Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-12Bitstream added on 2014-06-13T18:57:10Z : No. of bitstreams: 1 santos_e_me_arafcf.pdf: 1072487 bytes, checksum: 4e2fa3eca9088762957409bcafc21442 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O uso e produção de enzimas têm se tornado uma das áreas de maior interesse da indústria biotecnológica. As enzimas obtidas de microrganismos por processos fermentativos têm sido amplamente pesquisadas e utilizadas em todo mundo. A aplicação de enzimas na extração de óleos é uma alternativa consistente aos processos convencionais, por se tratar de um processo que consome menor energia, melhora a qualidade de vários produtos como, por exemplo, o óleo de oliva, e causa um mínimo de impacto ambiental. Para realizar a extração do óleo, que se encontra nos vacúolos intracelulares, há a necessidade do rompimento das paredes e membranas celulares. Os tratamentos mecânico e térmico causam a ruptura das estruturas celulares, porém, não são suficientes, já que parte do óleo permanece na célula, sem ser extraído. Para aumentar o rendimento no processo de extração do óleo se faz necessário a utilização de um complexo multienzimático que irá atuar sobre os componentes da parede, facilitando a sua liberação. O objetivo deste trabalho foi utilizar uma mistura de enzimas contendo celulases, xilanases e pectinases produzidas por microrganismos para extração de óleos essenciais de plantas. As enzimas foram produzidas pelos fungos T. reesei Rut C-30 e Aspergillus niger, em processo fermentativo incubado em biorreator de 10 L. A composição do meio de cultura, bem como as condições de cultivo, foram estabelecidas a fim de se obter maior produção de enzimas. A produção de enzimas em biorreator para a linhagem Rut C-30 de T. reesei mostrou os melhores níveis em pH 4,0, temperatura de 28º C, agitação de 400 rpm e taxa de aeração de 1,5 vvm, obtendo uma produção de 2,01 U/mg, 1,79 U/mg e 0,2 U/mg de celulase, xilanase e pectinase, respectivamente. A produção utilizando A. niger apresentou melhores níveis enzimáticos nas mesmas condições usadas para T. reesei e foram: 1,21 U/mg, 2,96 U/mg e 4,2 U/mg de celulase, / The use and production of enzyme have become one of the areas of great interest of the biotechnological industry. The enzymes produced by microorganisms in fermentation processes have been widely searched and used in the world. The enzyme application in the oil extraction is a consistent alternative to the conventional processes, because represents a process that consumes less energy, improves the quality of some products as, for example, the olive oil, and cause a minimum of environmental impact. To perform the extraction of the oil, which is found in the intracellular vacuoles, it is necessary break the cellular and membranes walls. The mechanical and thermal treatments cause the rupture of the cellular structures, however, they are not enough, since part of the oil remains in the cell, without be extracted. To increase the yield in the process of oil extraction is necessary to use a multienzymatic complex that will act on the components of the wall, facilitating its release. The objective of this work was to utilize a enzyme mixture containing cellulases, xylanases and pectinases produced by microorganisms to extract plants essential oils. The enzymes had been produced by the microorganisms Trichoderma reesei QM9414 and T. reesei Rut C-30 and Aspergillus niger, in fermentative process incubated in a 10L bioreactor. The composition of the culture medium, and the culture conditions were established in order to obtain higher level of enzyme production. The enzyme production in bioreactor by T. reesei Rut C-30 showed the best levels in pH 4.0, temperature of 28º C, agitation of 400 rpm and tax of aeration of 1,5 vvm, and obtaining production of 2.01 U/mg, 1.79 U/mg and 0.2 U/mg of cellulase, xylanase and pectinase, respectively. The production using A. niger showed the best leves at the same conditions used to T. reesei and the were: 1.21 U/mg, 2.96 U/mg and 4.2 U/mg of cellulase, xylanase and pectinase, respectively. Melampodium divaricatum (Rich.

Orientador: Rosemeire Cristina Linhari Rodrigues Pietro / Banca: Rubens Monti / Banca: Aldo José Pinheiro Dillon / Resumo: O uso e produção de enzimas têm se tornado uma das áreas de maior interesse da indústria biotecnológica. As enzimas obtidas de microrganismos por processos fermentativos têm sido amplamente pesquisadas e utilizadas em todo mundo. A aplicação de enzimas na extração de óleos é uma alternativa consistente aos processos convencionais, por se tratar de um processo que consome menor energia, melhora a qualidade de vários produtos como, por exemplo, o óleo de oliva, e causa um mínimo de impacto ambiental. Para realizar a extração do óleo, que se encontra nos vacúolos intracelulares, há a necessidade do rompimento das paredes e membranas celulares. Os tratamentos mecânico e térmico causam a ruptura das estruturas celulares, porém, não são suficientes, já que parte do óleo permanece na célula, sem ser extraído. Para aumentar o rendimento no processo de extração do óleo se faz necessário a utilização de um complexo multienzimático que irá atuar sobre os componentes da parede, facilitando a sua liberação. O objetivo deste trabalho foi utilizar uma mistura de enzimas contendo celulases, xilanases e pectinases produzidas por microrganismos para extração de óleos essenciais de plantas. As enzimas foram produzidas pelos fungos T. reesei Rut C-30 e Aspergillus niger, em processo fermentativo incubado em biorreator de 10 L. A composição do meio de cultura, bem como as condições de cultivo, foram estabelecidas a fim de se obter maior produção de enzimas. A produção de enzimas em biorreator para a linhagem Rut C-30 de T. reesei mostrou os melhores níveis em pH 4,0, temperatura de 28º C, agitação de 400 rpm e taxa de aeração de 1,5 vvm, obtendo uma produção de 2,01 U/mg, 1,79 U/mg e 0,2 U/mg de celulase, xilanase e pectinase, respectivamente. A produção utilizando A. niger apresentou melhores níveis enzimáticos nas mesmas condições usadas para T. reesei e foram: 1,21 U/mg, 2,96 U/mg e 4,2 U/mg de celulase, / Abstract: The use and production of enzyme have become one of the areas of great interest of the biotechnological industry. The enzymes produced by microorganisms in fermentation processes have been widely searched and used in the world. The enzyme application in the oil extraction is a consistent alternative to the conventional processes, because represents a process that consumes less energy, improves the quality of some products as, for example, the olive oil, and cause a minimum of environmental impact. To perform the extraction of the oil, which is found in the intracellular vacuoles, it is necessary break the cellular and membranes walls. The mechanical and thermal treatments cause the rupture of the cellular structures, however, they are not enough, since part of the oil remains in the cell, without be extracted. To increase the yield in the process of oil extraction is necessary to use a multienzymatic complex that will act on the components of the wall, facilitating its release. The objective of this work was to utilize a enzyme mixture containing cellulases, xylanases and pectinases produced by microorganisms to extract plants essential oils. The enzymes had been produced by the microorganisms Trichoderma reesei QM9414 and T. reesei Rut C-30 and Aspergillus niger, in fermentative process incubated in a 10L bioreactor. The composition of the culture medium, and the culture conditions were established in order to obtain higher level of enzyme production. The enzyme production in bioreactor by T. reesei Rut C-30 showed the best levels in pH 4.0, temperature of 28º C, agitation of 400 rpm and tax of aeration of 1,5 vvm, and obtaining production of 2.01 U/mg, 1.79 U/mg and 0.2 U/mg of cellulase, xylanase and pectinase, respectively. The production using A. niger showed the best leves at the same conditions used to T. reesei and the were: 1.21 U/mg, 2.96 U/mg and 4.2 U/mg of cellulase, xylanase and pectinase, respectively. Melampodium divaricatum (Rich. / Mestre

O processamento da uva para produção de suco e vinho engloba diferentes processos tecnológicos, como por exemplo, o tratamento enzimático, onde usualmente são utilizadas preparações de enzimas comerciais, buscando-se aprimorar processos como clarificação e extração. Entretanto, esse é um tratamento que demanda elevado tempo de processamento, sendo relevante a busca por novas tecnologias a fim de apurar o processo. O ultrassom pode ser utilizado como uma alternativa para reduzir o tempo de processamento e acrescer qualidade ao produto, pois além de ser uma técnica sustentável, pode proporcionar benefícios no uso combinado com enzimas, favorecendo as reações em decorrência de seus efeitos. Neste trabalho, o uso em conjunto de tratamento enzimático (ET), ultrassom (US), e agitação mecânica (MS) foi avaliado na extração do mosto da uva Cabernet Sauvignon, a fim de compreender os efeitos das técnicas combinadas. Inicialmente, nove preparados enzimáticos comerciais foram caracterizados segundo suas atividades enzimáticas e aplicados para extração do mosto, avaliando a variação de temperatura (40, 50 e 60 °C), tempo (15 e 30 min), e concentração de enzima (0,01 a 2,0 U.g-1). Os melhores resultados foram obtidos com o preparado Zimopec PX5® nas condições de 1,0 U.g-1 de pectinase a 50 °C por 30 min. A extração do mosto apresentou aumento significativo nos parâmetros de qualidade avaliados (cor, sólidos solúveis totais, rendimento de extração, capacidade antioxidante, antocianinas totais) quando os três métodos de extração (US, MS e ET) foram combinados, principalmente na presença do ultrassom. Tendo em vista o efeito sinérgico obtido entre a aplicação enzimática e o ultrassom na extração do mosto, um novo estudo foi conduzido buscando investigar a influência da sonicação na eficiência catalítica das enzimas pectinase (PE), xilanase (XLN) e celulase (CE). Para isso, as atividades enzimáticas foram avaliadas em diferentes pHs e em amostras de enzima e substratos submetidas a um tratamento prévio de sonicação por tempos determinados (0 – 30 min). Os parâmetros cinéticos e termodinâmicos foram estimados, apresentando um efeito positivo do US na atividade das enzimas. A sonicação prévia do substrato contribuiu significativamente para o aumento da atividade de XLN, enquanto a sonicação prévia da enzima melhorou a atividade da CE e PE. Os resultados apresentaram um aumento na velocidade de hidrólise das enzimas com o uso do US, assim como um aumento da eficiência catalítica (Vmax/Km), mostrando o potencial da aplicação do US para ativação das enzimas. De acordo com os resultados obtidos, pode-se afirmar que o ultrassom proporcionou melhorias na extração do mosto, podendo ser utilizado como uma técnica alternativa de processo, bem como apresentou efeitos benéficos sobre as atividades enzimáticas. / Grape processing for juice and wine production encompasses different technological processes, such as enzymatic treatment, that usually uses commercial enzyme preparations to improve clarification and extraction processes. However, this is a treatment that demands high processing time, being relevant the search for new technologies in order to improve the whole process. Ultrasound (US) can be used as an alternative to reduce the processing time and improve the quality of the product, moreover, it can provide benefits in the combined use with enzymes, favoring the enzymatic reactions. In this work, the combined use of enzymatic treatment (ET), ultrasound (US), and mechanical agitation (MS) was studied in order to understand the effects of the techniques on Cabernet Sauvignon must extraction. Initially, nine commercial enzyme preparations were characterized according to their enzymatic activities and applied to must extraction, evaluating temperature (40, 50 and 60 °C), time (15 and 30 min), and enzyme concentration (0.01 to 2.0 Ug-1). The best results were obtained for the preparation Zimopec PX5® under conditions of 1.0 U.g-1 of pectinase at 50 °C for 30 min. A significant increase on quality parameters (color, °Brix, yield, antioxidant capacity, total anthocyanins) was obtained to extraction combining the three methods (US, MS and ET), mainly when US were applied. Based on these previous results, a new study was conducted to investigate the influence of sonication on the catalytic efficiency of the enzymes pectinase (PE), xylanase (XLN) and cellulase (CE). The enzymatic activities were evaluated at different pH and in samples of enzyme and substrates submitted to a previous treatment of sonication by determined times (0 - 30 min). The kinetic and thermodynamic parameters were estimated, showing a positive effect of the ultrasonic treatment on the enzymatic activity. Previous sonication of the substrate contributed significantly to the increase in XLN activity, whereas the previous sonication of the enzyme improved the activity of CE and PE. This research showed the potential benefits of ultrasound treatment on reaction rate and catalytic efficiency (Vmax/Km) improvement of enzymes, attesting that US can be used to increase the catalytic efficiency of pectinase, xylanase and cellulase enzymes. According to the obtained results, it can be affirmed that ultrasound improved the extraction process, and can be applied as an alternative technique, as well as provided beneficial effects on the enzymatic activity.

O processamento da uva para produção de suco e vinho engloba diferentes processos tecnológicos, como por exemplo, o tratamento enzimático, onde usualmente são utilizadas preparações de enzimas comerciais, buscando-se aprimorar processos como clarificação e extração. Entretanto, esse é um tratamento que demanda elevado tempo de processamento, sendo relevante a busca por novas tecnologias a fim de apurar o processo. O ultrassom pode ser utilizado como uma alternativa para reduzir o tempo de processamento e acrescer qualidade ao produto, pois além de ser uma técnica sustentável, pode proporcionar benefícios no uso combinado com enzimas, favorecendo as reações em decorrência de seus efeitos. Neste trabalho, o uso em conjunto de tratamento enzimático (ET), ultrassom (US), e agitação mecânica (MS) foi avaliado na extração do mosto da uva Cabernet Sauvignon, a fim de compreender os efeitos das técnicas combinadas. Inicialmente, nove preparados enzimáticos comerciais foram caracterizados segundo suas atividades enzimáticas e aplicados para extração do mosto, avaliando a variação de temperatura (40, 50 e 60 °C), tempo (15 e 30 min), e concentração de enzima (0,01 a 2,0 U.g-1). Os melhores resultados foram obtidos com o preparado Zimopec PX5® nas condições de 1,0 U.g-1 de pectinase a 50 °C por 30 min. A extração do mosto apresentou aumento significativo nos parâmetros de qualidade avaliados (cor, sólidos solúveis totais, rendimento de extração, capacidade antioxidante, antocianinas totais) quando os três métodos de extração (US, MS e ET) foram combinados, principalmente na presença do ultrassom. Tendo em vista o efeito sinérgico obtido entre a aplicação enzimática e o ultrassom na extração do mosto, um novo estudo foi conduzido buscando investigar a influência da sonicação na eficiência catalítica das enzimas pectinase (PE), xilanase (XLN) e celulase (CE). Para isso, as atividades enzimáticas foram avaliadas em diferentes pHs e em amostras de enzima e substratos submetidas a um tratamento prévio de sonicação por tempos determinados (0 – 30 min). Os parâmetros cinéticos e termodinâmicos foram estimados, apresentando um efeito positivo do US na atividade das enzimas. A sonicação prévia do substrato contribuiu significativamente para o aumento da atividade de XLN, enquanto a sonicação prévia da enzima melhorou a atividade da CE e PE. Os resultados apresentaram um aumento na velocidade de hidrólise das enzimas com o uso do US, assim como um aumento da eficiência catalítica (Vmax/Km), mostrando o potencial da aplicação do US para ativação das enzimas. De acordo com os resultados obtidos, pode-se afirmar que o ultrassom proporcionou melhorias na extração do mosto, podendo ser utilizado como uma técnica alternativa de processo, bem como apresentou efeitos benéficos sobre as atividades enzimáticas. / Grape processing for juice and wine production encompasses different technological processes, such as enzymatic treatment, that usually uses commercial enzyme preparations to improve clarification and extraction processes. However, this is a treatment that demands high processing time, being relevant the search for new technologies in order to improve the whole process. Ultrasound (US) can be used as an alternative to reduce the processing time and improve the quality of the product, moreover, it can provide benefits in the combined use with enzymes, favoring the enzymatic reactions. In this work, the combined use of enzymatic treatment (ET), ultrasound (US), and mechanical agitation (MS) was studied in order to understand the effects of the techniques on Cabernet Sauvignon must extraction. Initially, nine commercial enzyme preparations were characterized according to their enzymatic activities and applied to must extraction, evaluating temperature (40, 50 and 60 °C), time (15 and 30 min), and enzyme concentration (0.01 to 2.0 Ug-1). The best results were obtained for the preparation Zimopec PX5® under conditions of 1.0 U.g-1 of pectinase at 50 °C for 30 min. A significant increase on quality parameters (color, °Brix, yield, antioxidant capacity, total anthocyanins) was obtained to extraction combining the three methods (US, MS and ET), mainly when US were applied. Based on these previous results, a new study was conducted to investigate the influence of sonication on the catalytic efficiency of the enzymes pectinase (PE), xylanase (XLN) and cellulase (CE). The enzymatic activities were evaluated at different pH and in samples of enzyme and substrates submitted to a previous treatment of sonication by determined times (0 - 30 min). The kinetic and thermodynamic parameters were estimated, showing a positive effect of the ultrasonic treatment on the enzymatic activity. Previous sonication of the substrate contributed significantly to the increase in XLN activity, whereas the previous sonication of the enzyme improved the activity of CE and PE. This research showed the potential benefits of ultrasound treatment on reaction rate and catalytic efficiency (Vmax/Km) improvement of enzymes, attesting that US can be used to increase the catalytic efficiency of pectinase, xylanase and cellulase enzymes. According to the obtained results, it can be affirmed that ultrasound improved the extraction process, and can be applied as an alternative technique, as well as provided beneficial effects on the enzymatic activity.

O processamento da uva para produção de suco e vinho engloba diferentes processos tecnológicos, como por exemplo, o tratamento enzimático, onde usualmente são utilizadas preparações de enzimas comerciais, buscando-se aprimorar processos como clarificação e extração. Entretanto, esse é um tratamento que demanda elevado tempo de processamento, sendo relevante a busca por novas tecnologias a fim de apurar o processo. O ultrassom pode ser utilizado como uma alternativa para reduzir o tempo de processamento e acrescer qualidade ao produto, pois além de ser uma técnica sustentável, pode proporcionar benefícios no uso combinado com enzimas, favorecendo as reações em decorrência de seus efeitos. Neste trabalho, o uso em conjunto de tratamento enzimático (ET), ultrassom (US), e agitação mecânica (MS) foi avaliado na extração do mosto da uva Cabernet Sauvignon, a fim de compreender os efeitos das técnicas combinadas. Inicialmente, nove preparados enzimáticos comerciais foram caracterizados segundo suas atividades enzimáticas e aplicados para extração do mosto, avaliando a variação de temperatura (40, 50 e 60 °C), tempo (15 e 30 min), e concentração de enzima (0,01 a 2,0 U.g-1). Os melhores resultados foram obtidos com o preparado Zimopec PX5® nas condições de 1,0 U.g-1 de pectinase a 50 °C por 30 min. A extração do mosto apresentou aumento significativo nos parâmetros de qualidade avaliados (cor, sólidos solúveis totais, rendimento de extração, capacidade antioxidante, antocianinas totais) quando os três métodos de extração (US, MS e ET) foram combinados, principalmente na presença do ultrassom. Tendo em vista o efeito sinérgico obtido entre a aplicação enzimática e o ultrassom na extração do mosto, um novo estudo foi conduzido buscando investigar a influência da sonicação na eficiência catalítica das enzimas pectinase (PE), xilanase (XLN) e celulase (CE). Para isso, as atividades enzimáticas foram avaliadas em diferentes pHs e em amostras de enzima e substratos submetidas a um tratamento prévio de sonicação por tempos determinados (0 – 30 min). Os parâmetros cinéticos e termodinâmicos foram estimados, apresentando um efeito positivo do US na atividade das enzimas. A sonicação prévia do substrato contribuiu significativamente para o aumento da atividade de XLN, enquanto a sonicação prévia da enzima melhorou a atividade da CE e PE. Os resultados apresentaram um aumento na velocidade de hidrólise das enzimas com o uso do US, assim como um aumento da eficiência catalítica (Vmax/Km), mostrando o potencial da aplicação do US para ativação das enzimas. De acordo com os resultados obtidos, pode-se afirmar que o ultrassom proporcionou melhorias na extração do mosto, podendo ser utilizado como uma técnica alternativa de processo, bem como apresentou efeitos benéficos sobre as atividades enzimáticas. / Grape processing for juice and wine production encompasses different technological processes, such as enzymatic treatment, that usually uses commercial enzyme preparations to improve clarification and extraction processes. However, this is a treatment that demands high processing time, being relevant the search for new technologies in order to improve the whole process. Ultrasound (US) can be used as an alternative to reduce the processing time and improve the quality of the product, moreover, it can provide benefits in the combined use with enzymes, favoring the enzymatic reactions. In this work, the combined use of enzymatic treatment (ET), ultrasound (US), and mechanical agitation (MS) was studied in order to understand the effects of the techniques on Cabernet Sauvignon must extraction. Initially, nine commercial enzyme preparations were characterized according to their enzymatic activities and applied to must extraction, evaluating temperature (40, 50 and 60 °C), time (15 and 30 min), and enzyme concentration (0.01 to 2.0 Ug-1). The best results were obtained for the preparation Zimopec PX5® under conditions of 1.0 U.g-1 of pectinase at 50 °C for 30 min. A significant increase on quality parameters (color, °Brix, yield, antioxidant capacity, total anthocyanins) was obtained to extraction combining the three methods (US, MS and ET), mainly when US were applied. Based on these previous results, a new study was conducted to investigate the influence of sonication on the catalytic efficiency of the enzymes pectinase (PE), xylanase (XLN) and cellulase (CE). The enzymatic activities were evaluated at different pH and in samples of enzyme and substrates submitted to a previous treatment of sonication by determined times (0 - 30 min). The kinetic and thermodynamic parameters were estimated, showing a positive effect of the ultrasonic treatment on the enzymatic activity. Previous sonication of the substrate contributed significantly to the increase in XLN activity, whereas the previous sonication of the enzyme improved the activity of CE and PE. This research showed the potential benefits of ultrasound treatment on reaction rate and catalytic efficiency (Vmax/Km) improvement of enzymes, attesting that US can be used to increase the catalytic efficiency of pectinase, xylanase and cellulase enzymes. According to the obtained results, it can be affirmed that ultrasound improved the extraction process, and can be applied as an alternative technique, as well as provided beneficial effects on the enzymatic activity.

Recent studies have demonstrated that peanut and grape processing by-products may be richer sources of bioactive compounds as compared to their original raw material and feedstock; however, before their application as a source of nutraceuticals or in the prevention of lipid oxidation in food systems, certain technological challenges have to be addressed. This study discusses recent advances in the application of plant food processing by-products as sources of phenolic compounds with special emphasis on the profiling and screening of phenolics using high-performance liquid chromatography-mass spectrometry, their potential health benefits, and microbiologial safety. The major findings are summarized in chapters 2, 3, and 4. The first chapter deals with phenolics from grape by-products. In general, insoluble-bound phenolics were more effective in inhibiting copper-induced human LDL-cholesterol oxidation in vitro than free and esterified phenolics. Phenolic extracts from all fractions inhibited peroxyl radical-induced DNA strand breakage. The third chapter brings about the effects of gamma-irradiation on the microbial growth, phenolic composition, and antioxidant properties of peanut skin. Gamma-irradiation at 5.0 kGy decreased the microbiological count of the product. Total phenolic and proanthocyanidin contents, ABTS radical cation, DPPH radical, hydrogen peroxide, and hydroxyl radical scavenging capacities as well as the reducing power of the sample were increased upon gamma-irradiation in both the free and insoluble-bound phenolic fractions. The bioactivity of the free phenolics against in vitro human LDL-cholesterol oxidation and copper induced DNA strand breakage was improved upon gamma-irradiation. Phenolic compounds were positively or tentatively identified and their distribution was in the decreasing order of free > esterified > insoluble-bound forms. Procyanidin dimer A was increased in all phenolic fractions, whereas procyanidin dimer B decreased. Gamma-irradiation induced changes may be explained by molecular conversion, depolymerization, and cross-linking. In the fourth chapter, the ability of selected enzymes in improving the extraction of insoluble-bound phenolics from the starting material (experiment I) or the residues containing insoluble-bound phenolics (experiment II) were evaluated. Pronase and Viscozyme improved the extraction of insoluble-bound phenolics. Viscozyme released higher amounts of gallic acid, catechin, and prodelphinidin dimer A compared to Pronase treatment. Furthermore, p-coumaric and caffeic acids, as well as procyanidin dimer B, were extracted with Viscozyme but not with Pronase treatment. Solubility plays an important role in the bioavailability of phenolic compounds, hence this study may assist in better exploitation of phenolics from winemaking by-products as functional food ingredients or supplements. / Estudos recentes têm demonstrado que subprodutos da indústria processadora de amendoim e uva podem ser mais ricos em compostos bioativos em comparação às suas matérias-primas. No entanto, alguns desafios tecnológicos precisam ser enfrentados antes da sua aplicação como fonte de compostos nutracêuticos ou na prevenção da oxidação lipídica em sistemas alimentares. Este estudo discute os recentes avanços na aplicação de subprodutos da indústria processadora de amendoim e uva como fontes de compostos fenólicos. Especial ênfase foi dada a sua caracterização por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas, aos potenciais benefícios à saúde e à segurança microbiológica. As principais conclusões estão apresentadas nos capítulos 2, 3 e 4. O primeiro capítulo trata de compostos bioativos de subprodutos da indústria de suco de uva e da produção vinícola. A fração da qual foram extraídos os compostos fenólicos ligados à parede celular foi predominante. Em geral, esta fração também foi a mais eficaz na inibição da oxidação do LDL - colesterol in vitro quando comparada à fração que continha os fenólicos livres e os esterificados. Os compostos fenólicos de todas as frações inibiram o dano oxidativo ao DNA induzido por radicais peroxila. O terceiro capítulo fala sobre os efeitos da irradiação gama sobre a carga microbiana, a composição fenólica e as propriedades antioxidantes da película de amendoim. A irradiação gama (5,0 kGy) diminuiu a contagem microbiana do produto. Os compostos fenólicos totais, o teor de proantocianidinas e a capacidade dos extratos em neutralizar radicais como o ABTS, DPPH e espécies reativas de oxigênio como o peróxido de hidrogênio e radicais hidroxila, assim como o poder redutor da amostra, aumentaram devido à irradiação gama em ambas as frações (contendo fenólicos livres e ligados à parede celular). A bioatividade dos compostos fenólicos livres contra a oxidação do LDL-colesterol in vitro e contra os danos oxidativos ao DNA aumentou com a irradiação gama. Os compostos fenólicos foram positivamente ou tentativamente identificados, distribuindo-se entre: fenólicos livres > esterificados > ligados. Houve aumento na concentração de dímeros de procianidina A em todas as frações, enquanto a concentração de dímeros de procianidina B diminuiu. Essas alterações podem ser explicadas pela conversão molecular, despolimerização e formação de ligações cruzadas. No quarto e último capítulo, enzimas selecionadas foram aplicadas à matéria-prima inicial (experimento I) ou nos resíduos contendo apenas compostos fenólicos insolúveis (experimento II). Pronase e Viscozyme aumentaram a extração de compostos fenólicos insolúveis (ligados à parede celular). Viscozyme liberou maiores quantidades de ácido gálico, catequina e dímero de prodelfinidina A em comparação ao tratamento com Pronase. Além disso, os ácidos p-cumárico e ácido caféico, bem como o dímero de procianidina B, foram extraídos com Viscozyme, mas não com Pronase. A solubilidade desempenha um papel importante na biodisponibilidade de compostos fenólicos. Desta forma, o terceiro estudo oferece uma alternativa para a exploração de compostos fenólicos de subprodutos da indústria vinícola como ingredientes alimentares com propriedades funcionais ou suplementos alimentares.

Recent studies have demonstrated that peanut and grape processing by-products may be richer sources of bioactive compounds as compared to their original raw material and feedstock; however, before their application as a source of nutraceuticals or in the prevention of lipid oxidation in food systems, certain technological challenges have to be addressed. This study discusses recent advances in the application of plant food processing by-products as sources of phenolic compounds with special emphasis on the profiling and screening of phenolics using high-performance liquid chromatography-mass spectrometry, their potential health benefits, and microbiologial safety. The major findings are summarized in chapters 2, 3, and 4. The first chapter deals with phenolics from grape by-products. In general, insoluble-bound phenolics were more effective in inhibiting copper-induced human LDL-cholesterol oxidation in vitro than free and esterified phenolics. Phenolic extracts from all fractions inhibited peroxyl radical-induced DNA strand breakage. The third chapter brings about the effects of gamma-irradiation on the microbial growth, phenolic composition, and antioxidant properties of peanut skin. Gamma-irradiation at 5.0 kGy decreased the microbiological count of the product. Total phenolic and proanthocyanidin contents, ABTS radical cation, DPPH radical, hydrogen peroxide, and hydroxyl radical scavenging capacities as well as the reducing power of the sample were increased upon gamma-irradiation in both the free and insoluble-bound phenolic fractions. The bioactivity of the free phenolics against in vitro human LDL-cholesterol oxidation and copper induced DNA strand breakage was improved upon gamma-irradiation. Phenolic compounds were positively or tentatively identified and their distribution was in the decreasing order of free > esterified > insoluble-bound forms. Procyanidin dimer A was increased in all phenolic fractions, whereas procyanidin dimer B decreased. Gamma-irradiation induced changes may be explained by molecular conversion, depolymerization, and cross-linking. In the fourth chapter, the ability of selected enzymes in improving the extraction of insoluble-bound phenolics from the starting material (experiment I) or the residues containing insoluble-bound phenolics (experiment II) were evaluated. Pronase and Viscozyme improved the extraction of insoluble-bound phenolics. Viscozyme released higher amounts of gallic acid, catechin, and prodelphinidin dimer A compared to Pronase treatment. Furthermore, p-coumaric and caffeic acids, as well as procyanidin dimer B, were extracted with Viscozyme but not with Pronase treatment. Solubility plays an important role in the bioavailability of phenolic compounds, hence this study may assist in better exploitation of phenolics from winemaking by-products as functional food ingredients or supplements. / Estudos recentes têm demonstrado que subprodutos da indústria processadora de amendoim e uva podem ser mais ricos em compostos bioativos em comparação às suas matérias-primas. No entanto, alguns desafios tecnológicos precisam ser enfrentados antes da sua aplicação como fonte de compostos nutracêuticos ou na prevenção da oxidação lipídica em sistemas alimentares. Este estudo discute os recentes avanços na aplicação de subprodutos da indústria processadora de amendoim e uva como fontes de compostos fenólicos. Especial ênfase foi dada a sua caracterização por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas, aos potenciais benefícios à saúde e à segurança microbiológica. As principais conclusões estão apresentadas nos capítulos 2, 3 e 4. O primeiro capítulo trata de compostos bioativos de subprodutos da indústria de suco de uva e da produção vinícola. A fração da qual foram extraídos os compostos fenólicos ligados à parede celular foi predominante. Em geral, esta fração também foi a mais eficaz na inibição da oxidação do LDL - colesterol in vitro quando comparada à fração que continha os fenólicos livres e os esterificados. Os compostos fenólicos de todas as frações inibiram o dano oxidativo ao DNA induzido por radicais peroxila. O terceiro capítulo fala sobre os efeitos da irradiação gama sobre a carga microbiana, a composição fenólica e as propriedades antioxidantes da película de amendoim. A irradiação gama (5,0 kGy) diminuiu a contagem microbiana do produto. Os compostos fenólicos totais, o teor de proantocianidinas e a capacidade dos extratos em neutralizar radicais como o ABTS, DPPH e espécies reativas de oxigênio como o peróxido de hidrogênio e radicais hidroxila, assim como o poder redutor da amostra, aumentaram devido à irradiação gama em ambas as frações (contendo fenólicos livres e ligados à parede celular). A bioatividade dos compostos fenólicos livres contra a oxidação do LDL-colesterol in vitro e contra os danos oxidativos ao DNA aumentou com a irradiação gama. Os compostos fenólicos foram positivamente ou tentativamente identificados, distribuindo-se entre: fenólicos livres > esterificados > ligados. Houve aumento na concentração de dímeros de procianidina A em todas as frações, enquanto a concentração de dímeros de procianidina B diminuiu. Essas alterações podem ser explicadas pela conversão molecular, despolimerização e formação de ligações cruzadas. No quarto e último capítulo, enzimas selecionadas foram aplicadas à matéria-prima inicial (experimento I) ou nos resíduos contendo apenas compostos fenólicos insolúveis (experimento II). Pronase e Viscozyme aumentaram a extração de compostos fenólicos insolúveis (ligados à parede celular). Viscozyme liberou maiores quantidades de ácido gálico, catequina e dímero de prodelfinidina A em comparação ao tratamento com Pronase. Além disso, os ácidos p-cumárico e ácido caféico, bem como o dímero de procianidina B, foram extraídos com Viscozyme, mas não com Pronase. A solubilidade desempenha um papel importante na biodisponibilidade de compostos fenólicos. Desta forma, o terceiro estudo oferece uma alternativa para a exploração de compostos fenólicos de subprodutos da indústria vinícola como ingredientes alimentares com propriedades funcionais ou suplementos alimentares.