Orientador: Célia Maria de Sylos / Banca: João Bosco Faria / Banca: Neura Bragagnolo / Mestre

Orientador: Katia Sivieri / Coorientador: Magali Monteiro da Silva / Banca: Elaine Cristina Pereira de Martinis / Banca: Thais Borges Cesar / Resumo: A microbiota intestinal apresenta impacto direto na saúde do hospedeiro sendo fortemente influenciada pela dieta. O consumo de suco de laranja vem sendo associado à redução do risco de desenvolvimento de doenças crônicas, principalmente devido à presença de compostos bioativos. Os compostos bioativos presentes no suco de laranja, especialmente os polifenóis, também podem estar relacionados com a composição e o metabolismo da microbiota intestinal. O objetivo desse trabalho foi avaliar a influência do suco de laranja fresco e pasteurizado sobre a microbiota intestinal usando o Simulador do Ecossistema Microbiano Humano (SEMH®). O SEMH® foi utilizado para investigar a fermentação do suco de laranja ao longo do cólon e para avaliar as alterações na composição e no metabolismo microbiano. A atividade antioxidante dos sucos e das amostras dos compartimentos do SEMH® também foi avaliada. Foi observado no tratamento com suco de laranja fresco aumento (p≤0,05) das populações de Lactobacillus spp., Enterococcus spp., Bifidobacterium spp. e Clostridium spp. e diminuição (p≤0,05) de enterobactérias, enquanto no tratamento com suco de laranja pasteurizado houve aumento (p≤0,05) da população de Lactobacillus spp. e diminuição (p≤0,05) de enterobactérias. A análise de PCR-DGGE mostrou redução dos valores de riqueza da população de bactérias totais para ambos os sucos. Em relação ao metabolismo microbiano, foi observado aumento (p≤0,05) da produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) e diminuição (p≤0,05) do conteúdo de íons amônio no tratamento com os sucos de laranja fresco e pasteurizado. A atividade antioxidante das amostras dos compartimentos do SEMH® no tratamento com os sucos de laranja foi elevada, com ligeira redução em comparação àquela do suco fresco e do suco pasteurizado.... / Abstract: The gut microbiota has a direct impact on host's health being strongly influenced by diet. Orange juice consumption has been associated with a reduced risk of chronic diseases, largely because of the presence of bioactive compounds. The bioactive compounds present in orange juice, particularly polyphenols, may also be associated with the composition and metabolism of gut microbiota. The aim of this work was to evaluate the influence of fresh orange juice and pasteurized orange juice on gut microbiota using the Simulator of the Human Intestinal Microbial Ecosystem (SHIME®). SHIME® was used to investigate orange juice fermentation throughout the colon and to assess changes in microbial composition and microbial metabolism. Antioxidant activity of the SHIME® vessels and juice was also evaluated. An increase (p≤0.05) in Lactobacillus spp., Enterococcus spp., Bifidobacterium spp. and Clostridium spp. population was observed in fresh orange juice treatment, as well as a reduction (p≤0.05) in enterobacteria. Regarding pasteurized orange juice treatment, an increase (p≤0.05) in Lactobacillus spp. population and a decrease (p≤0.05) in enterobacteria was observed. The PCR-DGGE analysis showed a reduction in total bacteria population richness values on both juices. According to microbial metabolism, an increasing (p≤0.05) of short-chain fatty acids (SCFA) production and decreasing (p≤0.05) of ammonium was observed for two juices treatments evaluated. The antioxidant activity of the samples from the SHIME® vessels in the orange juice treatments was high, with a slight reduction compared to that of fresh juice and pasteurized juice. Both fresh and pasteurized orange juice influenced on gut microbiota according to Principal Component Analysis (PCA), which enabled to differentiate the orange juice treatments from control and washout periods. Both juices ... / Mestre

Resumo:Rubrivivax gelatinosus, uma bactéria fotossintetizante com reconhecido potencial biotecnológico, foi cultivada em efluente para a realização de estudos sobre a produção de massa celular, rendimento, produtividade, Demanda Química de Oxigênio (DQO) e viabilidade econômica do processo em escala industrial. Inicialmente, diferentes concentrações do substrato foram realizadas com o objetivo de aumentar a produtividade e a recuperação da biomassa utilizando um sistema de microfiltração (¼, ½ e ¾ do volume inicial). Os cultivos anaeróbios foram realizados em biorreatores (50 L), com 1.500 ± 200 lux e 32 ± 2°C durante cinco dias. A biomassa foi recuperada por microfiltração, desidratada por liofilização e analisada para determinação da composição centesimal. O estudo da viabilidade econômica considerou recursos para estimar desembolsos e receitas previstos para ocorrer durante 10 anos. Os principais indicadores de viabilidade econômica analisados foram: o Valor Presente Líquido (VPL), a Taxa Interna de Retorno (TIR) e o payback. Os resultados indicaram maior recuperação de biomassa (28,61 ± 0,71 g) e produtividade (0,1144 g biomassa L-1 dia-1) no cultivo com maior quantidade de matéria orgânica. A maior redução de DQO foi de 69,23%. A composição centesimal revelou semelhanças entre os tratamentos, à exceção dos lipídeos e proteínas que foram maiores no cultivo mais concentrado. O total de biomassa produzida em um ano seria de 9,58 toneladas. O investimento total seria de R$ 6.361.456,51 a um custo operacional anual de R$ 2.366.131,38 e uma receita anual de R$ 3.870.913,15. Com esses valores, os indicadores TIR e VPL foram de 23,70% ao ano e R$ 4.466.192,26, respectivamente, o que demonstrou viabilidade do projeto, sendo possível recuperar o capital investido em até quatro anos de atividade industrial. / Abstract:effluent to assess studies on cell mass production, yield, productivity, Chemical Oxygen Demand (COD) and economic viability of a project to produce bacterial biomass on an industrial scale. Initially, different concentrations of the substrate were performed with the purpose of increasing the productivity and the biomass recovery (¼, ½ and ¾ the initial volume) using microfiltration. Cultivations was accomplished in bioreactors (50 L), at 1,500 ± 200 lux, 32 ± 2°C during 5 days. The biomass was recovery by microfiltration then freeze-dried. Later, the biomass samples were analyzed regarding to proximate composition. Thus, an analysis was developed to assess the resources necessary to estimate costs and revenue that might occur during the project operating (10 years). The main viability indicators used were the Net Present Value (NPV), the Internal Rate of Return (IRR) and the payback. The results showed greater recovery and biomass productivity in bioreactor with higher organic matter (28.61 ± 0.71 g and 0.1144 g biomass L-1 day-1). The greater COD reduction was 69.23%. Except for the lipids and proteins, whose concentrations were higher in the biomass produced in the most concentrated substrates, the other components remained the same. Regarding the economic viability, the results showed that, with a productivity of 0.085 g biomass L-1 day-1, 9.58 tons of biomass could be produced during one year. The total investment for the project was estimated in R$ 6,361,456.51, with an annual costs of R$ 2,366,131.38 and incomes of R$ 3,870,913.15. Considering these results and the viability indicators of 23.70% for the IRR and R$ 4,466,192.26 for the NPV, per annum, the project was considered feasible, providing the recovery of the invested capital within 3.98 years of activity. / Orientador:Elisa Helena Giglio Ponsano / Banca:Alex Akira Nakamura / Banca:Ricardo Borghesi / Banca:Márcia Marinho / Banca: Luzia Helena Queiroz / Doutor

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / O aumento da produÃÃo de biodiesel tem causado um aumento repentino na produÃÃo de glicerol residual, criando um excesso desse produto no mercado. O glicerol pode ser utilizado como fonte de carbono em processos biotecnolÃgicos, incluindo a produÃÃo de carotenoides. Os carotenoides microbianos tÃm sido estudados e seu potencial reconhecido ao longo dos anos. O gÃnero Rhodotorula à conhecido por sua capacidade de biossintetizar carotenoides, tais como β-caroteno, toruleno e torularrodina, em diferentes proporÃÃes. Este gÃnero tem sido estudado devido a seu potencial para produÃÃo industrial de carotenoides, uma vez que oferecem vantagens sobre os outros gÃneros em termos de taxa de crescimento elevada e uso de substratos de baixo custo. Neste contexto, o principal objetivo deste trabalho foi demonstrar a aplicabilidade do glicerol bruto como fonte de carbono na produÃÃo de pigmentos carotenoides por linhagens do gÃnero Rhodotorula atravÃs de fermentaÃÃo submersa. O meio de cultura utilizado nos processos fermentativos apresentou a seguinte composiÃÃo em (g.L-1): glicerol: 20,0; extrato de levedura: 1,0; K2HPO4: 1,0; (NH4)2SO4: 5,0 e MgSO4.7H2O: 0,5. Para tanto foram preparados 100 mL de meio, inoculados com 0,1 g.L-1 massa seca, e incubado a 30ÂC, 150 rpm por 24 h em agitador orbital. Posteriormente o meio fermentado foi transferido para um frasco de 2L contendo 400 mL de meio e incubado por 48 horas. O meio de cultura contendo 500 mL foi utilizado para inocular o fermentador, onde o crescimento prosseguiu por 240 horas a uma taxa de aeraÃÃo de 1,0 vvm-1. As amostras foram retiradas em intervalos regulares de 24 horas para determinaÃÃo de biomassa, glicerol, produtividade, cromaticidade a* e carotenoides. ApÃs os testes preliminares da investigaÃÃo, selecionaram-se trÃs linhagens do gÃnero Rhodotorula (R. lactosa CCT 2057, R. glutinis URM 5724 e R. aurantiaca URM 5726) capazes de produzir biomassa e sintetizar carotenoides atravÃs do glicerol P.A como fonte de carbono. Ensaios de aumento volumÃtrico do meio de fermentaÃÃo realizados com Rhodotorula mucilaginosa CMIAT 164 e Rhodotorula aurantiaca URM 5726 compararam o desempenho de glicerol bruto e P.A na produÃÃo de biomassa. Os testes em Erlenmeyers de 2 L revelaram o melhor desempenho de glicerol bruto na produÃÃo de biomassa rica em carotenoides, registrando-se 6,2  0,1 g.L-1 nos cultivos com Rhodotorula mucilaginosa CMIAT 164 e produtividade em biomassa de 0,069  0,007 g.L-1.h-1 utilizando glicerol bruto como fonte de carbono. No teste de inÃculo realizado em biorreator, selecionaram-se os tempos de 48 horas de fermentaÃÃo (fase exponencial) e 120 horas (fase estacionÃria) para as duas cepas. Nas fermentaÃÃes realizadas em biorreatores de 3 L com Rhodotorula mucilaginosa CMIAT 164 empregando o glicerol bruto como fonte carbono, observou-se que a inoculaÃÃo da suspensÃo proveniente de um cultivo de 48 h de propagaÃÃo influenciou maiores valores de produÃÃo de biomassa (6,35  0,3 g.L-1) e produtividade (0,080  0,004 g.L-1h-1). Os testes em biorreatores tambÃm revelaram que a temperatura de incubaÃÃo de 30 ÂC e controle do pH em 6 foram as melhores condiÃÃes para a sÃntese de biomassa e carotenoides. Os cultivos mantidos a 30 ÂC registraram 6,5  0,3 g.L-1 de biomassa e 0,546  0,02 mg.g-1 de carotenoides. As fermentaÃÃes mantidas em pH 6 apresentaram os maiores valores de produÃÃo de carotenoides (0,576  0,02 mg.g-1). O aumento da concentraÃÃo do inÃculo e as estratÃgias de alimentaÃÃo do biorreator, nas condiÃÃes avaliadas, nÃo impactaram consideravelmente no aumento da produÃÃo de biomassa e carotenoides por R. mucilaginosa CMIAT 164. / The increased production of biodiesel has caused a sudden increase in the production of glycerol, creating an excess of this product on the market. Glycerol can be used as biotechnological processes carbon source, including the carotenoids production. The microbial carotenoids have been studied and its potential recognised over the years. The genus Rhodotorula is renowned for its ability to biossintetizar carotenoids, such as β-carotene, toruleno and torularhodin, in different proportions. This genus has been studied due to their potential for industrial production of carotenoids, once that offer advantages over other genres in terms of high growth rate and use of low cost substrates. In this context, the main objective of this work was to demonstrate the applicability of crude glycerol as a carbon source on production of carotenoids pigments for the genus Rhodotorula by submerged fermentation. The culture medium used in fermentation processes performed as follows in (g. L-1): glycerol: 20.0; yeast extract: 1.0; K2HPO4:1.0; (NH4) 2SO4:5.0 and 4.7 MgSO.H2O: 0.5. For both were prepared 100 mL of medium, inoculated with 0.1 g L-1 dry mass, and incubated at 30 C, 150 rpm for 24 hours in orbital shaker. Subsequently the fermented medium was transferred to a 2 L bottle containing 400 mL and incubated for 48 hours. The culture medium containing 500 mL was used to inoculate the fermentor, where growth continued for 240 hours under aeration rate of 1.0 vvm-1. The samples were taken at regular intervals of 24 hours for determination of biomass, glycerol, productivity, the chromaticity a* and carotenoids. After the preliminary tests of research, selected three strains of Rhodotorula genus (R. lactosa CCT 2057, R. glutinis URM 5724 e R. aurantiaca URM 5726) capable of producing biomass and synthesize carotenoids via glycerol. Testing of volumetric expansion of the fermentation medium with Rhodotorula mucilaginous CMIAT 164 and Rhodotorula aurantiaca 5726 URM compared the performance of raw glycerol and biomass production. In tests of 2 L Erlenmeyer flasks revealed the best performance of crude glycerol in the production of biomass rich in carotenoids, registering 6.2  0.19 g.L-1 in Rhodotorula mucilaginous CMIAT 164 crops and biomass productivity of 0.069  0.007 g.L-1.h-1 using crude glycerol as a carbon source. Inoculum test held in bioreactor, selected the times of 48 hours of fermentation (exponential phase) and 120 hours (stationary phase) for the two strains. In the fermentations conducted in 3 L bioreactors with Rhodotorula mucilaginous CMIAT 164 employing crude glycerol as carbon source, it was observed that the inoculation of the suspension from a 48 h culture propagation influenced higher biomass production values (6.35  0.3 g L-1) and productivity (0.080  0.004 g.L-1.h-1). The tests also revealed that the bioreactors in incubation temperature of 30 ÂC and pH control in 6 were the best conditions for the synthesis of biomass and carotenoids. The cultures kept at 30 ÂC registered biomass 6.5  0.3 g.L-1 and 0.546  0.02 mg.g-1 of carotenoids. Fermantations kept at pH 6 showed higher carotenoids production values (0.576  0.02 mg.g-1). Increase in the concentration of the inoculum and the feeding strategies of bioreactor, under the conditions evaluated no impact considerably on increasing the production of biomass and carotenoid by R. mucilaginosa CMIAT 164.

Submitted by Helena Bejio (helena.bejio@unioeste.br) on 2017-11-23T19:05:46Z No. of bitstreams: 2 Claudia Maria Prado dos Santos.pdf: 7075054 bytes, checksum: b39ae9a909edd48efc675f9e15b0798d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-23T19:05:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Claudia Maria Prado dos Santos.pdf: 7075054 bytes, checksum: b39ae9a909edd48efc675f9e15b0798d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-07-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The use of herbicides to control weeds in maize is widely used in the conventional Brazilian cultivation system. However, the crop may present symptoms of toxicity, which may compromise plant development and reduce yield. Therefore, this work aimed to evaluate the response of 55 maize lines to the application of mesotrione and to study the genetic control linked to the tolerance of the lines to the herbicide. The experiments were conducted at the experimental unit of the company COODETEC in the Cascavel, in the agricultural year of 2014/15 and in the 2016. The experimental adopted was a randomized complete block design with three replications. The evaluated traits were carotenoid content, chlorophyll content and chlorophyll meter reading. The evaluations were made at the stages maize of development of V3 and V6. In the characterization experiment the symptoms presented by the plants were evaluated and 14 lines showed tolerance to the herbicide. Was observed genetic variability between strains for SPAD and carotenoid contents in the V3 and V6 stages. The CD11 and CD33 lines are indicated for studies on genetic control. The additive genetic factors are more important than the deviations of dominance, indicating the possibility of obtaining homozygous plants tolerant to the herbicide. The observed herdability estimates allow the achievement of satisfactory gains through selection. / O uso de herbicidas para o controle de plantas daninhas na cultura do milho é amplamente empregado no sistema de cultivo convencional brasileiro. Porém, a cultura pode apresentar sintomas de toxicidade, os quais podem comprometer o desenvolvimento das plantas e reduzir a produtividade. Portanto, este trabalho objetivou avaliar a resposta de 55 linhagens de milho à aplicação de mesotrione e estudar o controle genético ligado à tolerância das linhagens ao herbicida. Os experimentos foram conduzidos na unidade experimental da empresa COODETEC no município de Cascavel, na safra agrícola de 2014/15 e na safrinha 2016. O esquema experimental adotado foi o delineamento em blocos casualizados, com três repetições. Os parâmetros avaliados foram: teor de carotenoides, teor de clorofila e leitura em clorofilômetro. As avaliações foram feitas nos estádios de desenvolvimento do milho V3 e V6. No experimento de caracterização foram avaliados os sintomas apresentados pelas plantas e 14 linhagens apresentaram tolerância ao herbicida. Foi observada a existência de variabilidade genética entre linhagens para os índices de SPAD e para teores de carotenoides nos estádios de V3 e V6. As linhagens CD11 e CD33 são indicadas para realização de estudos sobre controle genético. Os fatores genéticos aditivos são mais importantes do que os desvios de dominância, indicando a possibilidade de obtenção de plantas homozigóticas tolerantes ao herbicida. As estimativas de herdabilidade observadas possibilitam a obtenção de ganhos satisfatórios através da seleção.

Memoria para optar al título de Bioquímico / Los carotenoides son compuestos isoprenoides sintetizados por todos los organismos fotosintéticos y algunos no fotosintéticos. En plantas cumplen variadas funciones al participar durante el proceso de fotosíntesis como pigmentos accesorios, como agentes protectores contra el estrés fotooxidativo y como precursores del ácido abscísico. Los animales son incapaces de sintetizarlos y deben ingerirlos mediante la dieta. En ellos cumplen un rol fundamental para la formación de vitamina A y como agentes antioxidantes. Debido a esto es que la manipulación del contenido de carotenoides de diversas especies vegetales, se presenta como una atractiva herramienta para mejorar la calidad de los cultivos y/o aumentar su valor nutricional. La zanahoria (Daucus carota) destaca como candidata para estos estudios, ya que acumula enormes cantidades de carotenoides en su raíz de reserva que se desarrolla en oscuridad, además de no requerir de condiciones muy estrictas para su cultivo. La biosíntesis del primer carotenoide (y precursor de todos los demás), el fitoeno, es catalizada por la enzima fitoeno sintasa (PSY). Este paso, se considera un punto clave dentro de la ruta de síntesis y está altamente regulado. En algunas plantas, se ha descrito como la expresión del gen PSY promueve un aumento en la acumulación de carotenoides totales en hojas y frutos. En Daucus carota se han descrito 2 genes parálogos de la enzima PSY, DcPSY1 y DcPSY2, asociados principalmente a la carotenogénesis de hojas y raíces respectivamente. También en otras especies vegetales se han descrito más de un gen PSY, atribuyéndoles propiedades órgano específicas en cuanto a su función y la regulación de su expresión. En este trabajo, se analizaron plantas de zanahoria transformadas con un vector binario para sobreexpresar uno de estos genes parálogos, el gen DcPSY1. Se observó que en plantas transgénicas de DcPSY1, los niveles de expresión del gen se correlacionan con un aumento en la acumulación de carotenoides totales en hojas y raíces de reserva. A pesar de esto, se observaron diferentes patrones en la composición de carotenoides específicos en estos dos órganos. Las hojas de plantas transgénicas que presentaron mayor acumulación de luteína y β-caroteno no mostraron una variación en los niveles de clorofilas, ni una correlación directa con la expresión de otros genes carotenogénicos. En cambio, las raíces que vieron aumentados sus niveles de α y β-caroteno, presentaron un notorio incremento en la expresión de los genes carotenogénicos DcPSY2, DcLCYB1, DcLCYB2, DcLCYE y DcNCED1. Por último, los ensayos de resistencia a estrés abiótico no mostraron una mayor tolerancia a daños generados por elevadas concentraciones de sal en las líneas transgénicas. Estos resultados sugieren un rol diferencial para el gen DcPSY1 respecto al tejido fotosintético rico en cloroplastos y las raíces, donde priman los cromoplastos, lo que ayudaría a comprender mejor la función de este gen en zanahorias / Carotenoids are isoprenoid compounds synthesized by all photosynthetic and some non photosynthetic organisms. In plants, they fulfill a wide variety of functions by participating as accessory pigments during the photosynthetic process, protecting against photooxidative stress and as abscisic acid precursor. Animals are incapable of synthesizing them so they have to be incorporated through the diet, where they have a fundamental role in vitamin A formation and as antioxidant agents. These are some of the reasons why the carotenoid content manipulation of a variety of vegetal species presents as an attractive tool for the improvement of crop quality and increasing their nutritional value. Carrot stands out as a good candidate for these studies because its particular capability of accumulating huge amounts of carotenoids in its reservoir root, which is developed in darkness, and due to not requiring too demanding conditions for its cultivation. The biosynthesis of the first carotenoid (and precursor of the rest of them), phytoene, is catalyzed by the enzyme phytoene synthase (PSY). This step is considered as a key point in the synthetic pathway and is highly regulated. In some plants, it has been described how PSY gene expression promotes an increase in total carotenoid accumulation in fruits and leaves. In Daucus carota 2 paralogous genes of PSY enzyme have been described, DcPSY1 and DcPSY2, mainly associated with carotenogenesis in leaves and roots respectively. More than one PSY gene has been described for other vegetal species too, conferring organ specific properties to their function and their expression regulation. In this study, carrot plants transformed to overexpress one of these paralogous genes, DcPSY1, will be analyzed. DcPSY1 gene expression levels correlate with an increase in total carotenoid accumulation in leaves and roots of transgenic plants. Nevertheless, different patterns in specific carotenoid composition were observed, which are altered between these organs. Leaves, that exhibited higher accumulation of lutein and β-carotene, didn’t show any difference in their chlorophyll levels, nor a direct correlation with the expression of other carotenogenic genes. However, roots that had an increase in α and β-carotene levels showed an evident increase in the expression of their genes DcPSY2, DcLCYB1, DcLCYB2, DcLCYE y DcNCED1. Finally, abiotic stress resistance essays showed no increase in tolerance to damage generated by elevated salt concentrations in transgenic plants. These results suggest a differential role for DcPSY1 gene in regards to photosynthetic tissue and roots, which helps to better understand the function of this gene in carrots

El sistema de centrifugación bifásico para la extracción del aceite de oliva, genera un único subproducto denominado alperujo que, debido a sus características fisicoquímicas se convierte en un desecho poco amigable para el medio ambiente. El sudoeste de la provincia de Buenos Aires (SOB) constituye una nueva área de producción olivícola, con importante intensificación de la actividad, que impulsa la necesidad de analizar opciones para su reutilización. En esta Tesis se plantea la reconversión del alperujo, como sustrato de bajo costo para la producción de pigmentos carotenoides. Para tal fin, se evaluaron levaduras del género Rhodotorula (Rh. mucilaginosa LPSC 638, Rh. graminis Y52 y Rh glutinis Y54). En primer lugar, se prepararon y caracterizaron diferentes medios derivados del alperujo: Extractos acuosos (EAs) de diferentes concentraciones (5, 10, 20 y 30 % p/V) y la fracción líquida del alperujo (AA). Por otra parte, se desfenolizaron los medios con mayor concentración de biofenoles (EA 30% y AA), mediante la técnica partición líquido-líquido. Todos estos medios, se utilizaron para evaluar el desarrollo y la biosíntesis de carotenoides en Rh. mucilaginosa LPSC638. Asimismo, se evaluó la influencia del inhibidor Imidazol en su vía carotenogénica. También, se estudió el metabolismo de la levadura asociado a fuentes de C y N. Al mismo tiempo, se realizaron ensayos de fitotoxicidad en EAs y AA normales y desfenolizados, sobre semillas de Lactuca sativa L. En segundo lugar, se analizó al alperujo en conjunto con el bagazo de cebada (BSG), como medios de cultivo sólidos. Finalmente, se analizó la estrategia de acoplar la producción de carotenoides con la recuperación de biofenoles desde el alperujo. Para ello, se utilizó como medio de cultivo, la fracción líquida del alperujo tratado hidrotermalmente (Sevilla, España. Patent No. US 6,849,770 B2 , 2005), para analizar el desarrollo y producción de carotenoides en Rh. mucilaginosa LPSC 638 y dos especies aisladas desde residuos olivícolas (Rh. graminis Y52 y Rh glutinis Y54). Los resultados obtenidos fueron: Capítulo 1. Los EAs y AA ofrecen fuentes de C y N, además de un rango de pH adecuado para el desarrollo de Rh. mucilaginosa LPSC 638. La técnica de desfenolización utilizada redujo el 45% y 30% de biofenoles en EAs y AA, respectivamente. Capítulo 2: La levadura se desarrolló y sintetizó carotenoides en todas las concentraciones de EAs y AA. Metabolizó azúcares presentes y no consumió biofenoles. Los carotenoides sintetizados fueron: toruleno, torularodina, β-caroteno y γ-caroteno. Capítulo 3: La presencia de imidazol no afectó el desarrollo de Rh. mucilaginosa LPSC 638. Se obtuvo la mayor cantidad del caroteno en el medio con mayor concentración de imidazol (1000 ppm). Esta cantidad fue muy inferior respecto a la reportada en bibliografía. Capítulo 4: Rh. mucilaginosa LPSC 638 pudo desarrollarse en medios sólidos, formados por alperujo, BSG y combinación. Los carotenoides sintetizados fueron: toruleno, torularodina y β-caroteno. Capítulo 5: La fitotoxicidad sobre semillas de Lactuca sativa L., se reduce en tratamientos con medios desfenolizados y después del desarrollo de la levadura. No hay efectos fitotóxicos cuando las semillas son tratadas con medios más diluídos (EAs de 5 % y 10%). Capítulo 6: El proceso de desfenolización favorece el desarrollo y síntesis de carotenoides en Rh. mucilaginosa LPSC 638. En el AA tratado hidrotermalmente, Rh. glutinis Y54, Rh. graminis Y52 y Rh. mucilaginosa LPSC 638 producen: torularodina, toruleno, β-caroteno y γ-caroteno. Rh. glutinis Y54 y Rh. graminis Y52, se desarrollaron mejor con respecto a Rh. mucilaginosa LPSC 638. La técnica favorece la recuperación del hidroxitirosol. / The two-phase centrifugation system for extracting olive oil generates a single by- product called alperujo. Due to its physicochemical characteristics, alperujo is a non- ecological waste. The southwest of Buenos Aires province (SOB) constitutes a new area of olive oil production, with a significant intensification of the activity, which drives the need to analyze options for its reuse. This thesis proposes the reconversion of alperujo as a low-cost substrate for producing carotenoid pigments. For this purpose, yeasts of the genus Rhodotorula (Rh. mucilaginosa LPSC 638, Rh. graminis Y52 and Rh. glutinis Y54) were evaluated. First, different alperujo-derived media were prepared and characterized: aqueous extracts (AE) of different concentrations (5, 10, 20 and 30 % w/V) and the liquid fraction of alperujo (AA). On the other hand, the media with the highest concentration of biophenols (EA 30% and AA) were dephenolized using the liquid-liquid partitioning technique. All these media were used to evaluate the development and biosynthesis of carotenoids in Rh. mucilaginosa LPSC 638. The influence of the inhibitor Imidazole on the carotenogenic pathway was also evaluated. Also, yeast metabolism associated with different C and N sources was studied. At the same time, phytotoxicity tests were performed on normal and dephenolized AE and AA on seeds of Lactuca sativa L. Secondly, alperujo was analyzed together with beer spent grain (BSG) as solid culture media. Finally, the strategy of coupling carotenoid production with biophenol recovery from alperujo was analyzed. For this purpose, the liquid fraction of hydrothermally treated alperujo (Sevilla, España. Patent No. US 6,849,770 B2, 2005), was used as a culture medium to analyze the development and production of carotenoids in Rh. mucilaginosa LPSC 638 and two species isolated from olive residues (Rh. graminis Y52 and Rh. glutinis Y54). The results obtained in each chapter were: Chapter 1. EAs and AA provide sources of C and N, as well as a suitable pH for the development of Rh. mucilaginosa LPSC 638. The dephenolization technique used reduced 45% and 30% of biophenols in EAs and AA, respectively. Chapter 2: The yeast developed and synthesized carotenoids at all concentrations of EAs and AA. It metabolized the sugars present and did not consume biophenols. The carotenoids synthesized were: torulene, torularhodin β-carotene and γ-carotene. Lycopene was found only when media contained the inhibitor imidazole. Chapter 3: The presence of imidazole did not affect the development of Rh. mucilaginosa LPSC 638. The highest amount of carotene was obtained in the medium with the highest concentration of imidazole (1000 ppm). This amount was lower than that reported in literature. Chapter 4: Rh. mucilaginosa LPSC638 can grow on solid media, consisting of alperujo, BSG and a combination of both. The carotenoids synthesized were: torulene, torularodine and β-carotene. Chapter 5: Phytotoxicity on Lactuca sativa L. seeds is reduced in treatments with dephenolized media and after yeast development. There are no phytotoxic effects when seeds are treated with more diluted media (5 % and 10 % EAs). Chapter 6: The dephenolization process favors the development and synthesis of carotenoids in Rh. mucilaginosa LPSC 638. In the dephenolized liquid fraction of hydrothermally treated alperujo, Rh. glutinis Y54, Rh. graminis Y52 and Rh. mucilaginosa LPSC 638 produce: torularhodin, torulene, β-carotene and γ-carotene. Rh. glutinis Y54 and Rh. graminis Y52 performed better than Rh. mucilaginosa LPSC 638. The technique facilitates the recovery of Hydroxytyrosol.

Orientador: Luis Vitor Silva do Sacramento / Banca: Marcia Luzia Rizzatto / Banca: Juliana Cristina Bassan / Resumo: Objetivo: quantificar teores de compostos fenólicos totais, carotenoides totais, ácido ascórbico e flavonoides totais, bem como avaliar a atividade antioxidante, pelos métodos de sequestro do radical DPPH e ABTS+, de duas espécies de pimentas: Dedo-de-Moça (Capsicum baccatum) e Biquinho (Capsicum chinense) em função de dois processos de manufatura (pasteurização e cozimento). Métodos: foram obtidas amostras de pimentas biquinho e dedo-de-moça em mercados de Matão-SP e Araraquara-SP, formando uma amostra composta de cada espécie, cuja homogeneidade foi obtida após quarteamento das amostras menores. Foram realizados os processos térmicos de cozimento (100ºC/5min) e pasteurização (65ºC/30min). Após resfriamento, as amostras foram liofilizadas (48h/-60ºC), realizando-se as extrações de acordo com as metodologias utilizadas. Realizaram-se análises de quantificação dos compostos fenólicos totais, flavonoides totais, vitamina C, carotenoides totais e capacidade antioxidante por DPPH˙ e ABTS⁺. Resultados: os processamentos térmicos não afetaram os teores de fenólicos totais em Capsicum chinense (pimenta biquinho); no entanto, para Capsicum baccatum (pimenta dedo-de-moça) houve diminuição no teor de fenólicos totais frente a pasteurização. Para o teor de flavonoides totais em ambas as variedades o processo de pasteurização demonstrou perdas significativas. A capacidade antioxidante em ambas as espécies foi favorecida devido ao cozimento, e o processo de pasteurização contrariamente de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Objective: to quantify total phenolic compounds, total carotenoids, ascorbic acid and total flavonoids, as well as to evaluate the antioxidant activity, by the methods of scavenging of the DPPH˙ and Abts˙⁺ radical, of two species of peppers: finger-of-the-girl (Capsicum baccatum) and Biquinho (Capsicum chinense) as a function of two manufacturing processes (pasteurization and baking). Methods: samples of pout and finger-of-the-girl peppers were collected in the cities of Matão-SP and Araraquara-SP, composing a homogeneous sample of each pepper, the method of Quarteamente was performed in each of the varieties studied, so as to obtain a Best sampling. The thermal cooking processes (100ºC/5min) and pasteurization (65ºC/30min) were performed after the samples were freeze-dried (48h/ -20 º C). Aqueous and ethanolic extractions were performed to meet the methodologies used. Analysis of quantification of total phenolic compounds, total flavonoids, vitamin C, total carotenoids and antioxidant capacity by DPPH˙ and ABTS˙⁺ were performed. Results: the thermal processes did not affect the total phenolic contents in Capsicum chinense; however, for Capsicum baccatum (finger pepper) there was a decrease in the total phenolics content against pasteurization. For the total flavonoid content in both varieties the pasteurization process is the only one that has had significant losses. For the antioxidant capacity for both varieties the cooking process causes an increase of this capacity to oc... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O presente trabalho teve como objetivo o aproveitamento do hidrolisado de cascas de mandioca para produção de pigmentos carotenoides. Para isso, foi realizado o isolamento de leveduras provenientes da Região Amazônica, caracterização das cascas de mandioca e obtenção dos hidrolisados por via ácida (HA) e enzimática (HE). Por fim, foram avaliados o efeito da relação C:N e da luminosidade sobre a produção de carotenoides pelas leveduras previamente selecionadas nos hidrolisados. Os extratos carotenogênicos foram caracterizados quanto ao potencial anti-oxidante e antimicrobiano, sendo ainda avaliado o uso da biomassa seca como agente pigmentante em um material polimérico. Foram isoladas sete colônias pigmentadas (4 do solo, 2 de água e 1 de fruto), as quais foram identificadas como pertencentes ao gênero Rhodotorula. Com relação as cascas de mandioca, o principal componente em % m/m foi o amido (71,0), seguido da lignina (13,0), glucana (4,6), xilana (2,4), cinzas (2,6) e extrativos (4,6). Na melhor condição de hidrólise ácida (1% H2SO4, 10% sólidos, 120 min), foi obtido 48 g/L de glicose, o que correspondeu a uma eficiência de 67%. Já para a hidrólise enzimática (3000 U Termamyl 2X, 240 U AMG XXL, 14% sólidos, 65 min) obtevese 80,8 g/L de glicose, correspondendo a uma eficiência de 79,5%. Nas condições de cultivo empregando HA ou HE contendo cerca de 50,0 g/L de glicose sem qualquer suplementação (pH inicial 6,0, temperatura de 30ºC, agitação de 200rpm e na presença de luminosidade) foi possível selecionar a cepa Rh S2 no HA e a Rh RNA no HE, as quais apresentaram, respectivamente (12,7 g/L e 7,6 mg/L) e (22,8 g/L e 11,2 mg/L) de biomassa e carotenoides totais. O maior potencial antioxidante foi obtido com a cepa Rh S2 que apresentou cerca de 30% de redução do radical DPPH sendo que ambos extratos apresentaram ação anti-microbiana frente à Escherichia coli e Aspergillus fumigatus. Quanto as propriedades mecânicas do compósito formulado com a biomassa seca da cepa Rh S2, ficou demonstrada a possibilidade do uso desta biomassa como agente pigmentante em resinas poliméricas. Estes resultados revelam o grande potencial das leveduras selecionadas para a produção de carotenoides a partir de um subproduto da agroindústria, ressaltando ainda suas importantes propriedades biológicas e de pigmentação, as quais poderão ser exploradas em diferentes aplicações. / The present work had as objective the utilization of the hydrolyzate of cassava peels for the production of carotenoid pigments. For this, the yeast from the Amazon region was isolated, characterizing the cassava peels and acid hydrolysates (HA) and enzymatic (HE). Finally, the effect of the C: N ratio and the luminosity on carotenoid production by the selected yeasts in the hydrolysates were evaluated. Carotenogens extracts are characterized as antioxidant and antimicrobial potential, and the use of dry biomass as a pigment agent in a polymeric material is also evaluated. Seven pigmented colonies (4 soil, 2 water and 1 fruit) were isolated, as were the communities as individuals belonging to the genus Rhodotorula. Compared with cassava peels, the main component in% by weight of starch (71.0), followed by lignin (13.0), glucan (4.6), xylan (2.4), ashes (26) and extractives (4.6). The acid hydrolysis condition (1% H2 SO4, 10% solids, 120 min) was 48 g/L glucose, corresponding to an efficiency of 67%. Already for an enzymatic hydration (3000 U Termamyl 2X, 240 U AMG XXL, 14% solids, 65 min), 80.8 g/L of glucose was obtained, corresponding to an efficiency of 79.5%. In the ingestion conditions using HA or HE of about 50.0 g/L of glucose without any supplement (initial pH 6.0, temperature of 30 ° C, agitation of the presence light) it was possible to select the strain Rh S2 in HA and Rh RNA is not HE, as it is today (12.7 g/L and 7.6 mg/L) and (22.8 g/L and 11.2 mg/L) biomass and total carotenoids. The highest antioxidante potential was obtained with the Rh S2 protein which had about 30% reduction of the DPPH radical, with both extracts being moved against the microbiota against Escherichia coli and Aspergillus fumigatus. Regarding the mechanical properties of the compound formulated with a dry biomass of the strain Rh S2, the possibility of the use of this biomass as pigment agent in polymer resins has been demonstrated. This research was useful to increase the potential of selected yeasts for the production of carotenoids from a by-product of agroindustry, highlighting their historical and pigmentation characteristics, such as the ports explored in different applications.

O cubiuzeiro (Solanum sessiliflorum Dunal) é uma planta nativa da Amazônia, utilizada na medicina popular no tratamento de queimaduras e no controle da glicemia e colesterolemia. Análises fitoquímicas da polpa dos frutos do cubiuzeiro, conhecidos como maná-cubiu, revelaram que este apresenta em sua constituição carotenoides, compostos fenólicos e vitaminas. Devido aos poucos estudos sobre a atividade biológica do fruto e à presença de compostos com propriedades antioxidantes, os objetivos deste trabalho foram avaliar os efeitos da polpa do maná-cubiu sobre a estabilidade genômica, parâmetros de estresse oxidativo, expressão de genes pró-inflamatórios (iNos e COX-2) em ratos Wistar e determinar a presença de elementos químicos na polpa liofilizada por ICP-MS. Os animais receberam, por gavagem, a polpa liofilizada do maná-cubiu (125, 250, 375 ou 500 mg/kg p.c.) durante 14 dias. No último dia de tratamento foi administrada intraperitonealmente salina ou doxorrubicina (DXR, 16 mg/kg p.c.), usada como agente indutor de danos, e após 24 horas os animais foram eutanasiados. O sangue periférico e a medula óssea foram usados no teste do micronúcleo. No ensaio do cometa foram analisados fígado, coração e sangue periférico. Fígado e coração foram utilizados nas análises das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e glutationa reduzida (GSH) e na avaliação da expressão de RNAm dos genes COX-2 e iNos. Os resultados mostraram que a polpa do maná-cubiu não foi mutagênica nem citotóxica à medula óssea e ao sangue periférico dos animais. Nas doses 250 e 375 mg/kg p.c., a polpa do maná-cubiu reduziu o número de células micronucleadas induzidas pela DXR no sangue periférico, enquanto que na medula óssea somente a dose de 375 mg/kg p.c. foi antimutagênica. A polpa do maná-cubiu não foi genotóxica no fígado, coração e sangue periférico, e os animais tratados com a associação da polpa do maná-cubiu e DXR apresentaram uma redução de danos ao DNA. Nas doses de 250, 375 e 500 mg/kg p.c., a polpa do maná-cubiu foi capaz de reduzir a peroxidação lipídica induzida pela DXR em células hepáticas, mas não alterou as concentrações de GSH no fígado e no coração. Os dados obtidos da reação em cadeia da polimerase em tempo real referentes ao gene COX-2 mostraram que a polpa do maná-cubiu não modulou a transcrição deste gene. Ainda, a polpa liofilizada do maná-cubiu apresentou em sua composição a presença de elementos-traço como zinco, manganês, selênio, cobre e crômio, mas não em quantidades significativas. Os compostos bioativos presentes na polpa do maná-cubiu, como carotenoides e compostos fenólicos, podem estar relacionados com os efeitos protetores em certos tecidos e doses de maná-cubiu observados neste estudo. / Cubiuzeiro (Solanum sessiliflorum Dunal) is a native plant from Amazonian Forest, used in folk medicine to treat burns and to control cholesterol and blood glucose levels. Phytochemical analysis of the cubiuzeiro fruit, known as maná-cubiu, revealed that its composition exhibits carotenoids, phenolic compounds and vitamins. Due to the few studies that have assessed the biological activity and the presence of compounds with antioxidant properties in this fruit, the objectives of this study were to evaluate the effects of maná-cubiu pulp on genomic stability, oxidative stress parameters and expression of pro-inflammatory genes (iNos and COX-2) in Wistar rats and to determine the presence of chemical elements in the lyophilized pulp by ICP-MS. The animals received lyophilized maná-cubiu pulp (125, 250, 375 or 500 mg/kg b.w.) by gavage for 14 days. On the last day of treatment, saline or doxorubicin (DXR, 16 mg/kg b.w.), used as a genotoxic agent, were administered intraperitoneally, and after 24 hours the animals were euthanized. Peripheral blood and bone marrow were used in the micronucleus test. In the comet assay, liver, heart and peripheral blood cells were analyzed. Liver and heart tissues were used to analyze the thiobarbituric acid reactive substances and reduced glutathione (GSH) and to evaluate the mRNA expression of COX-2 and iNos genes. The results showed that maná-cubiu pulp was not mutagenic or cytotoxic in bone marrow and peripheral blood of the animals. At 250 and 375 mg/kg b.w. doses, the maná-cubiu pulp reduced the number of micronucleated cells induced by DXR in peripheral blood, while only the 375 mg/kg b.w. dose was antimutagenic in bone marrow cells. The maná-cubiu pulp was not genotoxic on liver, heart and peripheral blood cells, and the animals treated with maná-cubiu and DXR exhibited lower levels of DNA damage. At 250, 375 and 500 mg/kg b.w. doses, maná-cubiu pulp was able to reduce lipidic peroxidation induced by DXR on liver cells, however did not change the GSH levels on heart and liver cells. The data obtained by real time polymerase chain reaction (RT-qPCR) from COX-2 gene showed that maná-cubiu pulp did not alter the expression of this gene. Also, the maná-cubiu pulp presented trace elements as zinc, manganese, selenium, copper and chromium, but not in significant amounts. Bioactive compounds in the maná-cubiu pulp as carotenoids and phenolic compounds may be associated with the protective effect in certain tissues and doses of maná-cubiu shown in this study.