Dissertação composta por 3 artigos. / CAPES / O meio ambiente está em constante modificação, principalmente devido à influência antrópica. O monitoramento destes ambientes tem como objetivo caracterizar o meio, prever danos futuros e remediar possíveis impactos. No ambiente, as águas superficiais são dinâmicas, com constantes mudanças e crescente demanda, necessitando da garantia de qualidade para seu uso, realizada através de análises físico-químicas, microbiológicas e de compostos traço. Neste estudo, amostras de águas superficiais, de 12 pontos distintos da cidade de Apucarana-Paraná (Brasil), foram coletadas no período de um ano. As amostras foram submetidas às análises físico-químicas e microbiológicas, analisadas com base na quimiometria, a fim de demonstrar a influência do meio urbano e rural, e os fatores mais relevantes para a caracterização do ambiente. Considerando os ambientes de influência rural, foram analisadas a presença de pesticidas organoclorados, com a otimização do método de microextração líquido-líquido dispersiva, e uso instrumental da cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa. Os dados apontam que os ambientes estão livres de contaminação e dentro dos padrões de aceitação, tanto para os parâmetros físico-químicos quanto microbiológicos. Os ambientes de interesse também apresentaram-se isentos de contaminação por pesticidas organoclorados no período de pesquisa. / The environment is constantly changing, mainly due to human influence. Environmental monitoring has object to environment, predict future damage and remedy potential impacts. Surface water is a dynamic medium, with constant changes and increasing demand, requiring quality assurance for their use, performed by physical-chemical, microbiological and analysis compounds traits. In this study, surface water samples of 12 different points of the city of Apucarana, Paraná (Brazil), were collected within one year. The samples were subjected to physical, chemical and microbiological analyzes, analyzed based on chemometrics in order to demonstrate the influence of urban and rural areas, and the most important factors to characterize the environment. Considering the influence of rural environments were analyzed the presence of organochlorine pesticides in the optimization of the method of liquid-liquid microextraction dispersive, and instrumental use of gas chromatography-mass spectrometry. Data indicates that the environments are free from contamination and within the acceptable standards for both the physical-chemical and microbiological parameters. The environments of interest also presented free of contamination by organochlorine pesticides in the research period. / 5000

A própolis vermelha brasileira tem atraído interesses científicos e econômicos devido às suas variadas atividades biológicas. Este produto natural possui composição química variada de acordo com a região na qual é encontrado, sendo necessária uma completa caracterização química para cada tipo de própolis, a fim de se elucidar os compostos presentes e responsáveis pela atividade biológica observada. Neste trabalho, buscou-se caracterizar quimicamente os extratos da própolis vermelha brasileira, avaliar sua atividade antitumoral, bem como alguns mecanismos de morte celular, além de investigar o padrão proteico de células tumorais de laringe (Hep-2) e não tumorais de rim (Hek-293) tratadas e não tratadas com extratos da própolis vermelha através da análise proteômica comparativa. A caracterização química mostrou que a própolis apresenta moléculas complexas, principalmente isoflavonoides, que possuem importantes atividades biológicas, dentre elas a atividade antitumoral. A atividade citotóxica de duas frações e do extrato hidroalcoólico da própolis foi avaliada na linhagem tumoral Hep-2, a qual se revelou mais citotóxica nos tratamentos com as frações investigadas. Os ensaios de citometria mostraram que as células que receberam tratamento apresentaram menor potencial de membrana mitocondrial, maior quantidade de células em apoptose tardia (TUNEL e Anexina-V/PI), menor geração de espécies reativas do oxigênio e o aumento de fragmentação do DNA. Além disto, as colorações revelaram a presença de corpos apoptóticos e condensação de cromatina. A análise proteômica permitiu a comparação dos mapas proteicos da linhagem Hep-2, na ausência ou presença de extratos da própolis vermelha, com a linhagem não tumoral Hek-293. Estas proteínas foram classificadas de acordo com os processos biológicos as quais estão envolvidas. Além disto, doze proteínas identificadas na linhagem Hep-2 apresentaram expressão reduzida comparada ao grupo controle, dentre as quais muitas estão presentes em grande quantidade em outros tumores e são consideradas biomarcadores tumorais. Os resultados, de forma geral, mostram que a própolis interfere em um conjunto de eventos intracelulares e, assim, passa a ser uma candidata promissora para inibir o crescimento celular e contribuir para os diferentes passos relacionados com o processo de carcinogênese. Embora os mecanismos moleculares pelos quais a própolis vermelha interaja com o metabolismo das células permaneçam ainda desconhecidos, estudos adicionais servirão para melhor elucidar a atividade antitumoral da própolis vermelha brasileira e de suas frações. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES. / The Brazilian red propolis has attracted scientific and economic interests due to its varied biological activities. This natural product has diversify chemical composition according to the region in which it is found, then it is necessary a complete chemical characterization for each type of propolis, in order to elucidate the present compounds and responsible for the biological activity observed. In this work, we attempted to chemically characterize the extracts of Brazilian propolis, evaluate their antitumor activity as well as some cell death mechanisms, and to investigate the protein profile of larynx tumor cells treated and not treated with propolis extracts through comparative proteomic analysis. The chemical characterization showed that propolis has complex molecules, particularly isoflavones, which present significant biological activities, such as antitumor activity. The cytotoxic activity of two fractions and of the hydroalcoholic extract of propolis was assessed in Hep-2 tumor cell line, which proved to be more cytotoxic treatments in the investigated fractions. Flow cytometric assays showed that treated cells had lower mitochondrial membrane potential, increased amount of cells in late apoptosis (TUNEL and Annexin-V / PI), less generation of reactive oxygen species and increase in DNA fragmentation. Furthermore, the staining revealed the presence of apoptotic bodies and chromatin condensation. The proteomic analysis has allowed comparison of the maps of the protein Hep-2 cell line, in the absence or presence of propolis extracts, with non-tumor cell line Hek-293. These proteins were classified according to the biological processes which they are related. Besides, twelve identified proteins in Hep-2 showed reduced expression from the control group. Between them, many are presented in large quantities in other tumors and are considered tumor biomarkers. The results in general show that propolis interferes with a series of intracellular events and hence becomes a promising candidate to inhibit cell growth and contribute to the different steps relating to the process of carcinogenesis. Although the molecular mechanisms by which propolis interact with the metabolism of the cells remain unknown, further study will serve to better elucidate the antitumor activity of Brazilian propolis and its fractions.

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T05:30:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fischer_GilvanAnderson_D.pdf: 1330009 bytes, checksum: a03c001d3375eaae07873f0e8dd8d168 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Bromelina é um conjunto de enzimas proteolíticas encontradas nos vegetais da família Bromeliaceae, da qual o abacaxi é o mais conhecido. A bromelina tem diversos usos, todos baseados em sua atividade proteolítica. Com a necessidade de desenvolver novos processos de purificação e concentração desses compostos a extração líquido-líquido por micela reversa mostra-se como uma técnica atrativa, pois possui a capacidade de solubilizar biomoléculas específicas de uma solução aquosa, como o extrato bruto do abacaxi. Dentre os equipamentos disponíveis para a extração líquido-líquido foi usada uma micro-coluna de campânulas pulsantes, visando a separação e purificação de biomoléculas em operação contínua. A melhor condição de extração da bromelina com micelas reversas em operação batelada foi aplicada na coluna de extração. Com o objetivo de encontrar as condições ótimas de operação da coluna foi utilizada a técnica de planejamento de experimentos do tipo estrela, de forma a abranger toda região de operação. Para isto variouse a razão Vazão Fase Leve/Vazão Total e o intervalo entre os pulsos na entrada para determinar as variações na saída do rendimento de proteína total e o fator de purificação. Os valores dos pontos ótimos para as variáveis respostas encontrados foram: fator de purificação de 5 vezes e produtividade de 1,28 mg/min. E as condições operacionais que levam ao ótimo das respostas foram: Vazão Fase Leve/Vazão Total de 0,67 e intervalo entre os pulsos de 1 s. Para representar a dinâmica de operação da coluna de extração usouse uma simples aproximação baseada nas redes neurais, pois este modelo de conexão tem a habilidade de aprender procedimentos complexos do sistema físico. As entradas foram representadas pelos passados e presentes valores da razão vazão fase leve/vazão total e no intervalo entre os pulsos, e as saídas o valor presente do rendimento de proteína total e o fator de purificação. Com o objetivo de encontrar a melhor topologia, treinou-se a rede com o algoritmo Regularização Bayesiana, variando-se o número de neurônios da camada intermediária para encontrar o melhor modelo. A topologia final da rede neural foi 16-9-2, com funções de ativação sigmoidal. Observou-se o bom desempenho da rede neural com respeito à Proteína Total e o Fator de Purificação em toda a faixa de valores desejada / Abstract: Bromelain is a set of proteolitics enzymes found in vegetables of the Bromeliaceae family, from which pineapple is known more. Bromelain has several uses, ali based on its proteolitics activity. There is the necessity to develop new processes for purification and concentration of these composites, the liquid-liquid extraction for reversed micelles reveals as one attractive technique, therefore it has had the specific capacity of getting soluble biomolecules of an aqueous solution, as the crude extract of the pineapple. Amongst equipment for the liquid-liquid extraction available it was developed a microcolumn of pulsed caps, with the purpose to get an equipment for the accomplishment of extraction processes liquid-liquid, appropriate for the separation and purification of biomolecules in continuous operation. The best condition of bromelain extraction with reversed micelles in batch operation was applied in the extraction column. To find the best operation conditions of the column, the star design of experiments was used, covering ali region of operation. For this it had been varied the ratio between low density phase to total flow and the range of time between pulses on the input to determine the variations of the total protein yield and purification factor on output each three minutes. The best values found were: 5 for purification factor and 1.28 mg/min for productivity. And operational conditions that lead to results were: 0.67 for the ratio between low-density phase to total flow and 1 s for range of time between pulses. To represent the dynamics of operation of the extraction column a simple approach based on the neural networks was used, therefore this model of connection has the ability to leam complex procedures of the physical system. The input had been represented by the pasts and presents values of the ratio between low density phase to total flow and the range of time between pulses, and the outputs the present value of the total protein yield and purification factor. To find the best topology, the network was trained with Bayesian Regularization algorithm, varying the number of neurons on hidden layer to find the best model. The final topology of the neural network was 16-9-2, with sigmoid activation functions. It was observed that the performance of the neural network is good with respect to the total protein yield and purification factor in ali range of values desired. / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T11:03:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cesar_AnaClaudiaWabiszczewicz_D.pdf: 433934 bytes, checksum: b603e81d6b5be21cf414417fb7c4a679 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O Brasil encontra-se entre um dos maiores produtores mundiais de abacaxi ocupando o terceiro lugar no ranking mundial. Visando o aproveitamento do material considerado resíduo agrícola (caule e folhas) e resíduos do processamento do fruto, muitos estudos tem sido realizados para a obtenção de enzimas proteolíticas do abacaxi. As enzimas proteolíticas de origem vegetal são provenientes principalmente do figo (ficina), do mamão (papaína) e do abacaxi (bromelina). Por bromelina entende-se o conjunto de enzimas proteolíticas produzidas por plantas da família das Bromeliaceae. É uma enzima de amplo uso na indústria alimentícia para o amaciamento de carne e clarificação da cerveja, para o amaciamento de couro, e na indústria farmacêutica, em medicamentos destinados a distúrbios de digestibilidade,e também por sua ação antiinflamatória e antimucolítica. O desenvolvimento de novos processos de extração e purificação de proteínas é muito importante, uma vez que esta é uma etapa limitante na produção de bioprodutos. O presente trabalho propõe um processo de recuperação da bromelina do fruto de abacaxi por técnica de precipitação do caldo prensado com etanol frio onde foram obtidos resultados demonstrando que em uma precipitação em 1 estágio com 80% v/v de etanol a 5°C é possível recuperar praticamente toda a enzima originalmente presente, aumentando de 3 a 5 vezes a atividade específica inicial e purificação através da extração líquido-líquido em duas fases aquosas, formado por duas fases aquosas imiscíveis ou parcialmente miscíveis entre si , obtidas pela adição de polímeros hidrofílicos ou um desses polímeros e um sal , como o sistema PEG ( polietileno glicol ) e o fosfato de potássio. O trabalho apresenta um estudo sobre os custos do processo e estimativas sobre o preço de venda e retorno sobre o investimento , demonstrando a viabilidade econômica da proposta quer para utilização como pré-processo nos tradicionais sistemas cromatográficos, quer para sua comercialização direta, como alternativa para o produtor do abacaxi, ou do fabricante de sucos e compotas / Abstract: Brazil is one of the world¿s largest producers of pineapples, its production being the third one in the world. To take advantage of the residues from fruit processing, many studies have been conducted to obtain proteolytic enzymes from them. These proteolytic enzymes are extracted mainly from fig (ficine), papaya (papain), and pineapple (bromelain). Bromelain is a mixture of proteolytic enzymes found in Bromeliaceae family. It is an enzyme with ample use in food industry for meat tenderizer and beer clarification, in leather and pharmaceutical industries, in drugs for digestion disorders, anti-inflammatory action, and anti-colitis action. The development of new extraction and purification processes of proteins is very important, as this is a limiting step in the production of byoproducts. The present work proposes a recovery process of bromelain from pineapples by precipitation of their pressed juice with cold ethanol, whereby a one stage precipitation with 80% v/v of ethanol at 5°C made possible the recovery of practically all originally present enzyme, increasing from 3 to 5 times the initial specific activity and purification by a liquid-liquid extraction in two aqueous phases, formed by immiscible aqueous phases or partially miscible ones, which are obtained from the addition of hydrophilic polymers or one of these polymers and a salt, such as PEG system (polyethylene-glycol) and potassium phosphate. This work presents a study about the costs of this process and the estimated sale prices as well as its return of investment, showing its economic viability, whether it is for use as a pre-process in traditional chromatographic systems or direct commercialisation, as an alternative for the pineapple producer of the juice market / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-10T17:39:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_JulianaFerrari_M.pdf: 1163600 bytes, checksum: 2fad54014afb77b7e2ead964968cb026 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A bromelina é uma protease de origem vegetal, obtida de diversas espécies da família Bromeliaceae, que está presente no talo e no fruto do abacaxi. O uso da bromelina é baseado em sua atividade proteolítica nas indústrias alimentícias e principalmente na farmacêutica brasileira. A bromelina é muito bem documentada pelos seus efeitos curativos em todas as condições inflamatórias, além de ter sua eficácia provada na cura de vários outros problemas de saúde, tais como: angina, indigestão e problemas respiratórios. Vários métodos de purificação da bromelina estão em estudo, sobretudo da bromelina do talo. A extração líquido-líquido é aplicada há muitos anos como uma valiosa técnica laboratorial de separação. Esta pode ser usada como um passo da pré-purificação usando um sistema de duas fases aquosas. Esses sistemas foram testados com sucesso, são sistemas formados por duas fases aquosas imiscíveis ou parcialmente miscíveis entre si, obtidas pela mistura de polímeros hidrofílicos ou um desses polímeros e um sal, como o sistema PEG (polietileno glicol) e o fosfato de potássio. O presente trabalho estudou a caracterização da enzima e a recuperação da bromelina presente na casca e talo do abacaxi, por extração líquido-líquido em sistemas de duas fases aquosas PEG/ fosfato. Realizou-se ensaios em batelada para a extração e recuperação da enzima, utilizando como indicador o coeficiente de partição. Obtiveram-se diagramas de fases para o sistema fosfato de potássio e polietileno glicol 1500 e 4000 nos pH¿s de 6 a 11, a 25 °C. Estudou-se três diferentes ¿tie-lines¿. Analisou-se a influência do pH e do comprimento das ¿tie-lines¿ no coeficiente de partição da enzima / Abstract: The bromelains are proteases from vegetable origin, obtained from several species of Bromeliaceae family, which are found in pineapple¿s stem and fruit. The bromelains uses are based on its proteolytic activity on food industries and mostly at Brazilian pharmaceutical industry. The bromelains has been documented by its therapeutic effects at all inflammatory conditions, in addition to its attested efficiency of cure of various health problems, such as angina, indigestion and respiratory problems. Various bromelains¿ purification methods has been studied, particularly of stem¿s bromelain. Aqueous two-phase systems has been applied for several years as a good laboratorial separation technique and they can be used as a prepurification step. These systems have been tested with large success. The systems are formed by two aqueous phases immiscible or partially miscible within themselves, obtained by the addition of hydrophilic polymers or one hydrophilic polymer and a salt, such as the poly(ethylene glycol) ¿ PEG ¿ and potassium phosphate salt systems. This work studied the enzyme characterization and recuperation presented in the pineapple¿s stem and skin, by aqueous two-phase systems liquid-liquid extraction. Batch assays were performed aiming the enzyme extraction and recuperation, using the partition coefficient as indicator. The phase diagrams from PEG and potassium phosphate salts aqueous two-phase systems were obtained for PEG molecular weight of 1500 and 4000 at pH 6.0 to 11.0, at 25 ºC. Three different tie-lines were also studied. The pH and tieline length influence on the enzyme partition coefficient were analysed. / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

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

Orientadores: Osvaldir Pereira Taranto, Edson Antonio da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T11:27:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_WilsonJuniordos_M.pdf: 2752404 bytes, checksum: 248dc6b0dc41a48205f35d33ca05b0f7 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A folha da mangueira (Mangifera indica L.) é uma fonte potencial de antioxidantes naturais, os quais possuem efeitos benéficos na saúde humana e evitam a deterioração de alimentos. No entanto, os métodos tradicionais para extração desses compostos bioativos têm com principal desvantagem o uso de solventes tóxicos, como o metanol e a acetona. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi a extração de antioxidantes da folha da mangueira utilizando técnicas de extrações em uma e duas etapas com solventes GRAS (Generally Recognized As Safe). A extração em uma etapa foi realizada com dióxido de carbono supercrítico, água e etanol. As temperaturas e pressões do dióxido de carbono supercrítico variaram entre 40 e 60 °C e 150 e 250 bar, respectivamente. As extrações com água e etanol foram feitas a 40 °C por 24 horas. A extração em duas etapas foi empregada através da combinação da extração supercrítica com a extração convencional. Neste caso, os resíduos das extrações supercríticas a 40 °C foram submetidos a uma nova extração com água ou etanol. Todos os extratos foram caracterizados quanto ao rendimento de fenólicos totais e a quantidade de mangiferina. A atividade antioxidante de todos os extratos foi determinada pelos métodos ORAC e DPPH. O solvente mais eficiente na extração dos compostos antioxidantes foi o etanol. Os resultados obtidos com o CO2 supercrítico foram superiores aos reportados na literatura, no entanto, foram baixos quando comparados às demais técnicas utilizadas neste trabalho. Na extração aquosa, o pré-tratamento da matriz vegetal com CO2 supercrítico a 40 °C e 150 bar aumentou em 65% o rendimento de fenólicos totais e 25% o rendimento de mangiferina, enquanto que o pré-tratamento a 40 °C e 250 bar propiciou um aumento de 30 e 75% (método ORAC e DPPH, respectivamente) na atividade antioxidante. No entanto, na extração etanólica, o pré-tratamento com CO2 não apresentou nenhuma influência significativa nos resultados. Finalmente, em todos os extratos, a atividade antioxidante apresentou correlação positiva com o rendimento de fenólicos totais, indicando que os fenóis são os principais antioxidantes da folha da mangueira / Abstract: The mango (Mangifera indica L.) leaf is a potential source of natural antioxidants, which have beneficial effects on human health and prevent food deterioration. However, the traditional methods to extract these bioactive compounds have as main drawback the use of toxic solvents, such as methanol or acetone. In this context, this work aimed at the antioxidants extraction of mango leaves using extraction techniques in one and two steps with GRAS (Generally Recognized As Safe) solvents. Single step extractions were performed with supercritical carbon dioxide, water and ethanol. Temperatures and pressures of supercritical carbon dioxide were between 40 and 60 °C and 150 and 250 bar, respectively. The extractions with water and ethanol were carried out in batches at 40 °C for 24 hours. Two-step extraction was applied combining supercritical extraction with conventional extraction. In this case, residues of supercritical extraction at 40 °C were submitted to an another extraction with water or ethanol. All extracts were analyzed for phenolic compounds content and the amount of mangiferin. The antioxidant activity was determined by ORAC and DPPH methods. The most efficient solvent in the antioxidant extraction was ethanol. The results obtained with supercritical CO2 were higher than those reported in literature, however, were low when compared to other techniques used in this study. In aqueous extraction, the pre-treatment of the vegetable matrix with supercritical CO2 at 40 °C and 150 bar increased approximately 65% the yield of the total phenolics and 25% the yield of mangiferin, whereas pre-treatment at 40 °C and 250 bar resulted in an increased of 30 and 75% (method ORAC and DPPH, respectively) in antioxidant activity. However, in ethanolic extraction, pre-treatment with CO2 showed no significant influence on the results. Finally, in all extracts, the antioxidant activity was positively correlated with the yield of total phenolics, indicating that phenols are the main antioxidants of the mango leaves / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

A própolis vermelha é uma resina natural produzida por abelhas do gênero Apis a partir de exsudados vegetais e tem atraído a atenção dos pesquisadores de todo o mundo devido à sua potente atividade em diversos modelos biológicos. Essa resina natural é rica em polifenóis e compostos voláteis, sendo que mais 300 compostos químicos já foram identificados em amostras de diferentes regiões. Técnicas de identificação química de alta precisão são imprescindíveis para a correta elucidação dos compostos químicos presentes nas amostras e para o entendimento dos efeitos biológicos. Neste estudo, buscou-se utilizar técnicas de fracionamento como uma metodologia capaz de ser explorada em estudos envolvendo amostras de própolis vermelha, buscando-se a identificação e caracterização de frações ativas, bem como o uso de modelos celulares de câncer de cólon para o screening de moléculas bioativas. As frações ativas foram identificadas por meio HPLC-MS e ESI-MS/MS, evidenciando uma composição química complexa baseada em compostos fenólicos e flavonoides. Entre os resultados obtidos, destacam-se as frações 05 e 06, as quais foram capazes de produzir inibição significativa sobre as linhagens tumorais HT-29 e HCT-116, respectivamente, com menores efeitos sobre as células não-tumorais. As frações obtidas no estudo apresentaram menor diversidade química do que a encontrada no extrato total da própolis, favorecendo a sua bioatividade in vitro, e, como resultado, esta técnica pode favorecer a descoberta e o desenvolvimento de novos fármacos utilizando a própolis como fonte de potencial de moléculas contra o câncer. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES. / Red propolis is a natural resin produced by bees of the genus Apis from plant exudates and has attracted the attention of researchers worldwide due to its potent activity in several biological models. This natural resin is rich in polyphenols and volatile compounds and more than 300 chemical compounds have been identified in samples from different regions. High precision chemical identification techniques are essential for the correct elucidation of the chemical compounds present in the samples and for the understanding of the biological effects. In this study, we sought to use fractionation techniques as a methodology able to be explored in studies involving samples of red propolis, seeking the identification and characterization of active fractions, as well as the use of cellular models of colon cancer for screening of bioactive molecules. The active fractions were identified by techniques of HPLC-MS and ESI-MS/MS, evidencing a complex chemical composition based on phenolic compounds an flavonoids. Among the obtained results, we highlight the fractions 05 and 06, which are able to produce significant inhibition on the HT-29 and HCT-116 tumor lines.The fractions obtained in this study showed lower chemical diversity than that found in the total extract of propolis, favoring its bioactivity, and as a result, this technique may favor the discovery and development of new drugs using propolis as a potential source of molecules against cancer.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo do presente trabalho foi desenvolver um método para extração de ácido fítico de farelo de arroz desengordurado (FAD) empregando-se banho ultrassônico e sua subsequente purificação por meio de resina de troca aniônica, e avaliar os efeitos inibitórios do padrão de ácido fítico (fitato de dodecassódio de arroz) sobre o desenvolvimento de esporos e o crescimento de células vegetativas de C. perfringens tipo A. A extração empregando-se banho ultrassônico foi realizada por meio de um planejamento fatorial 2³ com quintuplicata no ponto central e como variáveis independentes o pH de extração, a potência do ultrassom e o tempo de extração (minutos). Por meio dos resultados obtidos constatou-se que a quantidade de ácido fítico extraído aplicando-se a frequência de 80 kHz foi superior à extraída a 37 kHz (p ≤ 0,05). Pelo planejamento fatorial foi possível verificar que somente a variável pH apresentou efeito significativo (p ≤ 0,05) sobre a resposta. Nos experimentos de purificação, pela adsorção conduzida em batelada constatou-se que a resina Purolite A111 apresentou uma capacidade de adsorção satisfatória em relação às demais e seus dados de adsorção no equilíbrio obtidos experimentalmente foram melhor ajustados pelo modelo isotérmico de Langmuir (R² = 0,9650%). Os resultados obtidos a partir dos testes preliminares de dessorção demostraram que somente a solução dessorvente de NaCl 1,0 mol L¹ foi capaz de dessorver o ácido fítico da resina A111, sendo, portanto, a solução empregada para a realização dos experimentos de dessorção em batelada, cujos resultados foram interpretados e melhor ajustados pelo modelo isotérmico de Langmuir (R² = 0,9920). Os resultados de adsorção obtidos experimentalmente em coluna de leito fixo foram satisfatoriamente ajustados pelo modelo empírico de YoonNelson (R² = 0,9417). A resina A111 apresentou resultados satisfatórios nos experimentos de adsorção e dessorção em batelada e em coluna de leito fixo para a purificação de ácido fítico de FAD. Após os experimentos de purificação seguiu-se à realização dos experimentos de avaliação dos efeitos inibitórios do padrão de ácido fítico sobre o desenvolvimento de esporos e crescimento de células vegetativas de C. perfringens, por meio dos quais observou-se que nos meios de cultura suplementados com o padrão de ácido fítico houve inibição satisfatória do desenvolvimento dos esporos de C. perfringens por até 9,5 horas de incubação. Com relação às análises com as células vegetativas, nos meios contendo ácido fítico, houve inibição do crescimento das mesmas, sendo a concentração de AF de 1,0% efetiva na inibição por até 8 horas, apresentando efeito inibitório similar ao do sorbato de sódio (10%) (p ≥ 0,05). Finalmente, os resultados demonstraram o desenvolvimento de uma técnica nova e eficiente de extração e purificação de ácido fítico, proporcionando uma redução considerável do tempo de extração e um alto rendimento de ácido fítico extraído, o qual após purificado apresentou um alto grau de pureza (79,78%). Além disso, o padrão de ácido fítico foi eficaz como inibidor de esporos e células vegetativas de C. perfringens. / This study aims was to develop a method for extraction of defatted rice bran (DRB) phytic acid using ultrasonic bath and its subsequent purification by anion exchange resin, and evaluate the inhibitory effects of phytic acid standard (dodecasodium phytate from rice) on the C. perfringens type A spore outgrowth and growth of vegetative cells. A 23 factorial design with five central point was used to the ultrasonic bath extraction, and the independent variables were pH of extraction, ultrasound power, and the extraction time (minutes). The results showed that the amount of phytic acid extracted at a frequency of 80 kHz was higher than that extracted at 37 kHz (p ≤ 0,05). By the factorial design was verified that only the variable pH had a significant effect (p ≤ 0,05) on the extraction. In purification, by the batch adsorption experiments, was found that the Purolite A111 resin showed a satisfactory adsorption capacity compared to the other resins tested, and the batch adsorption data were better fitted by the Langmuir adsorption isotherm (R2 = 0,9650%). The results from preliminary desorption tests showed that only the solution of 1.0 mol L-1 NaCl was able to desorb phytic acid from A111 resin, and therefore, this solution was used in the batch desorption experiments. The batch desorption results were modelled and best fitted by the Langmuir isotherm model (R2 = 0,9920). The adsorption results of fixed bed column were satisfactorily fitted by the Yoon-Nelson empirical model (R2 = 0,9417). The A111 resin showed satisfactory results in adsorption and desorption by batch and fixed bed column experiments in the phytic acid purification. After purification experiments, the inhibitory effects of phytic acid pattern on the spores outgrowth and growth of vegetative cells of C. perfringens was evaluated. It was observed that the BHI medium supplemented with standard phytic acid has inhibited satisfactory the C. perfringens spores outgrowth at least for 9,5 hours of incubation. In the vegetative growth of C. perfringens in BHI medium supplemented with 1,0% standard phytic acid, there was growth inhibition, with an effective inhibition for at least 8 hours. This inhibitory effect was similar to the 10% sodium sorbate (p ≥ 0,05). Finally, the results showed the development of a new and efficient technique for phytic acid extraction and purification, providing a considerable reduction in the extraction time and a high yield of phytic acid extracted. This, after purified had a high purity (79,78%). Moreover, the standard phytic acid was effective as an inhibitor of spores and vegetative cells of C. perfringens

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