Objetivo: Investigar a associação entre ingestão materna de cafeína durante o período gestacional e as medidas antropométricas de crianças aos três e seis meses de vida. Métodos: Estudo observacional longitudinal, utilizando uma amostra de conveniência de duplas mãe-filho divididos em cinco grupos: gestantes diabéticas (DM), hipertensas (HAS), tabagistas (TAB), que tiveram filhos pequenos para idade gestacional (PIG) e um grupo controle (CTL). A amostra foi selecionada em três hospitais de Porto Alegre, capital do Rio Grande do Sul, no período de 2011 a 2015. Avaliou-se a ingestão materna de cafeína na gestação por Questionário de Frequência Alimentar (QFA) realizado no sétimo dia pós-parto. Os recém-nascidos foram avaliados ao nascimento, aos três e seis meses. As medidas antropométricas utilizadas foram peso, comprimento e dobras cutâneas (DC). As análises foram realizadas por regressão linear. Resultados: A amostra foi composta por 272 duplas mãe-filho: 41 DM, 26 HAS, 68 TAB, 25 PIG e 112 CTL. Não houve diferença em peso e comprimento dos filhos de consumidoras e não consumidoras de cafeína (p>0,05). As crianças do grupo DM tiveram a maior média ajustada para DC aos três meses de idade. Houve interação entre o consumo de cafeína na gestação e a soma das DC das crianças aos três meses de idade para os grupos DM e CTL (p<0,05). A diferença da média ajustada das DC e a interação delas com o consumo de cafeína não foram observadas aos seis meses. Conclusões: O consumo materno de cafeína influenciou nos valores de DC aos três meses de idade, diminuindo-as para as crianças do grupo DM e aumentando-as no grupo CTL. / Objective: To investigate the association between maternal caffeine intake during pregnancy and anthropometric measures of infant at three and six months. Methods: A longitudinal observational study using the mother-child pairs in convenience sample divided into five groups of pregnant women: diabetic (DM), hypertensive (HYP), smokers (SMO), who had small children for gestational age (SGA) and a control group (CTL). Researchers selected the sample in three public hospitals in Porto Alegre, South of Brazil, in the period from 2011 to 2015. Food Frequency Questionnaire (FFQ) evaluated the maternal caffeine intake during pregnancy on the seventh day postpartum. Anthropometric measures used were weight, length, and skinfold thickness (SK). They assessed at birth, at three and six months of child. Linear regression was used to analyze the interaction between caffeine intake and SK. Results: We investigated 272 mother-child pairs: 41 DM, 26 HYP, 68 SMO 25 SGA and 112 CTL. There were no differences in children’s anthropometric measures of mothers consuming and not consuming caffeine (P >0.05). Children of DM group had the highest adjusted average for skinfolds at 3 months. There was interaction between caffeine consumption during pregnancy and the sum of SK of children at 3 months for DM and CTL groups (P <0.05). The difference between adjusted means for SKs infant and caffeine consumption by pregnant women were not observed at six months. Conclusions: Maternal caffeine intake influenced values of SKs at 3 months of age, reducing to the children of the DM group and increasing in the CTL group.

A cafeína é a substância psicoativa mais consumida no mundo. Ela aumenta o estado de alerta, estabiliza o humor e também pode proporcionar melhora no desempenho cognitivo. Diversos estudos epidemiológicos e com roedores indicam uma relação inversa entre consumo de cafeína (um antagonista dos receptores de adenosina) e o comprometimento da memória associado ao envelhecimento e à Doença de Alzheimer. Considerando que o comprometimento da sinalização encefálica da insulina é um componente importante da fisiopatologia da Doença de Alzheimer, a estreptozotocina vem sendo utilizada, via intracerebroventricular, para produzir um modelo de Doença de Alzheimer com características neuroquímicas, fisiopatológicas e comportamentais semelhantes à Doença de Alzheimer em humanos. Dessa forma, está tese teve como objetivo avaliar as alterações dos receptores de adenosina e a imunoreatividade neuronal no hipocampo de ratos submetidos à administração intracerebroventricular de estreptozotocina, bem como um possível efeito protetor da cafeína sobre esses parâmetros e sobre a memória de reconhecimento. Como resultado, encontramos comprometimento da memória, modificação do imunoconteúdo e da expressão do receptor de adenosina A2A e perda neuronal no hipocampo no modelo animal de Doença de Alzheimer. O tratamento crônico com cafeína foi eficaz na prevenção do comprometimento da memória e das alterações neuronais observadas no hipocampo do modelo de Doença de Alzheimer. Essas observações fornecem suporte adicional para a possibilidade de que o consumo de cafeína poderia ser uma estratégia para prevenir o déficit mnemónico. No entanto, o efeito positivo da cafeína foi observado somente no modelo de Doença de Alzheimer. Nos animais controles, a cafeína não produziu nenhum efeito sobre a memória. / Caffeine is the most consumed psychoactive substance in the world, utilized to increase alertness, stabilize humor and enhance cognitive performance. Several epidemiological and animal studies indicate an inverse correlation between caffeine intake (an adenosine receptors antagonist) and memory impairment associated with ageing and Alzheimer’s disease. Considering that impaired brain insulin signaling is a main feature of Alzheimer’s disease, intracerebroventricular streptozotocin has been used as a model of Alzheimer’s disease with features resembling those of Alzheimer's disease patients. Therefore, the aim of this thesis was to evaluate the adenosine receptors immunocontent and neuronal immunoreactivity in the hippocampus of rats submitted to intracerebroventricular streptozotocin, as well as a possible protective effect of caffeine on these parameters and on recognition memory. The results showed memory impairment, modification of A2A adenosine receptor immunocontent and neuronal loss in the hippocampus of the animal model of Alzheimer’s disease induced by streptozotocin. Chronic caffeine treatment was effective in preventing the memory impairment and neuronal changes observed in Alzheimer’s disease rats. These assessments provide additional support for the hypothesis that caffeine consumption might be a valid strategy in preventing mnemonic deficit. Nonetheless, the positive effects of caffeine consumption were observed only among Alzheimer’s disease rats. Caffeine consumption had no effect over control animal’s performance.

A cafeína é a substância psicoestimulante mais consumida no mundo todo. Muitos estudos já foram realizados avaliando os seus benefícios sobre as funções cognitivas. Algumas evidências sugerem a participação do sistema colinérgico nos efeitos da cafeína, mas os estudos ainda são incipientes. O objetivo desse estudo foi verificar os efeitos da administração aguda de cafeína frente ao bloqueio dos receptores colinérgicos muscarínicos pela administração do antagonista não-seletivo escopolamina. Camundongos adultos machos receberam cafeína (10 mg/kg, i.p.) uma vez ao dia durante 4 dias. No quinto dia, a escopolamina (2 mg/kg, i.p.) foi administrada imediatamente após a sessão de treino na tarefa de reconhecimento de objetos. Na tarefa de esquiva inibitória a escopolamina foi administrada 15 minutos antes ou imediatamente após a sessão de treino para avaliar aquisição e consolidação da memória. Na tarefa de reconhecimento de objetos, a cafeína preveniu o comprometimento da memória de reconhecimento pela administração pós-treino de escopolamina. A cafeína também foi efetiva em prevenir o comprometimento da consolidação da memória de curta e longa duração pela administração póstreino de escopolamina. Entretanto, a cafeína só foi efetiva em prevenir o comprometimento da memória pela administração pré-treino da escopolamina quando o teste foi realizado 90 minutos após o treino (memória de curta duração). Esses resultados sugerem que os efeitos preventivos da cafeína observados em modelos de déficit mnemônico podem envolver a participação do sistema colinérgico. / Caffeine is the psychostimulant most consumed worldwide. Many studies have been performed evaluating its benefits on the cognitive functions. There is evidence to suggest the participation of cholinergic system on the effects of caffeine, but studies are still incipient. The aim of this study was to investigate the effects of acute administration of caffeine on memory impairment by the blockade of muscarinic cholinergic receptors. Adult male mice received caffeine (10 mg/kg, i.p.) once daily during 4 consecutive days. On the fifth day, the non selective antagonist for muscarinic receptors, scopolamine (2 mg/kg, i.p.) was administered immediately after training session on the novel object recognition task. In the inhibitory avoidance task, scopolamine was administered 15 minute s prior to or immediately after training session to evaluate acquisition and consolidation of memory. In the novel object recognition task caffeine was effective in preventing the impairment of short- and long-term memory consolidation by post training administration of scopolamine. In the inhibitory avoidance task, caffeine was effective in preventing short-term memory impairment by administration of scopolamine prior to training. When scopolamine was administered after training, caffeine was able to prevent both short- e long-term memory impairments. These results suggest that the preventive effects of caffeine against mnemonic deficits may involve participation of the cholinergic system.

A cafeína é a substância psicoativa mais consumida no mundo. Ela aumenta o estado de alerta, estabiliza o humor e também pode proporcionar melhora no desempenho cognitivo. Diversos estudos epidemiológicos e com roedores indicam uma relação inversa entre consumo de cafeína (um antagonista dos receptores de adenosina) e o comprometimento da memória associado ao envelhecimento e à Doença de Alzheimer. Considerando que o comprometimento da sinalização encefálica da insulina é um componente importante da fisiopatologia da Doença de Alzheimer, a estreptozotocina vem sendo utilizada, via intracerebroventricular, para produzir um modelo de Doença de Alzheimer com características neuroquímicas, fisiopatológicas e comportamentais semelhantes à Doença de Alzheimer em humanos. Dessa forma, está tese teve como objetivo avaliar as alterações dos receptores de adenosina e a imunoreatividade neuronal no hipocampo de ratos submetidos à administração intracerebroventricular de estreptozotocina, bem como um possível efeito protetor da cafeína sobre esses parâmetros e sobre a memória de reconhecimento. Como resultado, encontramos comprometimento da memória, modificação do imunoconteúdo e da expressão do receptor de adenosina A2A e perda neuronal no hipocampo no modelo animal de Doença de Alzheimer. O tratamento crônico com cafeína foi eficaz na prevenção do comprometimento da memória e das alterações neuronais observadas no hipocampo do modelo de Doença de Alzheimer. Essas observações fornecem suporte adicional para a possibilidade de que o consumo de cafeína poderia ser uma estratégia para prevenir o déficit mnemónico. No entanto, o efeito positivo da cafeína foi observado somente no modelo de Doença de Alzheimer. Nos animais controles, a cafeína não produziu nenhum efeito sobre a memória. / Caffeine is the most consumed psychoactive substance in the world, utilized to increase alertness, stabilize humor and enhance cognitive performance. Several epidemiological and animal studies indicate an inverse correlation between caffeine intake (an adenosine receptors antagonist) and memory impairment associated with ageing and Alzheimer’s disease. Considering that impaired brain insulin signaling is a main feature of Alzheimer’s disease, intracerebroventricular streptozotocin has been used as a model of Alzheimer’s disease with features resembling those of Alzheimer's disease patients. Therefore, the aim of this thesis was to evaluate the adenosine receptors immunocontent and neuronal immunoreactivity in the hippocampus of rats submitted to intracerebroventricular streptozotocin, as well as a possible protective effect of caffeine on these parameters and on recognition memory. The results showed memory impairment, modification of A2A adenosine receptor immunocontent and neuronal loss in the hippocampus of the animal model of Alzheimer’s disease induced by streptozotocin. Chronic caffeine treatment was effective in preventing the memory impairment and neuronal changes observed in Alzheimer’s disease rats. These assessments provide additional support for the hypothesis that caffeine consumption might be a valid strategy in preventing mnemonic deficit. Nonetheless, the positive effects of caffeine consumption were observed only among Alzheimer’s disease rats. Caffeine consumption had no effect over control animal’s performance.

A cafeína é a substância psicoestimulante mais consumida no mundo todo. Muitos estudos já foram realizados avaliando os seus benefícios sobre as funções cognitivas. Algumas evidências sugerem a participação do sistema colinérgico nos efeitos da cafeína, mas os estudos ainda são incipientes. O objetivo desse estudo foi verificar os efeitos da administração aguda de cafeína frente ao bloqueio dos receptores colinérgicos muscarínicos pela administração do antagonista não-seletivo escopolamina. Camundongos adultos machos receberam cafeína (10 mg/kg, i.p.) uma vez ao dia durante 4 dias. No quinto dia, a escopolamina (2 mg/kg, i.p.) foi administrada imediatamente após a sessão de treino na tarefa de reconhecimento de objetos. Na tarefa de esquiva inibitória a escopolamina foi administrada 15 minutos antes ou imediatamente após a sessão de treino para avaliar aquisição e consolidação da memória. Na tarefa de reconhecimento de objetos, a cafeína preveniu o comprometimento da memória de reconhecimento pela administração pós-treino de escopolamina. A cafeína também foi efetiva em prevenir o comprometimento da consolidação da memória de curta e longa duração pela administração póstreino de escopolamina. Entretanto, a cafeína só foi efetiva em prevenir o comprometimento da memória pela administração pré-treino da escopolamina quando o teste foi realizado 90 minutos após o treino (memória de curta duração). Esses resultados sugerem que os efeitos preventivos da cafeína observados em modelos de déficit mnemônico podem envolver a participação do sistema colinérgico. / Caffeine is the psychostimulant most consumed worldwide. Many studies have been performed evaluating its benefits on the cognitive functions. There is evidence to suggest the participation of cholinergic system on the effects of caffeine, but studies are still incipient. The aim of this study was to investigate the effects of acute administration of caffeine on memory impairment by the blockade of muscarinic cholinergic receptors. Adult male mice received caffeine (10 mg/kg, i.p.) once daily during 4 consecutive days. On the fifth day, the non selective antagonist for muscarinic receptors, scopolamine (2 mg/kg, i.p.) was administered immediately after training session on the novel object recognition task. In the inhibitory avoidance task, scopolamine was administered 15 minute s prior to or immediately after training session to evaluate acquisition and consolidation of memory. In the novel object recognition task caffeine was effective in preventing the impairment of short- and long-term memory consolidation by post training administration of scopolamine. In the inhibitory avoidance task, caffeine was effective in preventing short-term memory impairment by administration of scopolamine prior to training. When scopolamine was administered after training, caffeine was able to prevent both short- e long-term memory impairments. These results suggest that the preventive effects of caffeine against mnemonic deficits may involve participation of the cholinergic system.

Orientador: Maria Cecilia de F. Toledo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-21T04:56:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camargo_MonicaCristianeRojode_M.pdf: 3773412 bytes, checksum: 33b763ecf6f5e9a3b7349c691353314b (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Uma pesquisa foi conduzida na cidade de Campinas, S. P., durante o verão de 1993, a fim de avaliar a ingestão diária potencial (IDF) de cafeína pela respectiva população. Os resultados da pesquisa se basearam em uma amostra representativa de 600 indivíduos, com idade entre 9 e 80 anos, os quais foram questionados sobre seus hábitos alimentares quanto ao consumo de café, chã, produtos de chocolate e refrigerantes. Os níveis de cafeína nos produtos mencionados foram determinados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) com detecção por absorção no ultravioleta a 254 nm. A ingestão potencial diária por indivíduo, expressa em mg/Kg de peso corpóreo (p.c.) f foi calculada a partir dos dados de consumo de alimentos que contêm cafeína e dos teores de cafeína determinados nos produtos analisados. Os resultados da pesquisa indicaram que 81% dos entrevistados consumiam refrigerantes, 75% café, 65% produtos de chocolate (56% chocolates em barra e 38% em pó) e 37% chá. Os níveis de cafeína encontrados nos diferentes produtos, indicam que o café é o alimento que contém as maiores concentrações de cafeína (5,34 a 10,51 mg/g). Os valores médio e mediano de ingestão diária potencial de cafeína para a população estudada foram de 2,74 e 1,85 mg/Kg p.c.. Considerando-se cada uma das fontes de cafeína na dieta, os níveis medianos de IDP estimados foram 1,90; 0,32; 0,11; 0,17; 0,19 mg/Kg p.c, respectivamente para o café, chá, chocolate, achocolatados e refrigerantes. Esses valores indicam que o café ê o veículo mais importante para a ingestão de cafeína na dieta da população estudada. / Abstract: A survey of the potential intake of caffeine was carried out in Campinas, S. P., Brazil, in the summer of 1993. The survey was based on a representative sample of 600 individuals, 9-80 years old, who were questioned about their habitual usage of coffee, tea, chocolate products and carbonated beverages. Caffeine levels in the products were determined by high performance liquid chromatography with a UV-visible detector at 254 nm. Individual daily intakes of caffeine were calculated from the consumption data generated by the survey and the caffeine content of the analysed products, and were expressed as mg/Kg b.w.. Of all those interviewed, 81% consumed coffee regularly, 75% coffee, 65% chocolate products and 37% tea. Of the analysed products, coffee showed the highest amounts of caffeine (5.34 to .10.51 mg/g). The average and median potential daily intake of caffeine by the population studied were respectively, 2.74 and 1.85 mg/Kg b.w.. Coffee, tea, chocolate products and carbonated beverages accounted for a median individual daily intake of 1.90; 0.32; 0.19 and 0.19 mg/Kg b.w., respectively. These intake data show that coffee is the most important vehicle for caffeine intake within the population studied. / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Orientador: Rahoma Sadeg Mohamed. / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T23:35:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArandaSaldana_MarlenyDoris_M.pdf: 6503270 bytes, checksum: 69876d68dec8160fe3802f06d08e21d7 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Alguns compostos químicos encontrados em plantas possuem ação sobre o organismo humano. Dentre as muitas substâncias encontradas nos grãos de café, chá mate, guaraná e cacau, a cafeína é de grande importância devido a seu efeito estimulante e diurético no organismo humano. Este alcalóide purínico em doses moderadas diminui a fadiga, enquanto que em altas concentrações atua no sistema nervoso central, podendo ser letal. Por isso, consumidores de idade avançada e pessoas sensíveis são aconselhados a evitar o consumo de café. A trigonelina, outro alcalóide encontrado nos grãos de café, também atua no sistema nervoso central. Este princípio ativo, juntamente com os produtos provenientes de sua degradação térmica, possuem importância nutricional: formação da vitamina B3 (niacina). A formação de complexos de ácido clorogênico (CGA) com a cafeína está associado a propriedades sensoriais, levando a hipóteses de que o CGA tem um papel importante na qualidade do café. Porém, uma concentração elevada de CGA no grão ocasiona um sabor amargo e adstringente; portanto, sua análise e remoção nos grãos verdes e descafeinados seriam importantes para a obtenção de um produto de interesse comercial. O mercado do café descafeinado e da cafeína é potencialmente grande e vem crescendo. A cafeína, vendida para indústrias de refrigerantes e farmacêuticas, geralmente cobra os custos do processo. A demanda de café descafeinado é grande nos países industrializados. A qualidade do café descafeinado, assim como seus efeitos no metabolismo humano, justificam seu êxito. O CO2 vem-se apresentando como o solvente mais adequado devido a sua atoxicidade, não flamabilidade, baixa temperatura crítica, não poluir o meio ambiente e de baixo custo. O presente trabalho tem por objetivo levantar subsídios experimentais e teóricos que permitam compreender e avaliar a extração supercrítica como uma tecnologia de remoção de alcalóides (cafeína e trigonelina) e ácido clorogênico explorando o uso de fluidos supercríticos na remoção e fracionamento dos grãos de café. Foram determinadas as solubilidades da cafeína pura e as quantidades de cafeína, trigonelina e ácido clorogênico nos grãos de café Robusta, espécie canephora, no CO2 supercrítico a 313, 323 e 343 K, e pressões variando de 9,5 a 23,5 MPa, utilizando um aparelho experimental a altas pressões, que permite um controle independente das variáveis termodinâmicas de temperatura e pressão. Os resultados revelam a existência de um comportamento retrógrado para a solubilidade da cafeína pura e a obtida dos grãos de café no CO2 supercrítico. Este mostra uma alta seletividade pela cafeína em comparação à trigonelina e ao ácido clorogênico. Observaram-se maiores teores de cafeína, trigonelina e ácido clorogênico com os grãos partidos e moídos quando comparados aos inteiros, mostrando a influência do tamanho e da estrutura dos grãos de café no processo de extração. As análises de cafeína, trigonelina e ácido clorogênico foram realizadas por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC). Um modelo termodinâmico baseado no equilíbrio sólido/fluido supercrítico, considerando a fase supercrítica como um gás comprimido e utilizando uma equação de estado de quarta ordem, apresentou bons resultados para as solubilidades da cafeína pura no CO2 supercrítico. Espera-se que este trabalho possa contribuir tanto para o desenvolvimento tecnológico, quanto para o fornecimento de subsídios que permitam um melhor controle do processo para a remoção da cafeína, trigonelina e ácido clorogênico e para o fracionamento dos materiais extraíveis com CO2 supercrítico / Abstract: Some chemical compounds found in plant extracts have important effects in the human organism. Among the many substances found in coffee beans, tea, guaraná and cocoa, caffeine has a major importance because of its stimulant and diuretic effects in the human organism. This purinic alkaloid stimulates the central nervous system, acts on the circular and muscle system and has little effect on the digestive tube. While in small quantities caffeine decreases fatigue, a high concentration can affect the rins, liver and nervous system, being harmful in overdoses. Because of its stimulant effect, consumers of advanced age and sensitive people are advised to avoid coffee consumption. Trigonelline, another alkaloid found in coffee beans, also acts on the nervous central system. This active substance together with the products of its thermal degradation have nutritional importance: formation of vitamin B3 ('niacin'). Some chlorogenic acid (CGA) isomers and caffeine complexes are associated with coffee sensorial properties, leading to the widely accepted belief that o CGA has an important role in determining the quality and price of the coffee. A high CGA concentration in the beans produce a bitter and astringent flavor. For this reason the removal of CGA in green and decaffeinated beans is an important parameter in obtaining a product of commercial quality. The market of decaffeinated coffee and caffeine is potentially big and fast growing. Caffeine sold to cola soft drinks and pharmaceutical industries normally covers the decaffeinated process costs. Demand for decaffeinated coffee comes mainly ITom industrialized countries. The quality of decaffeinated coffee and its positive effects in the human metabolism are the main reasons for its acceptance and success. Carbon dioxide is probably the most adequate solvent because of its distinct characteristics, being non toxic, inflamable, non polluent, inexpensive and having low critical temperature. The objective of this work was to obtain experimental data that can contribute to a better understanding and evaluation of supercritical extraction as a viable technology for the removal of alkaloids (caffeine and trigonelline) and chlorogenic acid. The solubilities of caffeine and extractable materials from Robusta coffee beans, type canephora, in supercritical CO2 were determined at 313, 323 and 343 K, and pressures ranging from 9,5 to 23,5 MPa, using a high pressure experimental apparatus, that allows the independent control of all thermodynamic variables of temperature and pressure. Results revealed a retrograde behavior for the solubilities of pure caffeine and that obtained ITom coffee beans in supercritical CO2. Supercritical carbon dioxide showed a high selectivity for caffeine in comparison to trigonelline and chlorogenic acid. Higher concentrations of caffeine, trigonelline and chlorogenic acid were obtained with flaked and ground beans when compared to those obtained with whole coffee beans, demonstrating the influence of size and structure of coffee beans on the extraction process. In this work, caffeine, trigonelline and chlorogenic acid were identified and quantified by high performance liquid chromatography (HPLC). A thermodynamic model for the solid/supercritical fluid equilibrium, which considers the supercritical phase a compressed gas and uses a quartic equation of state to describe the volumetric behavior of the mixture was successfully employed to correlate the solubility of pure caffeine in supercritical CO2. It is hoped that this work can contribute to the development of an alternative technology for the removal of caffeine, trigonelline and chlorogenic acid and the fractionation of extractable materials using supercritical CO2 / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Paulo Mazzafera / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T20:50:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Schimpl_FlaviaCamila_M.pdf: 3074978 bytes, checksum: 589ce5b09a9c5f294c4bd4eaaff896b1 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Alguns grupos de plantas caracterizam-se por acumularem cafeína. Chá, café e guaraná, que acumulam cafeína, são algumas dessas plantas. As sementes de guaraná possuem o maior teor de cafeína já descrito em plantas, entre 2,5 e 6%. A popularização dos produtos a base de guaraná e a alta demanda por cafeína natural (obtida por descafeinação de plantas) destacam o interesse comercial pela espécie. A biossíntese de cafeína em plantas foi extensivamente estudada em café e chá e ambas espécies têm as mesmas vias chave da biossíntese da cafeína. O terceiro passo da via ocorre na presença de teobromina sintase (TS), enzima com atividade específica na conversão de 7-metilxantina em teobromina, e/ou dependendo da espécie, na presença de cafeína sintase (CS), uma enzima bifuncional que atua nos dois últimos passo da síntese de cafeína, na conversão da 7-metilxantina para teobromina e posteriormente desta para cafeína. O objetivo desta tese foi caracterizar os níveis de metilxantinas, atividade e expressão de CS em frutos de guaraná, sendo que para isto foram realizadas análises bioquímicas e moleculares nos tecidos de cinco cultivares (BRS-Amazonas, BRS-CG372, BRS-CG611, BRS-Maués, BRS-Luzéia). Teobromina acumulou preferencialmente em folhas (estádios jovem, intermediária e madura), caule (porção apical e basal), inflorescência, pericarpo de frutos nos estádio verde, intermediário e maduro. Nas sementes, a cafeína foi o alcaloide que acumulou em maior quantidade e atingiu níveis entre 3,3 e 5,8%. Nos tecidos analisados, seja teobromina ou cafeína, a maior concentração do alcaloide foi em tecidos novos, reduzindo com o desenvolvimento. Enquanto que teofilina foi encontrada em quantidades baixas em todos os materiais. A maior concentração de cafeína em frutos imaturos foi confirmada pela maior atividade de CS e maior expressão de PcCS. A busca do gene da CS de guaraná no banco de sequências EST Realgene gerou uma sequencia de nucleotídeos (PcCS) com 1080 pb, que apresenta semelhança filogenética com proteínas de CS de cacau (BCS1) e chá (TCS1 e TCS2). A produção da proteína recombinante permitiu a caracterização funcional de PcCS como uma CS bifuncional, capaz de catalisar os dois últimos passos de metilação da biossíntese de cafeína. PcCS mostrou afinidade para 7-metilxantina e teobromina (maior afinidade), diferindo das CS descritas para outras espécies acumuladoras de cafeína, que possuem maior afinidade por paraxantina. Provavelmente isto se deve aos resíduos de aminoácidos presentes no sítio ativo da proteína predita, quando comparada com a de café / Abstract: Some plants are characterized by presenting high contents of caffeine. Tea, coffee and guarana, which accumulate the alkaloid caffeine, are some of these plants. Guarana seeds have the highest caffeine content (2.5 and 6%) among plants accumulating methylxanthine alkaloids. The increase in popularity of products made from guarana and the high demand for natural caffeine (obtained by decaffeination plant) justify the commercial interest for this species. The biosynthesis of caffeine in plants has been extensively studied in coffee and tea and both species present high similarity regarding the caffeine biosynthesis pathway. The third step of the pathway occurs in the presence of the enzyme theobromine synthase (TS), which converts 7-methylxanthine to theobromine but depending on the species, this step is also mediated by caffeine synthase (CS), an bifunctional enzyme that in addition to convert 7-methylxanthine to theobromine, also convert the later to caffeine. The aim of this study was to characterize the levels of methylxanthine alkaloids, activity and expression of caffeine synthase in the guarana fruit, and for this biochemical and molecular analyses were carried out in tissues of five cultivars of guarana (BRS-Amazonas, BRS-CG372, CG611-BRS, Maués-BRS, BRS-Luzéia). Theobromine was preferentially accumulated in the leaves (young, intermediate and mature stages), stems (apical and basal sections), inflorescence, and pericarp of fruits (green, intermediate and mature stages). However caffeine accumulated in the seeds as the main alkaloid and reached levels between 3.3 and 5.8%. In all tissues analyzed, whether theobromine or caffeine, the alkaloid concentration was higher in new tissues, reducing with the development/maturation. While theophylline was found in low amounts in all materials. The highest concentration of caffeine in immature fruits was confirmed by the highest activity of CS and highest expression of PcCS. The search for the CS gene of guarana in the EST guarana database Realgene generated a sequence of nucleotides (PcCS) with 1080 bp, which presented phylogenetic similarity with proteins of caffeine synthase from cocoa (BCS1) and tea (TCS1 and TCS2). The production of the PcCS recombinant protein allowed the functional characterization of the enzyme as a bifunctional CS, able to catalyze the two last methylation steps in the biosynthesis of caffeine. PcCS showed affinity for 7-methylxanthine and theobromine (highest), differing from the CS described for other species accumulating caffeine, which have highest affinity paraxanthine. This is probably due to the amino acid residues present in the active site of the predicted protein when compared to coffee / Mestrado / Biologia Vegetal / Mestra em Biologia Vegetal

Orientadores: Telma Teixeira Franco, Carlos Ricardo Soccol / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:30:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tagliari_CristianeVanessa_D.pdf: 4479697 bytes, checksum: 6be0c025bfea14b198b09f150c93d561 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Avanços na biotecnologia, principalmente na área de tecnologia enzimática e de fragmentações, oferecem oportunidades para a utilização econômica de resíduos agroindustriais. A casca obtida durante o processamento do café por via seca tem sido pouco empregada quando comparada com volume em que é gerada. Este resíduo poderia ser mais utilizado se compostos tóxicos como cafeína e taninos fossem removidos. Fungos filamentosos são capazes de assimilar cafeína e taninos de um meio sintético líquido ou de resíduos de café. Existem poucos trabalhos sobre a detoxificação da casca de café e esta nunca foi relatada com cepas de Rhizopus delemar. A via de degradação da cafeína por este microrganismo e as enzimas envolvidas neste processo também não estão descritas na literatura. O objetivo deste trabaJho foi agregar valor a casca de café por fennentação no estado sólido com R. delemar, investigar a via de degradação da cafeína e caracterizar as enzimas envolvidas neste bioprocesso. As condições de fermentação da casca de café por R. delemar foram otimizadas e os melhores níveis de detoxificação (86% de redução da cafeína e 60% de taninos) foram obtidos em frascos de Erlenmeyer com 75% de umidade inicial, 1O6esporos/g substrato seco, pH 6,5 e 28°C. A cinética do processo fermentativo foi conduzida no biorreator de colunas com as condições otimizadas previamente e indicou que o desenvolvimento do fungo filamentoso e a sua respiração foram relacionados com a degradação de cafeína e de açúcares totais presentes na casca de café. A fase exponencial de crescimento microbiano foi encontrada entre 3 e 5 dias, quando foi detectado máximo consumo de 02 e após a máxima produção das enzimas e degradação da cafeína. Valores máximos de atividade enzimática, 1,8 e 3,3 U/g s.s. para a cafeína e a teofilina demetilase respectivamente, foram obtidos após 2 dias de fermentação em frascos de Erlenmeyer. O extrato enzimático foi estável após estocagem a 2°C e o Km estimado, a temperatura e o pH ótimos foram respectivamente 150J.1M, 30°C e pH 6,5 para a cafeína demetilase e 180J.µM, 30°C e pH 7,4 para a teofilina demetilase. Os resultados mostraram boas perspectivas para a utilização de Rhizopus sp. em processos de detoxificação da casca de café e novas oportunidades poderão surgir para a utilização deste bioproduto e para a aplicação do extrato enzimático obtido neste processo / Abstract: Advances in biotechnology, mainly in the area of enzymes and fermentation technology, offer potential opportunities for economic utilization of agro-industrial residues. The coffee husk obtained during dry processing of coffee has been poorly utilized when compared with the produced volume. Removing the toxics compound as caffeine and tannin, this residue could be more utilized. Filamentous fungi are able to assimilate caffeine and tannins from liquid synthetic media or coffee residue. There are few works about coffee husk detoxification and it was never described with strains of Rhizopus delemar. The caffeine degradation pathway and the enzymes involved in this process have not been described in the literature to. The aim of this work was to improve the nutritive value of coffee husk by solid-state fermentation with R. delemar, to investigate the caffeine degradation pathway and to charactecize enzymes involved in this bioprocess. The conditions of coffee husk fermentation by R. delemar were optimized and the best detoxification levels (86% of caffeine and 60% of tannin reduction) were obtained in Erlenmeyer t1asks with 75% initial moisture, 1O6spores/g dry substrate, at pH 6.5 and 28°C. The kinetic of fermentative process was carried out in packed bed column bioreactor using the conditions previously optimized and showed that the development of filamentous fungi and its respiration was related with caffeine degradation and total sugars presents in coffee husk. The exponential phase of microbial growth was achieved between 3 and 5 days, when was detected maximal 02 consumption and after the maximum production of enzymes and caffeine degradation. The maximum activities, 1.8 and 3.3 U/g d.s. for caffeine and the ophylline demethylase respectively, were achieved at 2 days of fermentation in Erlenrneyer :flasks. The enzymatic extracts were stable after storage at 2°C and the Km estimated, the optimum temperature and pH were respectively 150J.1M, 30°C and pH 6.5 for caffeine demethy1ase and 180J.µM, 30°C and pH 7.4 for theophylline demethy1ase. The results showed good prospects of using Rhizopus sp. for the coffee husk detoxification and would open new opportunities for the utilization of this byproduct and for enzymatic extract application / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2014-06-12T22:56:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2972_1.pdf: 1280234 bytes, checksum: 8c3bb88a2475f18d3fb212903634e177 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho, estudou-se a interação dos efeitos cerebrais da cafeína e da desnutrição. Ratas Wistar foram desnutridas no aleitamento pela dieta básica regional (DBR, com 8% de proteínas de origem predominantemente vegetal). Seus filhotes receberam, aos 70-75 dias de idade, 30 mg/kg de cafeína ou solução salina, por via intraperitoneal. Parte desses animais foi testada no modelo comportamental conhecido como inibição latente (IL). A outra parte foi submetida ao estudo do fenômeno da depressão alastrante da atividade elétrica cerebral (DAC). A cafeína bloqueou a IL, tanto no grupo DBR8 quanto em um grupo controle, bem-nutrido. Num terceiro grupo, desnutrido pela DBR22, suplementada na quantidade (22%), mas não na qualidade das proteínas (suplementação à custa dos alimentos da DBR), o efeito da cafeína sobre a IL desapareceu. Como, na IL, os animais precisam ser injetados com cloreto de lítio (LiCl), estudou-se também os efeitos do LiCl sobre a DAC. A cafeína não alterou, enquanto o LiCl reduziu a propagação da DAC no grupo DBR8, mas não nos grupos nutrido e DBR22. Nossos resultados demonstram efeitos antagônicos da cafeína sobre a IL e do LiCl sobre a DAC, os quais dependem do estado nutricional durante o desenvolvimento cerebral, sugerindo interação droga-nutrição. Sugere-se também o envolvimento da cafeína na modulação de receptores subcorticais, envolvidos com a atenção seletiva no núcleo acumbens, mas sem ação expressiva no neocortex, onde a DAC foi avaliada