Orientador: Flavia Maria Netto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-09T02:23:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tiengo_Andrea_M.pdf: 1037181 bytes, checksum: fa41390046e1fd743ebaf166db3e45ec (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O amaranto vem se destacando como uma excelente fonte alternativa ou complementar de proteínas alimentares devido à sua composição balanceada em aminoácidos essenciais. A cultura do amaranto (Amaranthus cruentus BR Alegria) vem sendo introduzida no Brasil por sua ótima qualidade nutricional, alto teor de proteínas e melhor valor biológico que a de cereais, e funcional, além de características agronômicas de adaptabilidade. Apesar de o amaranto ter sido bem caracterizado quimicamente e apresentar componentes relacionados a diferentes atividades bioquímicas com potencial fisiológico, pouco se conhece sobre seu potencial funcional. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a atividade inibidora da enzima conversora da angiotensina (ECA) e a capacidade ligante de ácidos biliares (AB) da farinha desengordurada de amaranto e seus produtos. Farinha integral foi obtida pela moagem do grão de Amaranthus cruentus (variedade BR Alegria) e tratada com hexano para obtenção da farinha desengordura (FDA), utilizada para a produção do concentrado protéico de amaranto (CPA). Para obtenção de hidrolisados protéicos, CPA, sem e com tratamento térmico prévio (90°C/ 30 minutos), foi hidrolisado com a enzima Alcalase, até atingir 12% de grau de hidrólise (GH). As farinhas e seus produtos derivados foram caracterizados quanto à composição e perfis eletroforético e cromatográfico de suas proteínas. A digestão in vitro das proteínas também foi avaliada e o material digerido utilizado para avaliação da atividade inibidora da ECA. A farinha integral de amaranto e seus derivados apresentaram composição semelhante à encontrada na literatura. O tratamento térmico prévio do CPA não alterou o padrão de atividade das enzimas utilizadas, pois o perfil eletroforético e cromatográfico (fase reversa e exclusão molecular) mostraram-se semelhantes. Todos os hidrolisados protéicos e digeridos apresentaram capacidade de inibir a ECA in vitro. No entanto, os digeridos do CPA sem e com tratamento térmico prévio (DCPAst e DCPAtt respectivamente) apresentaram menor atividade inibidora da ECA (IC50 de 0,439 mg proteína/mL e 0,475 mg proteína/mL respectivamente) que os hidrolisados com Alcalase tanto antes (HPAst e HPAtt) como após a digestão in vitro (DHPAst e DHPAtt) que apresentaram IC50 0,118 a 0,176 mg de proteína/mL. Estes resultados sugerem que, in vivo, a ingestão da proteína de amaranto intacta pode apresentar menor atividade inibidora da ECA quando comparada à ingestão da proteína previamente hidrolisada com Alcalase. A digestão in vitro não alterou a atividade inibitória da ECA dos hidrolisados, sugerindo que os peptídeos inibidores da ECA liberados pela ação da Alcalase foram resistentes à hidrólise gastrintestinal. A capacidade ligante de ácidos biliares dos produtos de amaranto (FDA, CPA, HPAst e resíduo alcalino ¿ RA - obtido da extração do CPA) e da colestiramina (utilizada como controle positivo), foi diferente em função do ácido biliar estudado (ácidos cólico, taurocólico, glicocólico e deoxicólico). A colestiramina apresentou a maior atividade ligante para todos os AB testados, diferindo-se de todas as amostras (p<0,05). O RA, mais rico em fibras (8,6%), apresentou a menor atividade ligante para os AB testados, com exceção do ácido glicocólico, que os demais produtos. A FDA apresentou atividade ligante intermediária para todos os AB, porém semelhante à do CPA com o ácido deoxicólico e do HPAst com o ácido taurocólico, que apresentaram as maiores atividades. A FDA e CPA apresentaram capacidade ligante de ácidos biliares secundários tóxicos à mucosa intestinal. A partir dos resultados obtidos não foi possível afirmar se foram as proteínas, as fibras ou eventualmente outro componente não avaliado, o principal responsável por esta atividade. Com a comprovação das atividades inibidora da ECA e ligante de ácidos biliares in vitro, sugere-se a realização de estudos in vivo, sendo o experimento in vivo um método mais confiável para avaliar a atividade biológica das proteínas de amaranto e demais componentes / Abstract: Amaranth has been highlighted as an excellent alternative or complementary source of food protein due to its balanced amino acid composition. The culture of amaranth has been introduced into Brazil on account of its optimum nutritional (high protein content and better biological quality than that of cereal protein) and functional quality, apart from its agricultural characteristics and adaptability. Although amaranth has been well characterised chemically and present components related to different biochemical activities with physiological potential, little is known about its functional potential. The objective of the present work was to evaluate the inhibitory activity of the angiotensin converting enzyme (ACE) and the capacity to bind with the bile acids (BA) of defatted amaranth flour and its products. Whole flour was obtained by grinding the Amaranthus cruentus grain (BR Alegria variety), and treating with hexane to obtain the defatted flour (ADF), used to produce the amaranth protein concentrate (APC). To obtain the protein hydrolysates, APC, with and without prior heat treatment (90ºC/ 30 minutes), was hydrolysed using the enzyme Alcalase to a 12% degree of hydrolysis (DH). The flours and their derived products were characterised with respect to the electrophoretic and chromatographic compositions and profiles of their proteins. The in vitro digestibility of the proteins was also evaluated and the digested material used to determine the ACE inhibitory activity. The whole amaranth flour and its derivatives presented a composition similar to that found in the literature, and the prior heat treatment of the APC did not alter the activity pattern of the enzymes used, since the electrophoretic and chromatographic profiles (reverse phase and molecular exclusion) were shown to be similar. All the protein hydrolysates, before and after digestion, showed in vitro ACE inhibitory capacity. However, the digested APC, with or without prior heat treatment (DAPCnt and DAPCht, respectively) presented less ACE inhibitory activity (IC50 of 0,439 mg protein/mL and 0,475 mg protein/mL, respectively) than the Alcalase hydrolysates both before (APHnt and APHtt) and after in vitro digestion (DAPHnt and DAPHtt), which presented IC50 values of from 0,118 to 0,176 mg protein/mL. These results suggest that, in vivo, the ingestion of intact amaranth protein could present less ACE inhibitory activity than when ingesting protein previously hydrolysed with Alcalase. In vitro digestion did not change the ACE inhibitory activity of the hydrolysates, suggesting that the ACE inhibitory peptides liberated by the action of Alcalase were resistant to gastro-intestinal hydrolysis. The bile acid binding capacity of the amaranth products (ADF, APC, APHnt and the alkaline residue ¿ AR ¿ obtained from the extraction of APC) and of cholestyramine (used as the positive control), varied as a function of the bile acid studied (cholic, taurocholic, glycocholic and deoxycholic acids). The cholestyramine showed greater binding activity with all the BAs tested, differing from all the samples (p<0,05). The fibre-rich (8,6%) AR presented the least binding activity with all the BAs tested, as compared to the other products, with the exception of with glycocholic acid. The ADF presented intermediate binding activity with all the BAs, which was nevertheless similar to that of APC with glycocholic acid and of APHnt with taurocholic acid, which presented the highest activities. The ADF and APC presented binding capacity with the secondary bile acids toxic to the intestinal mucous membrane. From the results obtained, it was not possible to affirm if it was the proteins, fibres or even some other non-evaluated component, that was responsible for this activity. Having proven the ACE inhibitory and bile acid binding activities in vitro, it is important to also carry out in vivo studies, since the in vivo experiment is a more reliable method to evaluate the biological activity of the amaranth proteins and their other components / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição

Orientador: Flavia Maria Netto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-07T15:37:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria_Mariza_M.pdf: 1934217 bytes, checksum: d2b5831163c6c6be9fad1f62fd40b3fc (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Peptídeos inibidores da enzima conversora de angiotensina (ECA) presentes em alimentos têm despertado o interesse de muitos pesquisadores, pois há evidências que sua ingestão, possa auxiliar na prevenção e no tratamento não medicamentoso da hipertensão. O potencial da atividade anti-hipertensiva de peptídeos tem sido avaliado principalmente com relação à capacidade de inibir a ECA, que tem papel fundamental na regulação da pressão arterial. Desta forma, inúmeros estudos têm focado a produção e o isolamento de peptídeos com atividade inibidora da ECA a partir de proteínas de diferentes fontes alimentícias, embora ainda pouco se conhece sobre a biodisponibilidade destes peptídeos. O presente estudo teve como objetivos: avaliação da influência das enzimas do trato gastrintestinal na atividade inibitória da ECA de hidrolisados protéicos e sua correlação com a atividade anti-hipertensiva avaliada in vivo e avaliar o efeito antihipertensivo e na função renal de hidrolisados de diferentes fontes. Utilizou-se hidrolisados comerciais de diferentes fontes protéicas: caseína (Hyprol 8052), soro de leite (Hyprol 3301) e glutén de trigo (Hyprol 4137) fornecidos pela Kerry Bio-Science; caseina (CE90ACE), soro de leite (WE80BG) e soja (SE50BT), doados pela DMV International e colágenos hidrolisados de origem bovina e suína (Gelita South América). Os colágenos hidrolisados foram fracionados em sistema de ultrafiltração com membranas de cut off de 30 a 50 kDa, 5 a 8 kDa e 1 a 2 kDa, obtendo-se os permeados P1 (PM< 30-50kDa), P2 (PM< 5-8kDa) e P3 (PM< 1-2 kDa), respectivamente. Os hidrolisados foram caracterizados físico-quimicamente e em seguida analisados quanto à capacidade de inibição da ECA antes e após a digestão gastrintestinal in vitro, e atividade anti-hipertensiva em ratos espontaneamente hipertensos (SHR) por via oral. Os produtos que apresentaram as melhores atividades in vivo foram avaliados quanto à sua influência na função renal dos animais e efeito hipotensor prolongado na pressão arterial de SHR, em experimento crônico. A hidrólise gastrintestinal in vitro promoveu efeito variável sobre a atividade inibitória da ECA. Os hidrolisados de maior peso molecular, colágenos hidrolisados bovino e suíno, apresentaram aumento significativo da potência inibitória da ECA. Por outro lado, observou-se redução na capacidade de inibir a ECA dos hidrolisados com menor peso molecular, como os hidrolisados da caseína (Hyprol 8052 e CE90ACE), soro de leite (Hyprol 3301) e soja (SE50BT). Os colágenos hidrolisados bovino e suíno e suas frações, tanto antes como após a digestão gastrintestinal in vitro apresentaram menor potência inibitória da ECA que os demais hidrolisados. Todos os hidrolisados anali sados foram capazes de induzir redução significativa da pressão arterial de SHR, exceto os colágenos hidrolisados bovino (CHB) e suíno (CHS) não fracionados. Os hidrolisados do soro de leite (WE80BG), caseína (CE90ACE), fração P1 do colágeno bovino e suíno (CHBP1 e CHSP1) e a fração P3 do colágeno hidrolisado suíno (CHSP3) foram os mais eficientes em reduzir a pressão arterial de SHR. A administração oral crônica dos hidrolisados WE80BG e CHBP1 induziu uma redução progressiva e significativa da pressão arterial de SHR, sendo a diferença de 20,60 mmHg e 10 mmHg, respectivamente, em relação à pressão basal. O hidrolisado CE90ACE, que apresentou uma das melhores atividades anti-hipertensivas in vivo, induziu redução na filtração glomerular dos animais e promoveu maior excreção de sódio na porção pós-proximal do ducto renal, provavelmente devido a um efeito vasodilatador, decorrente da inibição da ECA. Ao comparar os resultados obtidos in vivo com os valores de IC50 antes e após a hidrólise gastrintestinal, não se observou relação entre a eficiência em inibir a ECA in vitro e a redução da pressão arterial in vivo dos hidrolisados protéicos comerciais. Em conclusão, as enzimas gastrintestinais exercem grande influência sobre atividade antihipertensiva dos hidrolisados protéicos comerciais, podendo aumentar ou diminuir o efeito hipotensor in vivo. Porém, a digestão gastrintestinal in vitro dos hidrolisados antes da avaliação do potencial inibidor da ECA unicamente não se mostrou vantajosa para a predição da atividade biológica dos hidrolisados, pois além da digestão gastrintestinal há outros fatores e/ou mecanismos que podem estar envolvidos com o decréscimo da pressão arterial produzido pela ação dos peptídeos / Abstract: Angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitory peptides present in foods have motivated the interest of many researchers, since there is evidence that the ingestion of these peptides, could aid in the prevention and in the non-medication treatment of hypertension. The anti-hypertensive activity of the peptides has been mainly assessed in relation to their capacity to inhibit the ACE, which has a fundamental role in regulating the blood pressure. In this way, innumerous studies have focused on the production and isolation of peptides with ACE-inhibitory activity from proteins from different food sources, though still little is known about the bioavailability of this peptides. The objectives of the present study were: assess the influence of the gastrointestinal enzymes on the ACEinhibitory activity of protein hydrolysates and the correlation with the anti-hypertensive activity assessed in vivo, and to assess the anti-hypertensive effect and kidney function of hydrolysates from different sources. Commercial hydrolysates from the following protein sources were used: casein (Hyprol 8052), milk whey (Hyprol 3301) and wheat gluten (Hyprol 4137), all provided by Kerry Bio-Science; casein (CE90ACE), milk whey (WE80BG) and soy (SE50BT), donated by DMV International, and hydrolysed collagens of bovine and porcine origins (Gelita South America). The hydrolysed collagens were fractionated in an ultrafiltration system using membranes with cut-offs of 30 to 50 kDa, 5 to 8 kDa and 1 to 2 kDa, obtaining the permeates P1 (PM<30-50 kDa), P2 (PM<5-8 kDa) and P3 (PM<1-2 kDa), respectively. The hydrolysates were physicochemically characterized and analysed for their ACE-inhibitory capacity before and after in vitro gastrointestinal digestion, and for their anti-hypertensive activity in spontaneously hypertensive rats (SHR) via oral. The products presenting the best activity in vivo, were assessed for their influence on the kidney function of the animals and for their prolonged hypotensive effect on the blood pressure of SHR in a chronic experiment. The in vitro gastrointestinal hydrolysis promoted a variable effect on the ACE-inhibitory activity. The higher molecular weight hydrolysates, bovine and porcine collagen hydrolysates, presented a significant increase in the ACE-inhibitory potential. On the other hand a reduction in the ACE-inhibitory potential was observed for the smaller molecular weight hydrolysates, such as the casein (Hyprol 8052 and CE90ACE), milk whey (Hyprol 3301) and soy (SE50BT) hydrolysates. The bovine and porcine collagen hydrolysates and their fractions, both before and after in vitro gastrointestinal digestion, presented lower ACE-inhibitory potential than the other hydrolysates.All the hydrolysates analysed were capable of inducing a significant reduction in blood pressure in the SHR, except for the non-fractionated bovine (BCH) and porcine (PCH) collagen hydrolysates. The milk whey (WE80BG) and casein (CE90ACE) hydrolysates, P1 fractions of bovine and porcine collagen (BCHP1 and PCHP1) and the P3 fraction of the porcine collagen hydrolysate (PCHP3) were the most efficient in reducing the blood pressure in SHR. The chronic oral administration of the hydrolysates WE80BG and BCHP1 induced a progressive, significant reduction in the blood pressure of the SHR, showing a difference of 20.60 mmHg and 10 mmHg, respectively, as compared to the basal pressure. The hydrolysate CE90ACE, which presented one of the best in vivo anti-hypertensive activities, induced a reduction in glomerular filtration by the animals and promoted greater sodium excretion at the post-proximal portion of the kidney duct, probably due to a vasodilatory effect on account of ACE-inhibition. On comparing the in vivo results with the IC50 values, before and after gastrointestinal hydrolysis, no relation was observed between the in vitro ACE-inhibitory efficiency and the in vivo reduction in blood pressure by the commercial protein hydrolysates. In conclusion, the gastrointestinal enzymes exert considerable influence on the anti-hypertensive activity of the commercial protein hydrolysates, and can increase or decrease the in vivo hypotensive effect. Thus the in vitro gastrointestinal digestion of the hydrolisates alone, before the assessment of the ACE-inhibitory potential, is apparently of no advantage in predicting the biological activity of the hydrolysates, since apart from the gastrointestinal digestion other factors and/or mechanisms can also be involved in the decrease in blood pressure produced by the action of the peptides / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição