE showed higher yield at 60 °C and 10 MPa, with values of 7.22 (% d.b.) for overall yield (X0), and 9.07 (% d.b.) in bixin yield extraction (BY). LPSE showed better results when using ethanol as solvent at 40 °C assisted by ultrasound, with values of 13.6% (d.b.) to X0 and 31.6% (d.b.) in BY, however analysis of variance indicates significant differences only for temperature, and solvent. Thus, finally, three were the selected conditions for the kinetic extractions studies using LPSE method with ethanol as solvent: two of them using defatted seeds, one at 60 °C and the other at 50 °C; and a third extraction using in nature seeds at 60 °C for observing differences in bixin yield (without using the ultrasound for all these kinects). The pretreatment employed on seeds (removal of the lipid fraction by SFE) facilitated the subsequent separation of bixin resulting in a BY of approximately 28%, with no agitation or friction, simply applying an extraction system at low pressure. In order to assist the interpretation of results some samples of Annatto seeds were analyzed by SEM-Scanning Electron Microscopy. Even though the use of the ultrasonic bath had not significantly affected X0 and BY, the micrographs indicate changes in the vegetal matrix structure / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestra em Engenharia de Alimentos

Orientador: Delia Rodriguez-Amaya / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T01:25:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sentanin_MichelleAndriati_D.pdf: 945275 bytes, checksum: 8006d9bfad9ddd336494867a2761a66f (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Os carotenóides são corantes naturais, alguns dos quais são precursores de vitamina A. Desde a década passada, tem sido atribuído a estes compostos um importante papel na diminuição do risco de várias doenças degenerativas. Com estas funções vitais, a procura por fontes intensificou-se mundialmente. A produção biotecnológica de carotenóides específicos, utilizando bactérias, fungos e leveduras, vem despertando crescente interesse. O presente trabalho teve como objetivos otimizar a extração dos carotenóides de Rhodotorula glutinis, estimular a produção de carotenóides pela adição de ácido mevalônico, substituir o meio de cultivo por substrato de baixo custo e avaliar a estabilidade e degradação de toruleno. O capítulo 1 apresenta uma revisão bibliográfica sobre a biossíntese de carotenóides e a produção biotecnológica desses pigmentos nos últimos dez anos, destacando a produção por bactérias, algas e fungos. O segundo capítulo visa otimizar a extração dos carotenóides da levedura Rhodotorula glutinis e avaliar o efeito de diferentes concentrações de ácido mevalônico na produção de carotenóides. Por ser um precursor chave no caminho biossintético dos carotenóides em leveduras, este composto influenciou de modo significativo a produção dos pigmentos. Apesar da quantidade de biomassa não ter sido afetada, a produção de carotenóides totais aumentou em até 114% e o rendimento de toruleno e de b-caroteno aumentou 157% e 168%, respectivamente. O Capítulo 3 tem o intuito de baixar o custo de produção de carotenóides pela levedura em estudo, através da substituição do meio de cultura usual YM por um residuo da industria da mandioca, a manipueira, substrato rico em nutrientes. Para otimizar a producao dos pigmentos, realizou-se um planejamento fatorial completo de quatro variaveis, a saber pH, temperatura, agitacao e volume de inoculo. A condicao que melhor favoreceu o rendimento de carotenoides foi 26°C, 250 rpm de agitacao, pH 7,0 e 10% de volume de inoculo. Nessa condicao, a producao de carotenoides totais foi de 2068 ?g/L de meio de cultura. O tradicional meio YM proporcionou a producao de apenas 899 ?g/L de meio de cultura de carotenoides totais. O quarto capitulo tem por objetivo avaliar a estabilidade do carotenoide toruleno produzido por Rhodotorula, em comparacao com os carotenoides bem conhecidos licopeno e ?-caroteno. Para isso, foram montados sistemas modelos de baixa umidade, utilizando como matriz celulose microcristalina, que ficaram expostos durante 15 dias a luz ou ao abrigo da mesma. O carotenoide que mais sofreu degradacao foi o licopeno, seguido de ?-caroteno e toruleno. O Capitulo 5 visa investigar a degradacao oxidativa do toruleno e os compostos volateis produzidos durante esse processo. Para atingir esse objetivo, foram montados sistemas modelo de baixa umidade, com matriz de celulose microcristalina, em frascos de vidro, com injecao de fluxo de oxigenio. Houve a formacao de diversos compostos de degradacao, dos quais os que mais se destacaram, quantitativamente, foram metacroleina, prenal, 2,6- dimetil-hepta-2,4-dieno, 6-metil-hept-5-en-2-ona, 2-etil-hexanol, 2-etenil- 1,3,3-trimetil-ciclohexeno e 3,3-dimetil-acetaldeido-ciclohexilideno / Abstract: Carotenoids are natural colorants, some of which are precursors of vitamin A. Since the past decade, an important role in reducing the risk of various degenerative diseases was attributed to these compounds. With these vital functions, the search for sources has intensified worldwide. The biotechnological production of specific carotenoids, using bacteria, fungi and yeasts, have attracted increasing interest. This study had the objective of optimizing the extraction of carotenoids from Rhodotorula glutinis, stimulating the production of carotenoids with mevalonic acid, substituting the medium with low-cost substrate and evaluating the stability and degradation of torulene. Chapter 1 presents a review of the biosynthesis of carotenoids and biotechnological production of these pigments in the last ten years, highlighting the production by bacteria, algae and fungi. The second chapter aims to optimize the extraction of carotenoids from the yeast Rhodotorula glutinis and assessing the effect of different concentrations of mevalonic acid on the production of carotenoids. Being a key precursor in the biosynthetic pathway of carotenoids in yeasts, it significantly influenced the production of pigments. Although the amount of biomass was not affected, the production of total carotenoid increased by 114% and the yield of torulene and ?-carotene increased by 157% and 168%, respectively. Chapter 3 is intended to lower the cost of production of carotenoids by the yeast under investigation, by replacing the usual culture medium YM with a sub-product of the cassava industry, the nutrient-rich substrate manipueira. To optimize the production of pigments, a full factorial design was used with four variables: pH, temperature, agitation and inoculum volume. The condition that favored yield of carotenoids was: 26°C, 250 rpm agitation, pH 7.0 and 10% volume of inoculum. In this condition, the production of carotenoids was 2068 mg/L of culture medium. The traditional YM provided the production of only 899 mg/L of culture medium of carotenoids. The fourth chapter aims to evaluate the stability of torulene produced by Rhodotorula, compared with well-known carotenoids, lycopene and b-carotene. For this purpose, model systems of low moisture were mounted, using microcrystalline cellulose as the matrix, which were kept in the dark or exposed to light for 15 days. The carotenoid that suffered the most degradation was lycopene, followed by b-carotene and torulene. Chapter 5 investigates the oxidative degradation of torulene and the volatile compounds produced during this process. To achieve this goal, model systems of low moisture were mounted, with microcrystalline cellulose matrix, in glass bottle, with injection of oxygen flow. Several degradation compounds were formed, of which the following compounds stood out quantitatively: methacrolein, prenal, 2,6-dimethyl-hepta-2,4-diene, 6-methyl-hept-5-en-2- one, 2-ethylhexanol, 2-ethenyl-1,3,3-trimethyl-cyclohexene and 3,3-dimethylciclohexilideno acetaldehyde / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador: Adriana Zerlotti Mercadante / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimento / Made available in DSpace on 2018-08-19T05:24:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gurak_PolianaDeyse_D.pdf: 2576170 bytes, checksum: 75f41dadc16bd530f6cea22fa2213682 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Muitos processos utilizados na indústria de alimentos empregam altas temperaturas e proporcionam o contato dos alimentos com substâncias pró-oxidantes. Tais condições tornam a sequência de ligações duplas conjugadas presente nos carotenoides susceptível à isomerização geométrica, oxidação e degradação. Portanto, o objetivo principal deste trabalho foi estudar a degradação térmica e química do b-caroteno, através da identificação dos compostos primários de degradação e sua relação com a capacidade antioxidante e as propriedades de cor. Os experimentos realizados foram: a) aquecimento a 120 °C na presença de ar; b) aquecimento a 120 °C sob fluxo de oxigênio, c) aquecimento a 120 °C na presença de ar e adição de galato de propila; d) aquecimento a 150 °C na presença de ar; e) aquecimento a 150 °C sob fluxo de oxigênio; f) aquecimento a 150 °C sob fluxo de nitrogênio; g) clivagem oxidativa com permanganato de potássio (KMnO4) e h) reação de epoxidação com ácido meta-cloro-perbenzóico (MCPBA). A degradação do b-caroteno foi monitorada através da análise de carotenóides totais por espectrofotometria, a avaliação da cor por colorimetria (parâmetros CIELAB) e análise do perfil de carotenóides por cromatografia líquida de alta eficiência com detectores de arranjo de fotodiodos e espectrometria de massas (HPLC-DAD-MS/MS). As alterações na capacidade antioxidante foram avaliadas por meio da capacidade de desativação do radical ABTS¿+ (2,2¿-azinobis-(3-etilbenzotiazolina-6-sulfonato)) e da proteção contra o oxigênio singlete (1O2) utilizando o 9,10-dimetil-antraceno como actinômetro e azul de metileno como sensibilizador. Foram identificados 16 carotenóides gerados pela degradação térmica e química do b-caroteno. O aquecimento resultou na diminuição da concentração de all-trans-b-caroteno com a formação de isômeros (13-cis, 9-cis, 15-cis, 9,13-di-cis, 9,15-di-cis, 9,13¿-di-cis, 13,15-di-cis-ß-caroteno), epóxidos (5,6 e 5,8-epóxi-ß-caroteno) e, em menor quantidade, apocarotenóides (ß-apo-8¿-carotenal, ß-apo-10¿-carotenal, ß-apo-12¿-carotenal). Na oxidação química com KMnO4, o all-trans-b-caroteno foi totalmente degradado após 30 min de reação com formação de b-apo-8¿-carotenal, b-apo-10¿-carotenal, b-apo-12¿-carotenal, b-apo-15-carotenal e semi-b-carotenona. Já na reação com MCPBA, o all-trans-b-caroteno não foi completamente degradado e os produtos de degradação formados em maior proporção foram 5,6-epóxi-b-caroteno, 5,6:5¿,6¿-diepóxi-b-caroteno, 5,6:5¿,8¿-diepóxi-b-caroteno e 5,8-epóxi-b-caroteno, além de pequena quantidade de 13-cis-b-caroteno e 9-cis-b-caroteno. Em todos os experimentos foi observada a existência de correlação superiores a 0,91 entre alguns parâmetros físicos de cor (b* e C*ab) e o parâmetro químico (teor de carotenóides totais), indicando que estes parâmetros de cor podem ser utilizados para monitorar a degradação de carotenóides. O mecanismo proposto para os dois tipos de degradação (térmica e química) envolveu reações reversíveis e irreversíveis, para formação de compostos de isomerização e de oxidação, respectivamente. A análise da capacidade antioxidante mostrou que a presença isolada de b-caroteno ou a mistura de b-caroteno com produtos de degradação térmica apresentaram valores similares de TEAC (capacidade antioxidante equivalente a trolox) e de porcentagem de proteção contra 1O2. Por outro lado, os produtos de oxidação gerados na reação química com KMnO4 resultaram em um aumento nos valores de TEAC e maior eficiência da desativação do 1O2 com o aumento do tempo de reação / Abstract: Many processes in the food industry aplly high temperatures and allow the contact with pro-oxidant substances, such conditions in which the sequence of conjugated double bonds, present in carotenoids, is susceptible to geometric isomerization, oxidation and degradation. Therefore, the main aim of this work was to study the thermal and chemical degradation of b-carotene, identifying the primary degradation compounds and its relation with the antioxidant capacity and colour properties. The experiments were: a) heating at 120 °C with air exposure; b) heating at 120 °C under flow of pure oxygen; c) heating at 120 °C with air exposure and addition of propyl gallate; d) heating at 150 °C with air exposure; e) heating at 150 °C under flow of pure oxygen; f) heating at 150 °C under a flow of pure nitrogen; g) oxidative cleavage with potassium permanganate (KMnO4); and h) epoxidation with meta-chloroperbenzoic acid (MCPBA). In all experiments, the degradation and formation of isomerization and oxidation products were monitored by analysis of total carotenoids by spectrophotometer, colour evaluation by colorimetry and carotenoid profile analysis by high-performance liquid chromatography with photodiode array detector and mass spectrometry (HPLC-DAD-MS). Changes in the antioxidant capacity were monitored by the scavenging capacity against the ABTS¿+ (2,2-azinobis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid)), and protection against singlet oxygen (1O2) using 9,10-dimethyl-anthracene as actinometer and methylene blue as sensitizer. A total of sixteen carotenoids were identified in both the chemical and thermal degradation of b-carotene. Heating caused a decrease in the all-trans-b-carotene content with the formation of cis isomers (13-cis, 9-cis, 15-cis, 9,13-di-cis, 9,15-di-cis, 9,13¿-di-cis, 13,15-di-cis-b-carotene), epoxides (5,6 and 5,8-epoxy-b-carotene) and apocarotenoids (b-apo-8'-carotenal, b-apo-10'-carotenal, b-apo-12'-carotenal). The chemical degradation with KMnO4 completely degraded the all-trans-b-carotene in 30 minutes of reaction, with the formation of b-apo-8'-carotenal, b-apo-10'-carotenal, b-apo-12'-carotenal, b-apo-15-carotenal and semi-b-carotenone. In the reaction with MCPBA, all-trans-b-carotene was not completely degraded and the major products were 5,6-epoxy-b-carotene, 5,6:5¿,6¿-diepoxy-b-carotene, 5,6:5¿,8¿-diepoxy-b-carotene and 5,8-epoxy-b-carotene, with small amounts of 13-cis-b-carotene and 9-cis-b-carotene. All experiments showed correlations above 0.91 between some physical colour parameters (b* and C*ab) and chemical parameters (content of total carotenoids), indicating that some colour parameters can be used to monitor carotenoid degradation. The proposed mechanism in both types of degradation (thermal and chemical) involved reversible and irreversible reactions, to the formation of isomerization and oxidation compounds, respectively. The analysis of the antioxidant capacity showed that both pure b-carotene and the mixture of b-carotene with thermal degradation products had similar values of TEAC (trolox equivalent antioxidant capacity), as well as similar protection percentage against 1O2. On the other hand, the products formed in the chemical reaction with KMnO4 resulted in increase in both the TEAC values and protection against 1O2 with the increase in reaction time / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador: Adriana Zerlotti Mercadante / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T23:50:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ceresino_ElaineBerger_M.pdf: 1060543 bytes, checksum: 13a878710ce1aecca57313b218a6eb55 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Os pigmentos naturais, entre os quais se destacam antocianinas e carotenóides, proporcionam cor aos alimentos. A cor percebida é considerada um fator de qualidade e um atributo fundamental na aceitação e escolha de um alimento. Em paralelo, estes pigmentos também possuem importantes funções biológicas, sendo considerados promotores da saúde humana. A araçaúna (Psidium eugeniaefolia) é uma fruta de cor roxa, de sabor exótico e mede até 3 cm de diâmetro, encontrada na região da Mata Atlântica, desde o Estado do Espírito Santo até o Rio Grande do Sul. Por se tratar de uma fruta pouco pesquisada objetivo do presente trabalho foi caracterizar e quantificar as antocianinas e os carotenóides. A composição de carotenóides e de antocianinas foi determinada em três lotes de araçaúna coletados no município de Santa Maria de Jetibá, Estado do Espírito Santo. Os lotes apresentaram em média entre 3,0 e 3,2 mg/g de antocianinas, entre as quais se destaca cianidina 3- glucosídeo (74%). Em relação aos carotenóides, o conteúdo variou entre 30,0 e 35,4 µg/g, sendo os carotenóides majoritários a luteína (49-53%), seguido de ß-caroteno (13%). Esses pigmentos foram separados, identificados e quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a um detector de arranjo e diodos e espectrômetro de massas (HPLC-DAD-MS/MS) / Abstract: The natural pigments, mainly anthocyanins and carotenoids, promote color to food. The perceived color is considered a factor of quality and a key attribute of acceptance and choice of this food. Additionally, these pigments also present remarkable biological functions and are considered promoters of the human health. Araçaúna (Psidium eugeniaefolia) is a purple fruit, presenting an exotic flavor and it is up to 3 cm in diameter. They are found in the Atlantic Forest region, from Espírito Santo State to Rio Grande do Sul State, Brazil. Taking in consideration that few reports are found in literature about this fruit, the aim of this work was to characterize and quantify anthocyanins and carotenoids. The composition of carotenoids and anthocyanins were determined in three batches of araçaúna collected from Santa Maria de Jetibá, Espirito Santo State. The batches presented concentration between of 3.0 and 3.2 mg/g (dry basis) of anthocyanins, where cyanidin 3 - glucoside was the major one (74%). Regarding the carotenoid content, it ranged between 30.0 and 35.4 mg/g (dry basis), where the main carotenoids were lutein (49-53%), followed by ß-carotene (13%). These pigments were separated, identified and quantified by high performance liquid chromatography coupled to a diode array detector and tandem mass spectrometer (HPLC-DAD-MS/MS) / Mestrado / Ciência de Alimentos / Mestre em Ciência de Alimentos

Orientador: Delia Rodriguez-Amaya / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-03T18:33:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Meleiro_CristianeHessDeAzevedo_D.pdf: 38178141 bytes, checksum: 808102acb64933dd578d4f019516bf01 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Estudos multidisciplinares mais recentes apontam as funções dos carotenóides não apenas como corantes naturais, mas como fitoquímicos com atuação benéfica à saúde humana. Uma vez que as atividades biológicas estão intimamente ligadas às estruturas e as concentrações dos carotenóides, há grande necessidade de dados analíticos confiáveis. O esforço no campo analítico vem testemunhando as dificuldades inerentes da análise de carotenóides e apesar dos avanços conquistados em instrumentação e no reconhecimento das fontes de erros, erros analíticos persistem na literatura internacional. A crescente utilização da cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) em carotenóides e a utilização da espectrometria de massas vem ganhando destaque nos artigos científicos e permitindo aos pesquisadores da área de alimentos contar com mais ferramentas de identificação e quantificação. O Capítulo 1 apresenta uma revisão bibliográfica sobre a evolução e aplicação da CLAE-EM na análise de carotenóides em alimentos, mostrando as suas vantagens bem como as suas limitações. Os capítulos 2 e 3 demonstram os efeitos do estádio de maturação, estação do ano e processamento mínimo nos teores de carotenóides em verduras folhosas -(couve, chicória e espinafre). Em verduras minimamente processadas, adquiridas -do mercado em Campinas, os carotenóides luteína, ?-caroteno, violaxantina e neoxantina apresentaram-se significativamente maiores no verão do que no inverno, com exceção do ?-caroteno da couve, que não variou significativamente. Em verduras minimamente processadas, estocadas em sacos plásticos por cinco dias a 7-9 °C, houve perdas de 14-42%, 19-32%,12-20%, 8-31 % para ?-caroteno, luteína, violaxantina e neoxantina, respectivamente, as maiores perdas acontecendo em espinafre, com exceção de neoxantina que degradou mais em couve. O efeito do estádio de maturação diferiu entre as folhas. Em couve, o ?-caroteno e a luteína foram significativamente mais alto em folhas maduras, violaxantina apresentou-se maior nas folhas jovens e neoxantina ficou em teores semelhantes. Em chicória, os carotenóides tiveram concentrações duas a quatro vezes maiores nas folhas maduras. Por outro lado, as folhas mais jovens de espinafre contiveram níveis ligeiramente mais altos de carotenóides. Sendo vegetais mundialmente produzidos e consumidos, servindo de base de alimentação de algumas regiões mais carentes, as abóboras e morangas foram investigadas no Capítulo 4. Tendo perfis semelhantes, a C. moschata cv. "Menina Verde" apresentou 67,7±9,1 ?g/g de ?-caroteno, 26,8±5,1 ?g/g de ?-caroteno, 17,4±3,5 ?g/g de luteína e 7,8±2,1 ?g/g de neoxantina, enquanto que a C. moschata cv. "Goianinha" teve 56,7±7,6 ?g/g, 23,8±3,3 ?g/g, 18,3±5,0 ?g/g e 6,3±1,7 ?g/g, respectivamente, para os mesmos carotenóides. A luteína (56,6±9,7 ?g/g) foi o principal carotenóide do híbrido "Tetsukabuto", seguido por ?-caroteno (30,5±5,4 ?g/g), violaxantina (21,9±5,0 ?g/g) e neoxantina (14,4±3,0 ?g/g). Por outro lado, em C. maxima cv. "Exposição", a violaxantina (20,6±3,3 ?g/g) predominou, tendo ainda ?-caroteno (1S,4±4,2 ?g/g), luteína (10,7±3,9 ?g/g) e neoxantina (9,8±1,9 mg/g). O C. pepo cv. "Mogango" foi o que apresentou teores menores, apresentando apenas 9,8±2,9 ?g/g luteína, 6,9±2,2 ?g/g violaxantina, 5,4±1,6 ?g/g ?-caroteno e 3,6±1,4 ?g/g neoxantina. Os Capítulos 5 e 6 trataram da confirmação da identidade dos carotenóides de frutas brasileiras, utilizando parâmetros tradicionais como comportamento cromatográfico em coluna e camada delgada, reações químicas e espectros de absorção e parâmetros modernos como a cromatografia líquida de alta eficiência com detector de conjunto de diodos e acoplada a espectrometria de massas. Observou-se que o uso em conjunto dos parâmetros tradicionais foi suficiente para identificar os carotenóides conhecidos. A espectrometria de massas confirmou as identificações por estes parâmetros, reforçando especialmente a identificação dos carotenos (carotenóides hidrocarbonetos) pelo fornecimento de fórmulas moleculares contendo apenas carbono e hidrogênio. Em acerola o carotenóide majoritário foi o ?-caroteno, seguido por luteína, violaxantina, ?-criptoxantina, neoxantina, a-caroteno e cis-?-caroteno. Em camu-camu houve predominância de luteína, tendo ainda ?-caroteno, zeaxantina, neoxantina, ?-criptoxantina, ?-caroteno-5,6-epóxido e cis-?-caroteno. Nas três cultivares de manga o destaque foi para violaxantina, cis-violaxantina e ?-caroteno. Foram também identificados como carotenóides minoritarios neoxantina, luteína, zeaxantina, ?-criptoxantina, ?-caroteno-5,6-epóxido, ?-caroteno e cis-??-caroteno. Para melão-laranja o carotenóide principal foi o ?-caroteno, tendo também luteína, ?-caroteno-5,6-epóxido, ?-caroteno e cis-?-caroteno. Em pequi violaxantina, luteína e zeaxantina foram os majoritários, com ?-criptoxantina, ?-caroteno e neoxantina em pequenas quantidades. Pitanga apresentou rubixantina, cis-rubixantina, licopeno e ?-criptoxantina como carotenóides principais, com violaxantina, luteína, zeaxantina, ?-caroteno-5,6-epóxido, cis-licopeno, ?-caroteno e ?-caroteno como minoritários. Para uma identificação conclusiva dos carotenóides conhecidos de frutas o espectro de absorção e as reações químicas de identificação de estrutura mostraram ser suficiente. A espectrometria de massas tem sua importância para carotenóides desconhecidos ou como complemento de identificação. Sendo vegetais muito consumidos no Brasil e no mundo, pimentões foram estudados no Capítulo 7. Os parâmetros tradicionais (comportamento cromatográfico, espectro de absorção na região UV-visível e reações químicas) foram suficientes para identificar conclusivamente a maioria dos carotenóides, porém, a espectrometria de massas foi necessária para identificar conclusivamente a capsantina e capsorubina. Os principais carotenóides do pimentão amarelo (híbrido F1 Amanda) foram violaxantina (27,13 a 36,57 ?g/g), luteína (5,30 a 9,30 ?g/g) e f3-caroteno (1,56 a 3,91 ?g/g). Em pimentão vermelho (híbrido F1 Magali) os carotenóides majoritários foram: capsantina (29,15 a 36,18 ?g/g), seguida por f3-caroteno (5,06 a 6,83 ?g/g), luteína (5,84 a 8,66 ?g/g) e violaxantina (1,84 a 3,58 ?g/g) / Abstract: Recent multidisciplinary studies have shown functions or actions of carotenoids, not only as natural pigments, but also as phytochemicals with beneficial effects on human health. Since the biological activities are intimately related to the structures and concentrations of the carotenoids, there is a great need for reliable analytical data. Efforts in the analytical field have demonstrated the inherent difficulties of carotenoid analysis and, in spite of advances in instrumentation and in the recognition of the sources of errors, analytical errors persist in the literature. The increased utilization of high performance liquid chromatography (HPLC) and the use of mass spectrometry (MS) have gained prominence in scientific articles, giving researchers in the area more tools for identification and quantification. Chapter 1 presents a literature review on the evolution and application of HPLC-MS in carotenoid analysis of foods, demonstrating the advantages as well as the limitations. Chapters 2 and 3 show the effects of the stage of maturity, season and minimal processing on the carotenoid levels of leafy vegetables (kale, endive and New Zealand spinach). In minimally processed vegetables, marketed in Campinas, lutein, ?-carotene, violaxanthin and neoxanthin were significantly higher in the summer than in winter, with the exception of ?-carotene in kale which did not vary significantly. In minimally processed vegetables, stored in plastic bags for five days at 7-9°C, losses of 14-42%, 19-32%,12-20% and 8-31% were observed in ?-carotene, lutein, violaxanthin and neoxanthin, respectively, the losses being greater in New Zealand spinach, except for neoxanthin which degraded more in kale. The effect of the stage of maturity differed among the leaves. In kale, ?-- carotene and lutein were signiticantly higher in the mature leaves, violaxanthin was higher in the young leaves and neoxanthin had similar levels in the mature and young leaves. In endive, the carotenoids had concentrations two to four times greater in the mature leaves. On the other hand, the young leaves of New Zealand spinach had levels slightly greater than those of the mature leaves. Being vegetables produced and consumed worldwide, serving as a major component of the diet of some of the poor regions, squashes and pumpkins were investigated in Chapter 4. Having similar patterns, C. moschata cv. "Menina Verde" had 67.7±9.1 ?g/g ?-carotene, 26.8 i: 5.1 ?g/g ?-carotene, 17.4 i: 3.5 ?g/g lutein and 7.8 i: 2.1 ?g/g neoxanthin, while C. moschata cv. "Goianinha" contained 56.7 i: 7.6 ?g/g, 23.8 i: 3.3 ?g/g , 18.3 i: 5.0 ?g/g and 6.3 i: 1.7 ?g/g, respectively, of the same carotenoids. Lutein (56.6 i: 9.7 ?g/g) was the principal carotenoid of the hybrid "Tetsukabuto," followed by ?-carotene (30.5i: 5.4 ?g/g), violaxanthin (21.9 i: 5.0 ?g/g), and neoxanthin (14.4 i: 3.0 ?g/g). On the other hand, in C. Maxima cv. "Exposição", violaxanthin (20.6 i: 3.3 ?g/g) predominated, ?-carotene (15.4 i: 4.2 ?g/g), lutein (10.7 i: 3.9 ?g/g) and neoxanthin (9.8 i: 3.9 ?g/g) being also present. C. pepo cv. "Mogango" had the lowest levels, having only 9.8 :t 2.9 ?g/g lutein, 6.9 :t 2.2 ?g/g violaxanthin, 5.4 :t 1.6 ?g/g ?-carotene and 3.6 :t 1.4 ?g/g neoxanthin. Chapters 5 and 6 dealt with the confirmation of the identity of the carotenoids of Brazilian fruits, using traditional parameters such as chromatographic behavior in column and thin layer, chemical reactions and absorption spectra, as well as modem parameters through HPLC with photodiode array and mass detectors. It was observed that the combined use of the traditional parameters was sufficient to identify known carotenoids. Mass spectrometry confirmed the identifications obtained by these parameters, especially the identification of carotenes (hydrocarbon carotenoids), by fumishing molecular formulas having only carbon and hydrogen. In acarola, the major carotenoid was ?-carotene, followed by lutein, violaxanthin, ?-cryptoxanthin, neoxanthin, ?-carotene and cis-??-carotene. In camu-camu, there was a predominance of lutein, ?-carotene, zeaxanthin, neoxanthin, ?-cryptoxanthin, ?-carotene-5,6-epoxide and cis-?-carotene being also found. In three cultivars of mango, the major carotenoids were violaxanthin, cis-violaxanthin and ?-carotene. Neoxanthin, lutein, zeaxanthin, ?-cryptoxanthin, ?-carotene-5,6-epoxide, ?-carotene and cis-?-carotene were also identified as minor constituents. In cantaloupe, the principal carotenoid was ?-carotene, lutein, ?-carotene-5,6-epoxide, ?-carotene and cis-??-carotene being also present. In pequi, violaxanthin, lutein and zeaxanthin were the main carotenoids, with ?-cryptoxanthin and ?-carotene in small amounts. Pitanga had rubixanthin, cis--rubixanthin, Iycopene and ?-cryptoxanthin as principal carotenoids, with violxanthin, lutein, zeaxanthin, ?-carotene-5,6-epoxide, cis-Iycopene, ?-carotene and ?-carotene as minor carotenoids. For the conclusive identification of known carotenoids in fruits, the absorption spectrum and the chemical reactions for structure identification were shown to be sufficient. Mass spectrometry is important for unknown carotenoids and as a complement of identification. Being widely consumed vegetables in Brazil and the world, pepper was studied in Chapter 7. The traditional parameters (chromatographic behavior, absorption spectrum in the UV-visible region and chemical reactions) were sufficient in identifying conclusively majority of the carotenoids. However, mass spectrometry was necessary for the conclusive identification of capsanthin and capsorubin. The principal carotenoids of yellow pepper F1 Amanda hybrid) were violaxanthin (27.13 to 36.57 ?g/g) , luteina (5.30 to 9.30 ?g/g) and ?-carotene (1.56 to 3.91 ?g/g). In red pepper (F1 Magali hybrid), the major carotenoids were: capsanthin (29.25 to 36.18 1l9/g), followed by ?-carotene (5.06 to 6.83 ?g/g), lutein (5.84 to 8.66 ?g/g) and violaxanthin (1.84 to 3.58 ?g/g) / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In order to evaluate the performance and seminal characteristics of the White Plymouth Rock roosters, fed with diets containing canthaxanthin and 25-hydroxycholecalciferol (25-OH-D3), an experiment was conducted at the Laboratory of Poultry Department of Animal Science at The Federal University of Santa Maria. 80 White Plymouth Rock roosters from 40 to 59 weeks of age were used in this study. Birds were submitted to four treatments: T1 = control diet, T2 = control diet + Canthaxanthin, T3 = control diet + 25-OH-D3, T4 = control diet + Canthaxanthin + 25-OH-D3. A completely randomized design was used with four treatments with 20 replications of one bird. The experimental phase (140 days) was divided into five periods of 28 days to evaluate the performance of birds. The parameters evaluated were: body weight and food intake (measured at the end of each period), motility, vigor, sperm concentration and morphological anomalies (two times per period, with an interval of 14 days). Data were transformed to adjustment the normality and after they were subjected to analysis of variance. The differences between treatments were compared by Tukey test at 10% significance level. The average feed intake during the experimental period was lower in birds fed 25-OH-D3 than males fed with canthaxanthin and 25-OH-D3 diet, but the body weight was similar. The supplementation of 25-OH-D3 and canthaxanthin in diets improved the sperm concentration significantly. Males fed with diets with 25-OH-D3 and, Canthaxanthin and 25-OH-D3 had the lowest level of morphological anomalies in the semen. Canthaxanthin, 25-OH-D3, and Canthaxanthin and 25-OH-D3 when added to the diet improves the sperm motility and vigor of roosters. / Com o objetivo de avaliar o desempenho e as características seminais de galos da raça White Plymouth Rock, alimentados com dietas contendo Cantaxantina e 25-hidroxicolecalciferol, foi conduzido um experimento no Laboratório de Avicultura do Departamento de Zootecnia da Universidade Federal de Santa Maria. Foram utilizados 80 galos White Plymouth Rock de 40 a 59 semanas de idade. As aves foram submetidas a 4 tratamentos: T1 = dieta controle, T2 = dieta controle + Cantaxantina, T3 = dieta controle + 25-OH-D3, T4 = dieta controle + Cantaxantina + 25-OH-D3. Foi utilizado um delineamento inteiramente casualizado, com quatro tratamentos com 20 repetições cada, onde cada ave foi considerada uma repetição. A fase experimental teve duração de 140 dias, a qual foi dividida em 5 períodos de 28 dias para avaliar o desempenho das aves. Os parâmetros avaliados foram: peso corporal e consumo alimentar (mensurados no final de cada período), motilidade, vigor, alterações morfológicas (mensurados duas vezes por período, com intervalo de 14 dias) e concentração espermática. Os dados obtidos foram transformados para o ajuste da normalidade, após foram submetidos à análise de variância, e as diferenças entre tratamentos foram comparadas pelo teste de Tukey a 10% de significância. O consumo médio de ração durante a fase experimental foi menor em aves que consumiram 25-OH-D3 em relação as que consumiram cantaxantina e 25-OH-D3, mesmo assim não alterou o peso médio das aves nesta fase. A adição de 25-OH-D3 mais Cantaxantina na dieta melhora significativamente a concentração espermática. As alterações morfológicas do sêmen de galos são reduzidas com a utilização de 25-OH-D3, e Cantaxantina e 25-OH-D3. Cantaxantina, 25-OH-D3, e 25-OH-D3 mais Cantaxantina, quando adicionados à dieta melhoram a motilidade e o vigor espermático.

Orientador: Miriam Dupas Hubinger / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-18T16:19:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_MarianaTeixeiradaCosta_M.pdf: 8511455 bytes, checksum: bd5aac000408d3ec9d6681eb8c47142c (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O pequi (Caryocar brasiliense Camb.) é uma fruta do cerrado de grande importância econômica, que apresenta alto teor de compostos fenólicos e carotenóides e alta atividade antioxidante. Este trabalho teve como objetivo desenvolver produtos ricos em compostos funcionais, principalmente compostos fenólicos e carotenóides, a partir de extratos aquosos e alcoólicos de pequi concentrados por processos de membranas. Inicialmente, as principais variáveis relativas ao processo (tempo e temperatura) foram avaliadas, para definir a melhor forma de extração aquosa e alcoólica dos compostos bioativos da polpa, do endocarpo espinhoso e da semente do fruto. A partir das condições selecionadas nessa primeira etapa (temperatura de 25 °C durante 1 hora de extração para o extrato aquoso e 40°C durante 24 horas para o extrato alcoólico), foram produzidos extratos concentrados utilizando-se uma unidade de membrana de pequeno porte, que faz a simulação de escoamento transversal com diferentes tipos de membranas: uma de ultrafiltração (UF com cut-off de 100 KDa) e duas de nanofiltração(NF 90 e NF 270, com cut-off de 200-300 Da e diferentes materiais). Durante os processos, os fluxos de permeado foram calculados, as membranas foram submetidas a uma caracterização morfológica antes e depois do processo de concentração e os produtos obtidos (alimentação, concentrado e permeado) de cada processo foram caracterizados em relação às seguintes propriedades: densidade, viscosidade, cor, polifenóis totais, carotenóides e atividade antioxidante. Os fluxos de permeado dos processos de ultra e nanofiltração para os extratos alcoólicos e aquosos variaram de 7,06 a 9,17 L/h.m2, e não apresentaram diferença significativa. O processo de concentração por membranas para o extrato alcoólico de pequi mostrou-se ineficiente para concentrar os compostos bioativos, uma vez que todas as condições apresentaram coeficientes de retenção menores que 15% tanto para compostos fenólicos, quanto para carotenóides. Para o extrato aquoso, as membranas de nanofiltração apresentaram 100% de retenção de carotenóides e 93% (NF 270) e 97% (NF 90) de retenção de polifenóis. Concordando com estes resultados, o concentrado aquoso obtido com a membrana NF 90 mostrou-se rico em compostos bioativos e alta atividade antioxidante / Abstract: Pequi (Caryocar brasiliense Camb.) is a fruit of Cerrado Brazilian region with great economic importance and contains high levels of phenolics compounds and carotenoids as well as high antioxidant activity. This work aimed at developing products rich in functional compounds, mainly phenolic compounds and carotenoids, from aqueous and alcoholic pequi extracts concentrated by membrane processes. Initially, the main variables of the process (time and temperature) were evaluated, to define the best form of alcohol and water extraction of bioactive compounds from the pulp, prickly endocarp and seed fruit. From the conditions selected in this first step (25 °C for 1 h to extract the aqueous extract and 40 °C for 24 h for the alcohol extract), concentrated extracts were produced using a laboratorial membrane unit, which makes the simulation of cross flow with different types of membranes: one of ultrafiltration (UF with cutoff of 100 KDa) and two of nanofiltration (NF 90 and NF 270, with cut-off of 200-300 Da and different materials). During the process, the permeate fluxes was calculated, the membranes were subjected to a morphological characterization before and after the concentration process and the products obtained (feed, concentrate and permeate) from each process were characterized by the following properties: density, viscosity, color, total polyphenols, carotenoids and antioxidant activity. The permeate fluxes of ultra and nanofiltration process for alcoholic and aqueous extracts varied from 7.06 to 9.17 L/h.m2, and they did not presented significant difference. The concentration membrane process of the alcoholic pequi extract was ineffective to concentrate the bioactive compounds, since all conditions showed retention coefficient lower than 15% for both, phenolic compounds and carotenoids. For the aqueous extract, the nanofiltration membranes process showed 100% retention of carotenoids and 93% (NF 270) and 97% (NF 90) the retention of polyphenols. According to these results, the aqueous concentrate obtained with the NF 90 membrane showed rich in bioactive compounds and higher antioxidant activity / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos