Orientador: Fernando Antonio Cabral / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T22:16:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LopesFilho_Genival_M.pdf: 416602 bytes, checksum: 4ccc5298df0fb2a67696261d6015fda9 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Pitanga (Eugenia uniflora) é uma fruta nativa do Brasil e amplamente distribuída nos países da América do Sul. Atualmente, seu uso é para a obtenção de polpas e sucos, mas quando se fala do seu potencial antioxidante e propriedades farmacológicas, a pitanga ainda é pouco estudada. Os carotenóides por sua vez, são amplamente conhecidos pelo seu poder corante, valor nutricional, atividade antioxidante e proteção contra algumas doenças. No presente trabalho, foram obtidos extratos a partir dos frutos liofilizados da pitanga usando o dióxido de carbono supercrítico como solvente de extração, nas condições de 40°C e 60°C e nas pressões de 100, 150, 200, 250, 300, 350 e 400 bar. Os ensaios foram realizados em duplicata. Os extratos foram saponificados com KOH metanólico e a análise dos carotenóides foi realizada por cromatografia líquida de alta eficiência com detector de arranjo de diodos. O maior rendimento global em extrato foi de 1,03% na condição de 60°C e 350 bar. Quanto à composição de carotenóides, os extratos apresentaram uma composição complexa sendo b-criptoxantina, licopeno e rubixantina os carotenóides majoritários. A condição de maior concentração de carotenóides totais nos extratos foi a 60°C e 250 bar perfazendo 5474ìg/g, sendo licopeno, rubixantina e cis-licopeno os carotenóides majoritários nesta condição, representando, respectivamente, 49, 22 e 17% do total. Contudo, a melhor condição operacional para extração de rubixantina foi a 40°C e 300 bar (1485 ìg/g). A variação das condições operacionais de temperatura e pressão indicou que o dióxido de carbono supercrítico é seletivo no fracionamento dos diferentes carotenóides, sendo que na isoterma de 60°C não foi detectada a presença de b- criptoxantina nos extratos quando a pressão variou de 200 a 300 bar. Notou-se que para pressões acima de 250 bar, nas duas isotermas, não houve influência das condições operacionais de extração nas concentrações de a e b-caroteno nos extratos / Abstract: Pitanga (Eugenia uniflora) is a fruit native from Brazil and widely distributed in South America. Nowadays, it is used for obtaining pulps and juices, in spite of this, there are few studies analyzing its antioxidant activity and pharmacological properties. On the other hand, the carotenoids, are widely known for their coloring power, nutritional role, antioxidant activity and protection against some diseases. In the present work, extracts of freeze-dried powder of fruits of pitanga were obtained by supercritical carbon dioxide extraction. The operational conditions were as follows: pressures of 100, 150, 200, 250, 300, 350 and 400 bar and temperatures of 40 and 60°C. The assays were conducted in duplicate. The extracts were saponified with 10% methanolic KOH and the carotenoid analysis was carried out by high performance liquid chromatography (HPLC) with diode array detector. The larger global yield was achieved at 60°C and 350 bar (1,03%). All extracts showed a complex carotenoid composition with b-cryptoxanthin, lycopene and rubixanthin as the major carotenoids. The condition of higher carotenoid content in the extract was 60°C and 250 bar, reaching 5474 ìg/g, being lycopene, rubixanthin and cislycopene the major carotenoids, representing, respectively, 49, 22, and 17% of the total amount. However, the best operational condition for rubixantin extraction was at 40°C and 300 bar (1485 ìg/g). The variation of pressure and temperature showed that supercritical carbon dioxide is selective for carotenoids extraction, as was confirmed at 60°C and pressures among 200 and 300 bar. In this condition any b-cryptoxanthin in the supercritical extracts was detected. For pressures above 250 bar, there was no influence of pressure and temperature on the concentration of a and b-carotene in pitanga extracts / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Delia B. Rodriguez-Amaya / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-15T02:58:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kobori_CintiaNanci_D.pdf: 6333584 bytes, checksum: d8484aa12f219cfbbf2be2a0a37127a9 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os carotenóides estão entre os componentes de maior interesse em relação aos efeitos benéficos dos alimentos a saúde humana. Entretanto, estas atividades benéficas estão ligadas às suas estruturas e as concentrações presentes nos alimentos. Dados confiáveis de quantificações são necessários para indicar fontes, aprimorar processos, estabelecer melhor a associação entre ingestão/consumo e a incidência/risco de desenvolvimento de doenças e compreender seu mecanismo de ação e degradação. O capítulo 1 apresenta uma revisão bibliográfica das pesquisas realizadas nos últimos 5 anos em relação aos carotenóides em alimentos, descrevendo os principais efeitos benéficos à saúde, a biodiversidade de fontes carotenogênicas, os aspectos analíticos, os processamentos emergentes que buscam preservar e/ou estabilizar estes componentes, e por fim, estudos de degradação. A alta instabilidade dos carotenóides faz com que sua análise seja um desafio. Para garantir a confiabilidade dos resultados, o Laboratório de Carotenóides da FEA/UNICAMP faz avaliações periódicas do desempenho do método e dos analistas. O capítulo 2 apresenta os resultados mais recentes dessa avaliação, utilizando um material de referência certificado (baby food composite 2383). Participaram do estudo, analistas com diferentes tempos de experiência na análise de carotenóides. Houve uma ótima concordância para valores de carotenos. Porém, para xantofilas, o analista com pouca experiência obteve valores inferiores para luteína e zeaxantina. O capítulo 3 apresenta a reavaliação dos teores de carotenóides em produtos de tomate, que é a principal fonte de licopeno na dieta humana, devido à introdução de novas variedades de tomate, o desenvolvimento de novos produtos e avanços nas tecnologias de processamento e técnicas analíticas. A faixa de licopeno e ?-caroteno total (?g/g) foram, respectivamente, 188-261 e 9,3-13 para extrato, 111-203 e 5,1-7,0 para catchup, 77-117 e 4,4-7,3 para polpa, 93-112 e 5,1-6,4 para molho pronto e 231-471 e 7,0-25 para tomate seco. Tomate seco, que foi analisado pela primeira vez, apresentou os maiores teores de licopeno e luteína. As folhas também são importantes fontes de carotenóides, no capítulo 4, foram determinados os principais carotenóides em cinco folhas nativas e em duas comumente comercializadas para comparação. A concentração de luteína foi de 119 ± 21, 111 ± 48, 104 ± 44, 87 ± 7 e 34 ± 15 µg/g, e o teor de ß-caroteno encontrado foi de 114 ± 22, 97 ± 40, 66 ± 18, 72 ± 9 and 32 ± 14µg/g para caruru, mentruz, taioba, serralha e beldroega, respectivamente. Com exceção da beldroega, todos os valores encontrados foram maiores que das folhas comerciais, salsa e coentro. No estudo de novas tecnologias, o comportamento dos carotenóides em rúcula, couve e espinafre minimamente processados embalados em atmosfera modificada ativa ou passiva, estocados em diferentes condições de temperatura e luz, foi avaliado e discutido nos capítulos 5, 6 e 7. A qualidade sensorial e a composição gasosa na embalagem também foram avaliadas para verificar o shelf-life. De uma forma geral, neoxantina e violaxantina foram mais estáveis nas três verduras folhosas analisadas, com exceção da couve, que na presença de luz, parece ter ocorrido um estímulo do ciclo da violaxantina que envolve a sua de-epoxidação para a formação de zeaxantina. Os teores de luteína e ß-caroteno diminuíram em rúcula e couve durante a estocagem, porém, com perdas menores em temperaturas mais baixas. Em espinafre, houve aumento de neoxantina, violaxantina, luteína e ß-caroteno durante a estocagem em todas as condições, indicando que em alguns casos, o efeito das enzimas biosintéticas pode prevalecer em relação às enzimas oxidativas. Utilizando um Delineamento Composto Central Rotacional, as melhores condições de temperatura e proporção de agente encapsulante e recheio, foram otimizadas para obter uma maior retenção de ß-caroteno na microencapsulação de polpa de acerola. As condições ótimas encontradas foram: 30% de maltodextrina ou amido modificado a temperatura de 157ºC e 20% de goma arábica a 175ºC. As retenções de ß-caroteno e vitamina C foram, respectivamente, 92 e 106% para maltodextrina, 71 e 109% para o amido modificado, e 76 e 114% para goma arábica. A estabilidade do ß-caroteno e da vitamina C da polpa de acerola microencapsulada embalada em sacos de filme flexível aluminizado foi avaliada. A melhor proteção foi verificada para a microencapsulação com goma arábica que obteve 65.4% e 96.7% de retenção de ß-caroteno e vitamina C em 4 meses de estocagem, respectivamente. Enquanto que o controle não-encapsulado obteve apenas 26.4% e 79.2% de retenção, respectivamente. O capítulo 9 estabeleceu uma estratégia para o estudo dos compostos voláteis formados a partir da degradação oxidativa de carotenóides em sistema-modelo de CMC (celulose microcristalina). O experimento foi conduzido com licopeno e os compostos voláteis formados foram tentativamente identificados por GC/MS (Cromatogradia Gasosa com Espectrometria de Massas). Três tipos de revestimento de fibras SPME (Microextração em Fase Sólida) com polaridades diferentes foram estudadas. A fibra mista de DVB/carboxen/PDMS foi a que obteve o maior número de picos e com maior intensidade. Os sete compostos majoritários corresponderam por 78,6% da área total dos picos do cromatograma. Três compostos identificados já foram reportados na literatura como produtos da degradação do licopeno responsáveis pelo aroma de alguns alimentos: o 2-hepten-6-ona, 2-metil, o citral ou geranial (trans-2,6-Octadienal, 3,7-dimetil) e o neral (cis-2,6-Octadienal, 3,7-dimetil) / 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 2018-08-15T07:30:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria-Machado_AdeliaFerreirade_D.pdf: 1999704 bytes, checksum: c23bf121efa13da06e514e81515a8732 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Considerando a importancia de carotenoides e antocianinas, tanto como pigmentos naturais como pelas suas propriedades antioxidantes, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar, por meio de cromatografia liquida de alta eficiencia acoplada aos detectores arranjo de diodos e espectrometro de massas (HPLC-DAD-MS/MS), a composicao de carotenoides e antocianinas em nespera, jaca e jambolao, bem como estudar a atividade antioxidante apresentada por esses pigmentos em diferentes sistemas. Em funcao da coloracao desses frutos, apenas o jambolao foi submetido a analise de antocianinas. Cinco cultivares brasileiros de nespera foram avaliados: Centenaria, Mizauto, Mizuho, Mizumo e Nectar de Cristal. De vinte e cinco carotenoides separados, vinte e tres foram identificados, sendo que os principais foram all-trans-?-caroteno (19-55 %), alltrans-?-criptoxantina (18-28 %), 5,6:5¿,6¿-diepoxi-?-criptoxantina (9-18 %) e 5,6- epoxi-?-criptoxantina (7-10 %). Os conteudos de carotenoides totais variaram entre 196 ?g/100 g (cv. Nectar de Cristal) e 3020 ?g/100 g (cv. Mizumo). Os cultivares Mizauto, Mizuho, Mizumo e Centenaria apresentaram valores de provitamina A entre 89 e 162 ?g RAE/100 g e podem ser considerados uma boa fonte desta pro-vitamina. Nos tres lotes de jaca analisados, quatorze dos dezoito carotenoides identificados foram relatados pela primeira vez, sendo que os principais foram all-trans-luteina (24-44 %), all-trans-?-caroteno (24-30 %), alltrans-neoxantina (4-19 %), 9-cis-neoxantina (4-9 %) e 9-cis-violaxantina (4-10 %). O lote A apresentou o menor conteudo de carotenoides totais (34,1 ?g/100 g) e o menor valor de pro-vitamina A (0,8 ?g RAE/100 g), enquanto nos lotes B e C, os conteudos de carotenoides totais foram de 129,0 e 150,3 ?g/100 g e os valores de pro-vitamina A foram 3,3 e 4,3 ?g RAE/100 g, respectivamente. Os frutos de jambolao apresentaram dois carotenoides principais: all-trans-luteina (43,7 %) e all-trans-?-caroteno (25,4 %). A composicao de antocianinas foi marcada pela presenca de diglucosideos de cinco das seis agliconas comumente encontradas em alimentos, sendo que as principais antocianinas foram delfinidina 3,5- diglucosideo (45 %), petunidina 3,5-diglucosideo (32 %) e malvidina 3,5- diglucosideo (15 %). Esse padrao tambem foi observado para outros flavonoides, onde os principais compostos identificados foram diglucosideos de diidromirecetina, metil-diidromirecetina e dimetil-diidromirecetina, alem de mirecetina glucosideo e um ester de galoil-glucose. A atividade antirradical ABTS?+ (2,2¿-azinobis-(3-etilbenzotiazolina-6-acido sulfonico)) do extrato funcional rico em antocianinas, obtido de frutos de jambolao, foi dependente do pH do meio, com valores de TEAC (capacidade antioxidante equivalente a Trolox) entre 4,8 ?mol Trolox/g fruta (pH 1,0) e 12,7 ?mol Trolox/g fruta (pH 5,0). Esse extrato funcional apresentou cerca de 60 % de protecao ao dimetilantraceno frente a oxidacao por oxigenio singlete, em condicoes de pH 1,0 e 3,0, sendo essa atividade superior aquela apresentada por outras frutas vermelhas. Padrao de cianidina 3-glucosideo foi incorporado em lipossomas unilamelares grandes (LUV) preparados em duas condicoes diferentes de pH (3,1 e 7,4), sendo esses sistemas submetidos a oxidacao induzida por AAPH (diidrocloreto de ?,?¿-azodiisobutiramidina) a 37 °C. Observou-se que as formas de cianidina 3-glucosideo presentes no meio com pH 7,4 (hemiacetais e/ou chalconas e bases quinonoidais), com EC50 = 9,3 ???1,3 ?mol/L (concentracao de antioxidante necessaria para obter 50 % de protecao), apresentaram uma atividade 2,6 vezes maior que as formas presentes no meio com pH 3,1 (maior proporcao de cation flavilium e hemiacetais), cujo EC50 foi de 23,6 ???0,9 ?mol/L. Por fim, padroes de carotenoides, trolox e tocoferol foram microencapsulados com dois materiais de parede diferentes, goma arabica (GA) e maltodextrina (MD), por meio da tecnica de spray-drying. Quando comparada a MD, a parede de GA formou dominios hidrofobicos mais rigidos e compactos, melhorando a solubilizacao de moleculas apolares e reduzindo a acessibilidade de moleculas de oxigenio. Devido a efeitos de compartimentalizacao das moleculas de antioxidante nas microcapsulas (MC), as constantes de desativacao total (kQ) de oxigenio singlete (1O2) foram cerca de duas ordens de magnitude menores nas solucoes de MC, quando comparadas aos valores de kQ em meio homogeneo / Abstract: Considering the importance of carotenoids and anthocyanins, as both natural pigments and antioxidants, the present study was carried out to evaluate, by high-performance liquid chromatography connected to a photodiode array and a mass spectrometry detector (HPLC-DAD-MS/MS) the composition of carotenoids and anthocyanins from loquat, jackfruit and jambolao fruits, as well as to study the antioxidant activity showed by these pigments in different systems. Due to the colour of these fruits, only jambolao was submitted to anthocyanin analysis. Five loquat cultivars from Brazil were evaluated: Centenaria, Mizauto, Mizuho, Mizumo and Nectar de Cristal. Twenty five carotenoids were separated, and twenty three of them were identified. The main carotenoids were all-trans-?-carotene (19-55 %), all-trans-?-cryptoxanthin (18-28 %), 5,6:5¿,6¿-diepoxy-?-cryptoxanthin (9-18 %) and 5,6-epoxy-?-cryptoxanthin (7-10 %). The total carotenoid contents ranged from 196 ?g/100 g (cv. Nectar de Cristal) to 3020 ?g/100 g (cv. Mizumo). Cultivars Mizauto, Mizuho, Mizumo and Centenaria showed provitamin A values between 89 and 162 ?g RAE/100 g, and can be considered good source of this provitamin. In the three analyzed batches of jackfruit, fourteen of the eighteen identified carotenoids were reported for the first time in this fruit. The major carotenoids were all-trans-lutein (24-44 %), all-trans-?-carotene (24-30 %), all-trans-neoxanthin (4-19 %), 9-cisneoxanthin (4-9 %) and 9-cis-violaxanthin (4-10 %). Batch A showed the lowest total carotenoid content (34.1 ?g/100 g) and provitamin A value (0.8 ?g RAE/100 g), whereas for batches B and C, respectively, the total carotenoid contents were 129.0 and 150.3 ?g/100 g and the provitamin A values were 3.3 and 4.3 ?g RAE/100 g. The jambolao fruits showed two main carotenoids: all-trans-lutein (43.7 %) and all-trans-?-carotene (25.4 %). The anthocyanin composition was marked by the presence of diglucosides of five among the six aglycones that are commonly found in foods. The major anthocyanins were delphinidin 3,5-diglucoside (45 %), petunidin 3,5-diglucoside (32 %) and malvidin 3,5-diglucoside (15 %). This pattern was also observed for other flavonoids, where the main identified compounds were diglucosides of dihydromyricetin, methyl-dihydromyricetin, and dimethyldihydromyricetin, in addition to myrecetin glucoside and a galoyl-glucose ester. The scavenging capacity of ABTS?+ (2,2'-azinobis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid)) showed by the anthocyanin-rich functional extract from jambolao fruits, was dependent on the medium pH, showing TEAC (Trolox equivalent antioxidant capacity) values between 4.8 ?mol Trolox/g fruit (pH 1.0) and 12.7 ?mol Trolox/g fruit (pH 5.0). This functional extract showed about 60 % of protection on dimethylantracene oxidation by singlet oxygen, in pH conditions of 1.0 and 3.0, being this activity higher than those showed by other red fruits. Cyanidin 3-glucoside standard was incorporated to large unilamelar liposomes (LUV) prepared at two different pH conditions (3.1 and 7.4). These systems were submitted to oxidation induced by AAPH (?,?¿-azodiisobutyramidine dihydrochloride) at 37 °C. The cyanidin 3-glucoside forms present in the medium at pH 7.4 (hemiacetals and/or chalcones and quinonoidal bases), with EC50 = 9.3 ???1.3 ?mol/L (antioxidant concentration required for 50 % protection), showed na activity 2.6 times higher than that showed by the forms present at pH 3.1 (higher proportion of flavylium cation and hemiacetals), whose EC50 was 23.6 ???0.9 ?mol/L. Finally, carotenoids, trolox and tocopherol standards were microencapsulated with two different wall materials, gum arabic (GA) and maltodextrin (MD), by the spraydrying technique. GA wall formed more rigid and compacted hydrophobic domains than those in the MD microcapsules, improving the solubilization of apolar molecules and reducing the accessibility of oxygen molecules. Due to compartmentalization effects of antioxidant molecules in the microcapsules (MC), the quenching rate constants (kQ) of singlet oxygen (1O2) were reduced almost twoorders of magnitude in MC solutions as compared with those observed in homogenous media. was also observed for other flavonoids, where the main identified compounds were diglucosides of dihydromyricetin, methyl-dihydromyricetin, and dimethyldihydromyricetin, in addition to myrecetin glucoside and a galoyl-glucose ester. The scavenging capacity of ABTS?+ (2,2'-azinobis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid)) showed by the anthocyanin-rich functional extract from jambolao fruits, was dependent on the medium pH, showing TEAC (Trolox equivalent antioxidant capacity) values between 4.8 ?mol Trolox/g fruit (pH 1.0) and 12.7 ?mol Trolox/g fruit (pH 5.0). This functional extract showed about 60 % of protection on dimethylantracene oxidation by singlet oxygen, in pH conditions of 1.0 and 3.0, being this activity higher than those showed by other red fruits. Cyanidin 3-glucoside standard was incorporated to large unilamelar liposomes (LUV) prepared at two different pH conditions (3.1 and 7.4). These systems were submitted to oxidation induced by AAPH (?,?¿-azodiisobutyramidine dihydrochloride) at 37 °C. The cyanidin 3-glucoside forms present in the medium at pH 7.4 (hemiacetals and/or chalcones and quinonoidal bases), with EC50 = 9.3 ???1.3 ?mol/L (antioxidant concentration required for 50 % protection), showed an activity 2.6 times higher than that showed by the forms present at pH 3.1 (higher proportion of flavylium cation and hemiacetals), whose EC50 was 23.6 ???0.9 ?mol/L. Finally, carotenoids, trolox and tocopherol standards were microencapsulated with two different wall materials, gum arabic (GA) and maltodextrin (MD), by the spraydrying technique. GA wall formed more rigid and compacted hydrophobic domains than those in the MD microcapsules, improving the solubilization of apolar molecules and reducing the accessibility of oxygen molecules. Due to compartmentalization effects of antioxidant molecules in the microcapsules (MC), the quenching rate constants (kQ) of singlet oxygen (1O2) were reduced almost twoorders of magnitude in MC solutions as compared with those observed in homogenous media / Doutorado / 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 2018-08-15T23:23:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miranda_VivianeSantos_M.pdf: 970063 bytes, checksum: c94605e64c4c1e02a3d26383b3426a04 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O interesse pelos carotenóides tem aumentado consideravelmente nos últimos anos pela evidência dos seus já conhecidos benefícios à saúde humana, devido às suas propriedades antioxidantes, anticarcinogênicas e imunomodulatórias. As principais fontes industriais de carotenóides são a síntese química e a extração a partir de plantas e microalgas, porém são poucos os carotenóides cuja produção seja economicamente viável. Considerando que os microrganismos extremófilos são importantes fontes de compostos bioativos e que algumas bactérias extremófilas produzem carotenóides com características estruturais muito diferentes das encontradas nos alimentos, os objetivos deste trabalho foram: identificar os carotenóides produzidos pelas bactérias Halococcus morrhuae (ATCC 17082) e Halobacterium salinarium (ATCC 33171), através de cromatografia líquida de alta eficiência conectada aos detectores de arranjo de diodos e de massas (HPLC-DAD-MS/MS) e estudar, através de planejamento fatorial, o efeito de diferentes condições de cultivo no crescimento de biomassa celular, produção de carotenóides e proteção proporcionada pelos carotenóides contra o oxigênio singlete (O2(1Dg)). Foram identificados 8 carotenóides nas linhagens de Hcc. morrhuae e Hbt salinarium. O carotenóide majoritário foi alltrans-bacterioruberina, seguido dos seus isômeros geométricos 13-cisbacterioruberina, 5-cis,9¿-cis-bacterioruberina, e 5-cis-bacterioruberina e de seus derivados all-trans-bisanidrobacterioruberina, cis-bisanidrobacterioruberina e cistrisanidrobacterioruberina. O carotenóide all-trans-trisanidrobacterioruberina foi encontrado apenas em Hcc. morrhuae. A bactéria Hcc. morrhuae apresentou maior concentração de carotenóides totais, cerca de 87,9 µg/g de massa seca, do que a Hbt. salinarium (44,5 µg/g de massa seca). Ambas as bactérias apresentaram alta desativação do radical ABTS·+ e valores próximos da capacidade antioxidante equivalente de Trolox (TEAC). A bactéria Hcc. Morrhuae apresentou melhor desativação do O2(1Dg), 27% de proteção e a Hbt. salinarium, cerca de 10% de proteção. Portanto a linhagem Hcc. morrhuae foi escolhida para para estudar a quantidade de biomassa, teores de carotenóides totais e atividade antioxidante, através de um delineamento composto central rotacional (DCCR) 23. A variável temperatura foi a que mais influenciou a produção de biomassa, de carotenóides totais e a porcentagem de proteção proporcionada pelos carotenóides contra o O2(1Dg). A máxima produção de biomassa foi observada com 279,76 g/L de NaCl, pH 6,4 e temperatura de 34 ºC. A maior concentração de carotenóides totais e de porcentagem de proteção foi observada a 250 g/L de NaCl, pH 6,0 e 40 ºC / Abstract: The interest on carotenoids has considerably increased in the last years due to the known evidence of their benefits to the human health, related to their antioxidant, anticarcinogenic and immune modulation properties. The major industrial sources of carotenoids are chemical synthesis and extraction from plants and microalgae; however, there are few carotenoids whose production is economically feasible. Considering that extremophile microorganisms are important sources of bioactive compounds and that some extremophile bacteria produce carotenoids with different structural characteristics as compared with those found in foods, the aims of this work were: identify, through HPLC-DADMS/MS, the carotenoids produced by the bacteria Halococcus morrhuae (ATCC 17082) and Halobacterium salinarium (ATCC 33171), and to evaluate, applying factorial design, the effect of different growth conditions on the results of cell biomass, carotenoid production and protection against singlet oxygen (O2(1Dg)). Eight carotenoids from Hcc. morrhuae and Hbt salinarium strains were identified. The major carotenoid was all-trans-bacterioruberin, followed by its geometrical isomers 13-cis-bacterioruberin, 5-cis,9¿-cis-bacterioruberin and 5-cisbacterioruberin and its derivatives all-trans-bisanhydrobacterioruberin, cisbisanhydrobacterioruberin and cis-trisanhydrobacterioruberin. The carotenoid alltrans-trisanhydrobacterioruberin was only found in the Hcc. morrhuae strain. Hcc. morrhuae showed higher concentration of total carotenoids, about 87.9 µg/g of dry mass, than Hbt. salinarium (44.5 µg/g of dry mass). Both bacteria showed high scavenger activity of ABTS·+ and similar trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC) values. The bacterium Hcc. morrhuae showed 27% protection against O2(1Dg) and Hbt. salinarium about 10% protection, therefore Hcc. morrhuae strain was chosen to perform the complete factorial design. A response surface methodology (23) was applied to evaluate the production of biomass, content of total carotenoids and antioxidant activity. The variable temperature had more influence on biomass production, total carotenoids and percentage of protection provided by carotenoids against the O2(1Dg). The maximum production of biomasswas observed at 279.76 g/L of NaCl, pH 6.4 and 34 ºC. The highest concentration of total carotenoids and percentage of protection was observed at 40 ºC, 250 g/L of NaCl and pH 6.0 / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Orientadores: Maria Regina Wolf Maciel, Cesar Benedito Batistella / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T01:48:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RiosPinto_LuisaFernanda_M.pdf: 20048663 bytes, checksum: 6a98f3cef912af2be266020d94b174a8 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Na atualidade, a substituição de insumos artificiais utilizados nas áreas alimentícias, farmacêuticas e de cosméticos por produtos de origem natural, vem ganhando forte destaque mundialmente. Neste sentido, o Brasil se coloca em posição de realce pela enorme potencialidade de seus recursos naturais e agrícolas. Entretanto, a reduzida capacidade tecnológica do Pais de processar tais recursos, coloca o Brasil na situação de importador de matérias primas, desperdiçando a oportunidade do interessante mercado que se aflora para produtos naturais. Todos estes produtos dependem, em algum estagio do processo produtivo, da destilação ou da extração supercritica. A destilação molecular apresenta vantagens em relação as outras técnicas para a separação e/ou concentração, porque não ha a necessidade de introduzir outros componentes aos produtos naturais, e isto e desejado pelo mercado. Neste trabalho, foi realizado um estudo do processo de destilação molecular para a recuperação de carotenos a partir do óleo de palma, com as condições exigidas pelo mercado, não somente nacional, mas com qualidade para a exportação. Entre as funções desempenhadas pelos carotenóides podem ser elencadas a prevenção e o tratamento de patologias como câncer, doenças cardiovasculares, catarata, desordens fotossensíveis e do sistema imune, alem disso, tem propriedades antioxidantes e atividade provitaminica A. Para fazer a extração dos carotenos se partiu do óleo de palma bruto, sendo necessárias etapas anteriores ao processo de destilação molecular para se trabalhar em condições mais brandas. Estas etapas foram reações de neutralização e transesterificação, apos isso, o óleo transesterificado foi introduzido ao destilador molecular se conseguiram recuperações de carotenos de 306 ppm ate 25900 ppm de concentração. Alem disso, dois produtos importantes durante a concentração dos carotenos foram obtidos, sendo um deles o biodiesel com as condições exigidas pelo mercado e o outro produto foi o sabão, formado a partir dos ácidos graxos tirados durante a etapa da neutralização. Assim sendo este processo bem mais limpo e viável economicamente / Abstract: Currently, the substitution of artificial supplies by natural products in food, pharmaceutical and cosmetics areas, is acquiring an important worldwide position. In this regard, Brazil is placed on a prominent due to its great potential in natural resources and agriculture products. However, the low technological capacity for processing these resources turns Brazil into an exporter of raw materials, losing in this way, the large market opportunity that emerges for natural products. The production process of all these products depends on molecular distillation process or supercritical extraction process in some of their stages. Molecular distillation presents advantages in comparison to others separating and/or concentration techniques, because there is no need of introducing other components to the natural products, which is a desired characteristic by the market. This dissertation studied the recovery of the carotenoids from palm oil by molecular distillation process, with the specifications demanded by national and international markets. Among the roles played by carotenoids, it could be mentioned the prevention and treatment of diseases such as cancer, cardiovascular disease, cataracts, and photosensitive disorders of the immune system. In addition, they have antioxidant and provitamin A properties The carotenes extraction began with the treatment of the crude palm oil. It was necessary some steps prior to molecular distillation process to work in milder conditions. These steps were neutralization and transesterification reactions. After this, the oil was added to the molecular distiller, where it can be obtained a carotenes recovery from 306 ppm to 29000 ppm of concentration. In addition to the carotenoids, another two important products were obtained; one was biodiesel, with market demands, and the other one was soap, which was produced with the fatty acids formed along the neutralization step / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

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.

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