A jabuticaba (Plinia sp.), uma fruta nativa do Brasil, tem despertado grande interesse científico devido ao seu conteúdo de fitonutrientes e seus benefícios a saúde, sendo considerada um alimento funcional. Estudos demonstraram que a jabuticaba é rica em compostos fenólicos, principalmente antocianinas e flavonóis. Esses compostos vêm sendo relacionados à redução da incidência de doenças que apresentam o estresse oxidativo e nitrosativo em sua fisiopatologia, como doenças cardiovasculares, diabetes e o câncer. Recentemente, estudos têm demonstrado que a disfunção mitocondrial está presente como um fator determinante no desenvolvimento e progressão do estresse oxidativo e nitrosativo e que compostos fenólicos teriam a capacidade de regular essa disfunção. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a composição de macronutrientes, o conteúdo de compostos fenólicos totais e antocianinas da casca e da polpa de jabuticaba (P. trunciflora). Paralelamente, determinou-se a composição química do extrato de casca de jabuticaba (ECJ), através de espectrometria de massas, e a sua atividade antioxidante in vitro através dos ensaios de DPPH• e ABTS•+. Além disso, avaliou-se a capacidade do ECJ em reduzir o estresse oxidativo/nitrosativo e modular a função mitocondrial, a qual foi determinada através da atividade do complexo I da cadeia de transporte de elétrons e da biossíntese de ATP, na linhagem celular de fibroblastos de pulmão humano (MRC-5) tratados com H2O2. Os resultados demonstraram que o principal macronutriente presente tanto na casca quanto na polpa da jabuticaba são carboidratos. A casca apresentou maior conteúdo de fibras totais em relação à polpa. Além disso, os compostos fenólicos apresentaram-se em maior quantidade na casca da jabuticaba, sendo que a maior parte destes compostos encontrados na casca são antocianinas. A análise de espectrometria de massas do ECJ permitiu a identificação de cianidina-3-O-glicosideo, canferol, ácido hexadecanóico e ácido octadecanóico. O ECJ apresentou atividade antioxidante in vitro nos dois ensaios utilizados. Nas células MRC-5 o ECJ foi capaz de evitar significativamente a diminuição da atividade do complexo I da cadeia de transporte de elétrons e atenuou a diminuição na biossíntese de ATP induzida pelo H2O2. Concomitantemente, o ECJ foi capaz de minimizar o aumento da peroxidação lipídica, os níveis de óxido nítrico e a perda da viabilidade induzida pelo H2O2 nas células MRC-5. Estes dados mostram, pela primeira vez, a capacidade do ECJ em reduzir danos oxidativos/nitrosativos via modulação da função mitocondrial em células de mamíferos. Além disso, esses achados representam um avanço em relação ao entendimento dos mecanismos de ação dos compostos fenólicos e colaboram como uma alternativa para o desenvolvimento de possíveis tratamentos de doenças que apresentam a disfunção mitocondrial e o estresse oxidativo/nitrosativo em sua fisiopatologia. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-02-12T12:25:33Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Caroline Calloni.pdf: 2384035 bytes, checksum: b09d76eb830be7e315d9a2479fa5b6fc (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-12T12:25:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Caroline Calloni.pdf: 2384035 bytes, checksum: b09d76eb830be7e315d9a2479fa5b6fc (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Jaboticaba (Plinia sp.), a native fruit from Brazil, has attracted scientific interest due to its phytonutrient content and potential health benefits, and therefore it has being considered a functional food. Studies have shown that jaboticaba is a rich source of phenolic compounds, mainly anthocyanins and flavonols. Phenolic compounds are natural products that hold important biological activities and have been reported to reduce the incidence of disease associated with oxidative and nitrosative stress in their pathophysiology, such as cardiovascular diseases, diabetes and cancer. Recent studies have shown that mitochondrial dysfunction is a key factor in development and progression of oxidative and nitrosative stress. Moreover, studies have observed the ability of phenolic compounds to modulate mitochondrial function. Thus the aim of this study was to evaluate the macronutrient composition, the total phenolic content and anthocyanins content in jaboticaba (P. trunciflora) peel and pulp. Simultaneously, it was determined the chemical composition of the jaboticaba peel extract (JPE) by mass spectrometry, and its in vitro antioxidant activity through the DPPH• and ABTS•+ assays. The ability of JPE to reduce oxidative/nitrosative stress and modulate mitochondrial function, assessed by complex I activity and ATP biossintesis, in human lung fibroblasts cells (MRC 5) challenged with H2O2 were also determined. Results evidenced that the majority of macronutrients present in both peel and pulp are carbohydrates. Jaboticaba peel showed higher fiber content than the pulp. Phenolic compounds are also present in higher quantity in the peel, and almost all phenolic compounds present in the peel are anthocyanins. Mass spectrometry analysis of the JPE allowed the identification of cyanidin-3-O-glucoside, kaempferol, hexadecanoic acid and octadecanoic acid compounds. The JPE presented in vitro antioxidant activity, through DPPH• and ABTS•+ assays. In MRC-5 cells, JPE was able to prevent the decrease in complex I activity and attenuated the decrease in ATP levels induced by H2O2. The ECJ was also able to minimize the increased in lipid peroxidation and nitric oxide levels, and prevented the cell viability loss induced by H2O2. These results show for the first time, the ability of JPE to reduce oxidative/nitrosativos damage via modulation of mitochondrial function in mammalian cells. Furthermore, these findings represent an advance over the understanding of the mechanisms of action of phenolic compounds and collaborate as an alternative for the development of potential treatments for diseases with mitochondrial dysfunction and oxidative/nitrosative stress in their pathophysiology.

Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Banca: Marcelo Zaiat / Banca: Tania Leme de Almeida / Resumo: Neste trabalho foi avaliado o desempenho de três reatores anaeróbios horizontais instalados em série, em escala de bancada, com volume de 1,2 L cada, para o tratamento de águas residuárias do beneficamento do café por via úmida. Foi utilizado um reator anaeróbio horizontal com manta de lodo (R1) e dois de leito fixo, preenchidos com anéis de bambu (R2) e fibras da casca de coco (R3) como meio suporte. O reator R1 foi inoculado com lodo proveniente de reator UASB tratando águas residuárias de suinocultura. Os tempos de detenção hidráulica (TDH) aplicados aos reatores anaeróbios horizontais (R1+R2+R3) foram de 90, 72 e 54 h resultando em cargas orgânicas volumétricas médias (COV) de 12,8, 13,2 e 19,7 kg DQOtotal (m3 d)-1, nos ensaios 1, 2 e 3, respectivamente. Os valores médios da DQO total do afluente foram de 16002, 13198 e 14774 mg L-1, nos ensaios 1, 2 e 3, respectivamente. Os valores médios da DQO total dos efluentes dos reatores R1, R2 e R3 foram 6424, 4067 e 2975 mg L-1 , 6807, 5232 e 4081 mg L-1 e 8154, 6871 e 5700 mg L-1 nos ensaios 1, 2 e 3, respectivamente. As eficiências médias de remoção de DQO total no sistema de tratamento com os três reatores, foram de 76, 69 e 61%, nos ensaios 1, 2 e 3, respectivamente. A produção volumétrica média foi de 1,70, 1,25 e 0,70 L CH4 (L reator d)-1 no conjunto dos reatores, (R1+R2+R3), respectivamente. As eficiências médias de de remoção de DQOtotal, SST, e fenóis totais no conjunto de reatores (R1+R2+R3) não apresentaram diferença significativa e foram de 76, 69 e 61%, de 77, 81, 82% e de 58, 62 e 69% nos ensaios 1, 2 e 3, respectivamente. Os valores médios de pH nos efluentes dos reatores variaram de 6,2 a 7,9. A concentração média de ácidos voláteis totais do afluente e efluente do R3 foram de 2206, 1630 e 1732 mg CH3COOH L-1 e de 168, 1269 e 1220 mg CH3COOH L-1, nos ensaios 1, 2 e 3, respectivamente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work it was evaluated the efficiency of three horizontal anaerobic reactors installed in series, in bench scale (volume of 1,2 L each), one with sludge blanket (R1) and two of fixed bed filled out with bamboo rings (R2) and coconut fibers (R3) as it supports. The reactor R1 was inoculated with sludge originating from reactor UASB treating swine residual water. These reactors were fed whit wastewater from the coffee pulping originating by hand pulping of the dry coffee beans, simulating the wastewater of the mechanical pulping of the coffee beans. Each reactor was submitted at hydraulic detention time (HDT) of 30, 24 and 18 h resulting in organic load rate (OLR) of 12,8, 13,2 and 19,7 kg COD (m3 d)-1, in the rehearsals 1 and 2, respectively. The average values of total COD of the influent in the rehearsals 1, 2 and 3 were of 16002, 13198 and 14774 mg L-1, respectively. The average values of total COD of the effluent of the reactors R1, R2 and R3 were 6424, 4067 and 2975 mg L-1, 6807, 5232 and 4081 mg L-1 and 8154, 6871 and 5700 mg L-1 in the rehearsals 1, 2 and 3, respectively. The average efficiencies of removal of total COD in the treatment system with the three reactors, in the rehearsals 1, 2 and 3 were of 76, 69 and 61%, respectively. The content of methane in the biogas was of 76, 69 and 61% and the maximum volumetric methane production was of 1,7 L CH4 (L reactor d)-1 in the system of treatment, with OLR of 12,8 kg DQO (m3 d)-1 and HDT of 30 h, in the second rehearsal the average content of methane was 71, 64 and 17% in the reactors R1, R2 and R3, respectively with volumetric methane production of 1,21 L CH4 (L reactor d)-1 in the system of treatment. The average values of pH in the effluent of the reactors ranged from 6,2 to 7,9. In the rehearsal 1 the average concentration of total volatile acids of the influent was of 2206 mg CH3COOH L-1 and in the effluent... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O eugenol é um composto fenólico natural que apresenta atividade antioxidante e antimicrobiana e o seu uso como substituto de aditivos sintéticos em alimentos tem sido proposto. Contudo, pela sua instabilidade frente aos agentes externos (luz, oxigênio e calor), seu uso no processamento de alimentos é comprometido. Assim, a microencapsulação é uma alternativa viável para sua aplicação. Os objetivos deste trabalho foram avaliar o efeito da variação das condições operacionais do atomizador (temperatura do ar de entrada e vazão de alimentação) na obtenção de eugenol microencapsulado em carragena, e estudar a influência da combinação de carragena e proteína do farelo de arroz, albumina sérica bovina e proteína do soro de leite com baixo teor de lactose na microencapsulação de eugenol. Em uma primeira etapa, um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) do tipo 22 com duas variáveis independentes (temperatura do ar de secagem e vazão de alimentação), três pontos centrais e quatro pontos axiais, foi desenvolvido para avaliar as condições operacionais de atomização. A quantificação do eugenol, recuperação (RE %) e a eficiência de encapsulação (EE %) foi avaliadada por espectrofometria UV-Vis e a morfologia por microscopia ótica. Na segunda etapa, a influência do uso de carragena em combinação com proteína do farelo de arroz, albumina sérica bovina e proteína do soro de leite com baixo teor de lactose foi avaliada por meio de um planejamento de mistura do tipo simplex-centroid. A caracterização das microcápsulas foi determinada pela RE % e EE % por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE), análise termogravimétrica acoplada à espectrofotometria de infravermelho e, morfologia por microscopia eletrônica de varredura. Para o DCCR, o valor máximo de RE% obtido foi de 12% e as condições operacionais estudadas não influenciaram significativamente (p > 0,05). Já a EE% variou de 18,0 a 84,8% e, o termo quadrático para vazão de alimentação apresentou influência significativa (p ≤ 0,05) na resposta avaliada. Para o planejamento simplex-centroid, o valor médio de RE % das microcápsulas variou de 37,9 a 104,5% e o de EE% de 0,0 a 79,4%, sendo que ambas as respostas foram influenciadas (p ≤ 0,05%) pelos agentes encapsulantes da formulação. A albumina sérica bovina apresentou boa propriedade de estabilização da suspensão (RE % = 86,5) e em combinação com proteína de farelo do arroz possibilitou maior EE % (79,4). As microcápsulas exibiram diâmetro médio entre 3,4 a 4,6 µm e a morfologia das microcápsulas produzidas com a combinação da albumina sérica bovina e a proteína do farelo de arroz apresentaram superfícies esféricas com ausência de fissuras ou deformações. As análises térmicas e de FTIR, confirmam a eficiência de encapsulação do processo, indicando uma possível interação entre os agentes encapsulantes e o eugenol. / Eugenol is a natural phenolic compound with antioxidant and antimicrobial activity and its use as substitute the synthetic additives in food has been suggested. However, due eugenol instability to extern agents (light, oxygen and hot), its use in food processing has been hampered. Therefore, microencapsulation is a viable alternative for your application. The aims of this work were evaluate the effect of variation of operating conditions of spray drying (inlet air temperature and feed flow rate) in obtainment eugenol microencapsulated in carrageenan, and study the influence of combination of carrageenan and protein from rice bran protein, bovine serum albumin and, whey protein with low lactose content in the eugenol microencapsulation. Composite Central Desing (CCD) of type 22 with two independent variables (inlet air temperature, and feed flow rate), three key points and four axial points, were developed to assess the operational conditions of spray dryer. Eugenol quantification, recovery (% ER) and encapsulation efficiency (EE%) of process were evaluated by UV-Vis spectrophotometry and morphology by optical microscopy. In the second stage of the study, the influence of the use of carrageenan in combination with rice bran protein, bovine serum albumin and whey protein with low lactose content was evaluated by simplex-centroid desing. Microcapsules were characterizated by Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC) (ER and EE%), thermogravimetric analysis coupled to the infrared spectrophotometry, and morphology by scanning electron microscopy (SEM). In the CCD, the maximum ER% value was 12% and the operating conditions studied did not influence significantly (p > 0.05). EE% varied from 18.0 to 84.8% and the quadratic term to feed flow rate presented significant influence (p ≤ 0.05) in the evaluated answer. In the simplex-centroid mixture desing the ER% average of microcapsules ranged from 37.9 to 104.5% and EE% 0.0 to 79.4%, being that both responses were influenced (p ≤ 0.05%) by encapsulating agents of formulation. Bovine serum albumin presented good stabilizing property of suspension (ER% = 86.5) and in combination with rice bran protein resulted greater EE% (79.4). Microcapsules exhibited a average diameter range from 3.4 to 4.6 µm and the microcapsules morphology produced combination with the bovine serum albumin and protein rice bran showed surface with absence no cracks or deformation. Thermal and FTIR analysis confirmed the encapsulation efficiency of the process, observed a possible interaction between the encapsulating agents and eugenol.

O eugenol é um composto fenólico natural que apresenta atividade antioxidante e antimicrobiana e o seu uso como substituto de aditivos sintéticos em alimentos tem sido proposto. Contudo, pela sua instabilidade frente aos agentes externos (luz, oxigênio e calor), seu uso no processamento de alimentos é comprometido. Assim, a microencapsulação é uma alternativa viável para sua aplicação. Os objetivos deste trabalho foram avaliar o efeito da variação das condições operacionais do atomizador (temperatura do ar de entrada e vazão de alimentação) na obtenção de eugenol microencapsulado em carragena, e estudar a influência da combinação de carragena e proteína do farelo de arroz, albumina sérica bovina e proteína do soro de leite com baixo teor de lactose na microencapsulação de eugenol. Em uma primeira etapa, um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) do tipo 22 com duas variáveis independentes (temperatura do ar de secagem e vazão de alimentação), três pontos centrais e quatro pontos axiais, foi desenvolvido para avaliar as condições operacionais de atomização. A quantificação do eugenol, recuperação (RE %) e a eficiência de encapsulação (EE %) foi avaliadada por espectrofometria UV-Vis e a morfologia por microscopia ótica. Na segunda etapa, a influência do uso de carragena em combinação com proteína do farelo de arroz, albumina sérica bovina e proteína do soro de leite com baixo teor de lactose foi avaliada por meio de um planejamento de mistura do tipo simplex-centroid. A caracterização das microcápsulas foi determinada pela RE % e EE % por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE), análise termogravimétrica acoplada à espectrofotometria de infravermelho e, morfologia por microscopia eletrônica de varredura. Para o DCCR, o valor máximo de RE% obtido foi de 12% e as condições operacionais estudadas não influenciaram significativamente (p > 0,05). Já a EE% variou de 18,0 a 84,8% e, o termo quadrático para vazão de alimentação apresentou influência significativa (p ≤ 0,05) na resposta avaliada. Para o planejamento simplex-centroid, o valor médio de RE % das microcápsulas variou de 37,9 a 104,5% e o de EE% de 0,0 a 79,4%, sendo que ambas as respostas foram influenciadas (p ≤ 0,05%) pelos agentes encapsulantes da formulação. A albumina sérica bovina apresentou boa propriedade de estabilização da suspensão (RE % = 86,5) e em combinação com proteína de farelo do arroz possibilitou maior EE % (79,4). As microcápsulas exibiram diâmetro médio entre 3,4 a 4,6 µm e a morfologia das microcápsulas produzidas com a combinação da albumina sérica bovina e a proteína do farelo de arroz apresentaram superfícies esféricas com ausência de fissuras ou deformações. As análises térmicas e de FTIR, confirmam a eficiência de encapsulação do processo, indicando uma possível interação entre os agentes encapsulantes e o eugenol. / Eugenol is a natural phenolic compound with antioxidant and antimicrobial activity and its use as substitute the synthetic additives in food has been suggested. However, due eugenol instability to extern agents (light, oxygen and hot), its use in food processing has been hampered. Therefore, microencapsulation is a viable alternative for your application. The aims of this work were evaluate the effect of variation of operating conditions of spray drying (inlet air temperature and feed flow rate) in obtainment eugenol microencapsulated in carrageenan, and study the influence of combination of carrageenan and protein from rice bran protein, bovine serum albumin and, whey protein with low lactose content in the eugenol microencapsulation. Composite Central Desing (CCD) of type 22 with two independent variables (inlet air temperature, and feed flow rate), three key points and four axial points, were developed to assess the operational conditions of spray dryer. Eugenol quantification, recovery (% ER) and encapsulation efficiency (EE%) of process were evaluated by UV-Vis spectrophotometry and morphology by optical microscopy. In the second stage of the study, the influence of the use of carrageenan in combination with rice bran protein, bovine serum albumin and whey protein with low lactose content was evaluated by simplex-centroid desing. Microcapsules were characterizated by Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC) (ER and EE%), thermogravimetric analysis coupled to the infrared spectrophotometry, and morphology by scanning electron microscopy (SEM). In the CCD, the maximum ER% value was 12% and the operating conditions studied did not influence significantly (p > 0.05). EE% varied from 18.0 to 84.8% and the quadratic term to feed flow rate presented significant influence (p ≤ 0.05) in the evaluated answer. In the simplex-centroid mixture desing the ER% average of microcapsules ranged from 37.9 to 104.5% and EE% 0.0 to 79.4%, being that both responses were influenced (p ≤ 0.05%) by encapsulating agents of formulation. Bovine serum albumin presented good stabilizing property of suspension (ER% = 86.5) and in combination with rice bran protein resulted greater EE% (79.4). Microcapsules exhibited a average diameter range from 3.4 to 4.6 µm and the microcapsules morphology produced combination with the bovine serum albumin and protein rice bran showed surface with absence no cracks or deformation. Thermal and FTIR analysis confirmed the encapsulation efficiency of the process, observed a possible interaction between the encapsulating agents and eugenol.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The teas from Camellia sinensis plant are traditionally used medicinal form due to the fact they contain bioproducts with antioxidant power and are able to prevent and even cure some diseases like cancer. The products responsible for the benefits in human health are the catechins, polyphenols low molecular weight class. Membrane separation technology can be used for clarification, purification, or concentration for different products. Thus, this paper aims to extract and purify the phenolic compounds present in green, black and white tea, using water as a solvent for extraction and membranes for purification. The leaves of Camellia sinensis were subjected to infusion at the concentration of 100 g of leaves into 1 L of water, at first was analyzed the extraction of phenolic compounds at temperatures ranging from 30 to 80 ° C for different times (0 to 120 min), and the extract was filtered through filter cloth. Subsequently analyzed as pre-treatment with chitosan (20 to 100 ppm), centrifugation (20 min at 80000 rpm) and microfiltration (cellulose ester membranes with porosity of 0,22, 0,3 and 0,8 μm to 0,7 bar). The ultrafiltration process was performed at 6 bar and the feed was the permeate from the microfiltration membrane with a 0.8 μm pore size. The ultrafiltration membranes used was from NADIR polyethersulfone with molecular weight cutoff of 5, 10, 20 and 30 kDa, in a process with recycle. The ultrafiltration tests were also conducted with application of ultrasound and electromagnetic field. The flows obtained from the micro and ultrafiltration was used to calculate the fouling mechanism (applying mathematical model, to define the mechanism responsible for the decay of flow) and to calculate the resistance of the membranes. All these procedures were first performed with green tea and the process that best results were used for black tea and white tea. Samples obtained in each case were analyzed for the concentration of phenolics (Folin-Ciocalteu reagent), turbidity, color intensity, the concentration of solids, proteins and chromatographic analysis (HPLC). It was also analyzed the formation of tea cream front of the micro and ultrafiltration processes, and for this the samples were stored under refrigeration (5 °C) for 16 h. It was observed that compared to the results of pre-treatments that chitosan was obtained a better reduction of solids contained in the extract (56,22%), but microfiltration membrane with porosity of 0,8 μm was used as pre ultrafiltration-treatment as well as reducing the concentration of solids, showed low reduction of phenolic compounds and showed higher stabilized flow value (10,27 kgm-2h-1). Among the different conditions applied in the ultrafiltration, ultrasound has lower resistance, increase in flux (12,24%) stabilized, reduction of rejection of phenolic compounds (25,64%) and the permeate was stable even after 30 days storage under refrigeration. For green tea permeated analyzed EGCG, which was obtained in larger amount (39,55%) for the 20 kDa membrane in the conventional process. . For the process using ultrasound this value increased to 41,60%. Thus, it is concluded that micro and ultrafiltration processes can be applied and the permeate obtained in the ultrafiltration are more stable than the microfiltration and had purified phenolic compounds. / Os chás provenientes da planta Camellia sinensis são tradicionalmente utilizados de forma medicinal devido ao fato de conterem bioprodutos com grande poder antioxidante. Os bioprodutos responsáveis pelos benefícios na saúde humana são as catequinas, classe de polifenóis de baixo peso molecular. A tecnologia de separação por membranas pode ser utilizada para clarificação, purificação ou concentração de diversos produtos e bioprodutos. Assim, este trabalho tem como objetivo extrair e purificar os compostos fenólicos presentes no chá verde, preto e branco, usando água como solvente para extração e membranas para purificação. Assim, as folhas da Camellia sinensis foram submetidas à infusão em água na concentração de 100 g de folhas para 1 L de água, primeiramente analisou-se a extração dos compostos fenólicos em temperaturas que variaram de 30 a 80°C em diferentes tempos (0 a 120 min), sendo que o extrato obtido foi filtrado em filtro de pano. Posteriormente analisou-se como pré-tratamento a coagulação com quitosana (20 a 100 ppm), a centrifugação (20 min a 80000 rpm) e a microfiltração (membranas de éster de celulose com porosidade de 0,22, 0,3 e 0,8 μm a 0,7 bar). Os processo de ultrafiltração foram realizados a 6 bar e tinham como alimentação o permeado da microfiltração com membrana de 0,8 μm de porosidade. Na ultrafiltração utilizou-se membranas NADIR de poliétersulfona com peso molecular de corte de 5, 10, 20 e 30 kDa, em um processo com reciclo. Os ensaios de ultrafiltração foram conduzidos também com aplicação de ultrassom e campo eletromagnético. Os fluxos obtidos na micro e na ultrafiltração foram utilizados para calcular o mecanismo de fouling ( aplicando modelagem matemática, para definir o mecanismo responsável pelo decaimento do fluxo) e para calcular as resistências das membranas. Todos estes procedimentos foram realizados primeiramente com o chá verde e o processo que apresentou melhor resultado foi utilizado para o chá preto e o chá branco. As amostras obtidas em cada processo foram analisadas quanto a concentração de fenólicos totais (Folin-Ciocalteu), turbidez, intensidade de cor, concentração de sólidos, proteínas e análise cromatográfica (HPLC). Analisou-se ainda a formação de tea cream frente aos processos de micro e ultrafiltração, sendo que para isso as amostras foram armazenadas sob refrigeração (5°C) durante 16 h. Observou-se que em relação aos resultados dos pré-tratamentos a quitosana foi a que obteve uma maior redução dos sólidos presentes no extrato (56,22%), porém a microfiltração com a membrana de 0,8 μm de porosidade foi utilizada como pré-tratamento da ultrafiltração pois além de reduzir a concentração de sólidos, apresentou baixa redução dos compostos fenólicos e apresentou maior valor de fluxo estabilizado (10,27 kg/m²h). Dentre os processos de ultrafiltração, aquele que se destacou com os melhores resultados foi a filtração com membrana de 20 kDa, ou seja, apresentou um permeado estável, sem formação de tea cream, maior teor de compostos fenólicos e menores valores de resistências. Entre as diferentes condições aplicadas na ultrafiltração, o ultrassom apresentou menor resistência, aumento no fluxo (12,24%) estabilizado, diminuição da rejeição dos compostos fenólicos (25,64%) e ainda o permeado permaneceu estável após 30 dias armazenado sob refrigeração. Para os permeados de chá verde analisados o EGCG, foi o que se obteve em maior quantidade (39,55%) para a membrana de 30 kDa no processo convencional. Para o processo utilizando ultrassom este valor passou para 41,60. Assim, conclui-se que os processos de micro e ultrafiltração podem ser aplicados sendo que os permeados obtidos nas ultrafiltrações são mais estáveis que os da microfiltração e apresentam compostos fenólicos purificados. / Mestre em Engenharia Química

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Passiflora alata Curtis, comumente conhecida como maracujá-doce, é uma das espécies do gênero Passiflora cultivadas comercialmente, sendo consumida in natura devido ao seu gosto adocicado. Ela também é utilizada em todo o mundo como ornamental e na medicina popular. O objetivo deste trabalho foi o estabelecimento de diferentes estratégias para a cultura in vitro de P. alata e a análise da produção de substâncias antioxidantes nos materiais obtidos in vitro, em comparação com as plantas in vivo. Diferentes tratamentos visando à quebra da dormência das sementes foram avaliados para a germinação in vitro ou in vivo, além da incubação das sementes sob tipos distintos de luz. Para o estabelecimento das culturas primárias, apices caulinares e segmentos nodais das plântulas derivadas da germinação in vitro foram cultivados em meio MSM . A taxa de alongamento dos brotos e o número de nós por brotos das culturas primárias foram aumentados pela adição de água de coco ao meio. Plantas derivadas dessas culturas foram utilizadas como fontes de explantes nodais, internodais e foliares. O potencial morfogênico de sementes sem tegumento foi também avaliado. Calos friáveis foram induzidos a partir de segmentos nodais e foliares na presença de PIC, e aqueles obtidos a partir de folhas em meio suplementado com PIC a 28,9 μM foram selecionados para o estabelecimento de culturas de células em suspensão. Após o desenvolvimento de diferentes estratégias in vitro para P. alata, folhas de plantas in vivo foram utilizadas para a avaliação de parâmetros que afetam a extração de substâncias antioxidante. O potencial antioxidante foi determinado pelo ensaio DPPH e o conteúdo de fenóis totais foi determinado utilizando o método Folin-Ciocalteau. Após o desenvolvimento do protocolo de extração, a atividade antioxidante dos diferentes materiais in vitro foi também avaliada. A eficiência antirradicalar variou entre os sistemas de cultura estudados, sendo diretamente proporcional ao conteúdo de fenóis totais dos extratos. Esses resultados indicam que as estratégias para cultura in vitro de P. alata desenvolvidas neste trabalho representam alternativas para a multiplicação de plantas e produção de substâncias fenólicas com ação antioxidante. / Passiflora alata Curtis, commonly known as sweet passion fruit, is one of the commercially cultivated species of the genus Passiflora, being consumed in natura due to its sweet taste. It is also used worldwide as an ornamental and in folk medicine. The goal of this work was the establishment of different strategies for in vitro culture of P.alata and the analysis of the production of antioxidant substances by in vitro materials, in comparison with in vivo-grown plants. Different treatments aiming at seed dormancy breakage were evaluated for in vitro or in vivo germination, in addition to the incubation of seeds under distinct types of light. For the establishment of primary cultures, shoot tips and nodal segments excised from plantlets derived from in vitro germination were cultured on MSM . Shoot elongation rate and number of nodes per shoot of the primary cultures were improved by adding coconut water to the medium. Plants derived from these cultures were used as sources of nodal, internodal and leaf explants. The morphogenic potential of decoated seeds was also evaluated. Friable calluses were induced from nodal and leaf segments in the presence of PIC, and those obtained from leaves on medium supplemented with 28.9 μM PIC were selected for the establishment of cell suspension cultures. After the development of different in vitro strategies for P. alata, leaves of in vivo plants were used for the evaluation of the distinct parameters affecting the extraction of antioxidant substances. The antioxidant potential was determined by the DPPH assay and total phenolic content of the extract was determined using the Folin- Ciocalteau method. Following the development of the extraction protocol, the antioxidant activity of the different in vitro materials was also evaluated. The antiradicalar efficiency varied among the culture systems, being directly proportional to the total phenolic content of the extracts. These results indicate that the strategies of in vitro culture of P. alata developed in this study represent an alternative to plant multiplication and production of phenolic substances with antioxidant action.

As espécies nativas do semi-árido nordestino constituem uma importante fonte de proteína para o rebanho da região, especialmente durante a estação seca. Contudo, a composição química dessas plantas, especialmente teores de fibra, proteína bruta e compostos secundários, apresenta variações ao longo do ano, em função do ciclo fenológico. O conteúdo de taninos nas plantas pode variar de acordo com as condições climáticas e geográficas. Objetivou-se com o presente estudo: (i) avaliar a composição química de plantas de três Estados do nordeste brasileiro; (ii) verificar o efeito dos taninos na produção de gases; (iii) testar métodos de detanificação, para melhorar o valor nutritivo dessas plantas. O estudo foi dividido em três capítulos. No primeiro, foram avaliadas espécies nativas do semi-árido de Pernambuco, Bahia e Ceará por meio de análises químicas e técnica de produção de gases: angico - Anadenanthera macrocarpa, aroeira - Astronian urundeuva, catingueira - Caesalpinia bracteosa, jucazeiro - Caesalpinia ferre, jurema preta - Mimosa hostilis, leucena - Leucaena leucocephala, malva branca - Sida cordifolia, maniçoba - Manihot pseudoglaziovii, pau branco - Auxemma oncocalyx e sabiá - Mimosa caesalpinifolia. No segundo e terceiro capítulos, foram testados métodos de secagem e aplicação de soluções alcalinas (cinzas de madeira e hidróxido de cálcio) e de polietileno glicol para redução dos efeitos dos taninos. Os resultados obtidos pela avaliação da composição química nas três regiões demonstraram que as espécies estudadas representam uma importante reserva de forragem para os ruminantes e que o teor de compostos fenólicos deve ser monitorado, uma vez que algumas dessas espécies apresentam altos teores destes compostos. Os métodos de secagem testados não foram eficientes para minimizar a ação dos taninos e os tratamentos com soluções alcalinas e com PEG foram eficazes para reduzir a concentração dos taninos, quando medida pela análise química. O tratamento com PEG resultou uma resposta na diminuição da atividade dos taninos no bioensaio / The typical vegetation of the semi-arid region of northeast Brazil is considered an important source of protein for the animals, mainly during the dry season. However, the chemical composition of the plants, as fiber, protein and secondary compounds change during the year with the different stage of the plants. The tannin concentration varies according to climatic and geographic conditions. The aims of this study were: (i) to evaluate the chemical composition of plants of three regions in the northeast Brazil; (ii) to verify the effect of tannins on gas production; (iii) to use detanification methods to improve the nutritional value of those plants. The study contains three chapters. In the first chapter, the following species of plants from Pernambuco, Bahia and Ceara were evaluated by chemical analysis and gas production: angico - Anadenanthera macrocarpa, aroeira - Astronian urundeuva, catingueira - Caesalpinia bracteosa, jucazeiro - Caesalpinia ferre, jurema preta - Mimosa hostilis, leucena - Leucaena leucocephala, malva branca - Sida cordifolia, manicoba - Manihot pseudoglaziovii, pau branco - Auxemma oncocalyx and sabia - Mimosa caesalpinifolia. In the second and third chapters various detanification methods were tested, as drying processes and application of alkaline solutions (wood ash and calcium hydroxide) and polyethylene glycol application. The chemical analysis showed that all the plants studied could be used as animal feed, but the phenolics contents could be a detrimental factor and should be monitored. The drying methods were not efficient to minimize tannin effects as showed using the gas production. The treatment with wood ash, calcium hydroxide and polyethylene glycol resulted in a decrease of tannins concentration, but only polyethylene glycol treatment decreased tannins activity during the gas production.

The aim of the present work was to study the effect of the ultrasonic pretreatment of cowpea bean pod biomass in the bio-oil production by pyrolysis. The biomass was pretreated during 0.5, 1.5, 03, 06, 08 and 12 hours with the addition of 20% (w/w) potassium phosphate. The biomass presented low oil and protein contents, 0.72% and 8.5%, respectively, and ash content of 4.38% for in natura biomass, being alkali and alkaline earth metals (K, Mg, Na, Ca) and phosphorus the main inorganic compounds. For the pretreated samples, the ash content was around 19.5% (w/w). The elemental analysis showed that the in natura biomass contained 42.01% of carbon, 5.89% of hydrogen, 1.36% of nitrogen and 37.48% of oxygen, presenting lower values for the treated biomass mainly due to the increase of inorganic content by the addition of potassium phosphate. The thermogravimetric curves profiles of the samples changed with different ultrasonic pretreatment times, presenting a decrease in temperature, where the highest mass loss rate occurs, compared to in natura biomass. The pyrolysis was carried out at 600 °C and N2 flow of 5mL min-1, yielding a 25.29% in bio-oil for the in natura biomass, while the samples submitted to pretreatment presented yield between 21 and 23%. The pretreated samples showed a decrease in the biochar yield and an increase in the biogas yield compared to the in natura sample. The chromatographic analysis of the bio-oils, showed that the ultrasonic pretreatment associated with K3PO4 caused a considerable increase in the phenolic compounds content, and the best pretreatment time, 1.5 h, showed 81.21 mg g-1, against 48.90 mg g-1 of phenolics in the bio-oil from in natura biomass. / O presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito do pré-tratamento ultrassônico na obtenção de bio-óleo a partir da pirólise da biomassa de vagem de feijão caupi. A biomassa utilizada foi submetida a diferentes tempos de prétratamento (0,5, 1,5, 03, 06, 08 e 12 h) com a adição de K3PO4 à 20%. A caracterização da biomassa obteve baixos teores de óleo e proteínas, 0,72% e 8,5% respectivamente, apresentando teor de cinzas para a biomassa in natura de 4,38%, sendo os principais componentes inorgânicos os metais alcalinos e alcalinos terrosos (K, Mg, Na, Ca) e fósforo. Para as amostras pré-tratadas o teor de cinzas ficou em torno de 19,5%. Os valores da análise elementar para a biomassa in natura foram carbono (42,01%), hidrogênio (5,89%), nitrogênio (1,36%) e oxigênio (37,48%), apresentando valores menores para as biomassas pré-tratadas principalmente devido ao aumento do teor de inorgânicos pela adição do fosfato de potássio. As curvas termogravimétricas das amostras se diferenciaram quanto aos perfis de acordo com o tempo de pré-tratamento ultrassônico, com diminuição da temperatura onde ocorre maior taxa perda de massa em comparação à biomassa in natura. As pirólises foram realizadas à 600 °C e fluxo de N2 de 5mL min-1, obtendo rendimento de 25,29% em bio-óleo para a biomassa in natura, enquanto as amostras submetidas à pré-tratamento apresentaram menor rendimento, entre 21 e 23%. As amostras pré-tratadas apresentaram diminuição no rendimento de biocarvão e aumento do rendimento de biogás em comparação à amostra in natura. A partir da análise cromatográfica dos bio-óleos constatou-se que o pré-tratamento ultrassônico associado à K3PO4 provocou um aumento considerável no teor de compostos fenólicos, sendo que o melhor tempo de pré-tratamento, 1,5 h, apresentou 81,21 mg g-1, contra 48,90 mg g-1 de fenólicos no bio-óleo proveniente da biomassa in natura. / São Cristóvão, SE

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:25:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_roberta_manica_berto.pdf: 866773 bytes, checksum: 77b68d08049e2aeeb9a5cbf63623b995 (MD5) Previous issue date: 2009-11-19 / Quince shows high genetic variability regarding plant vigor, productivity, flowering, fruit quality. In order to characterize the differences among cultivars, considering the phenological characteristics of the tree, the physicochemical and phytochemical compounds of in natura fruits, this study aimed to describe the phenological stages of the quince and evaluate 21 quince cultivars regards to physicochemical and phytochemical properties. The established phenological scale according BBCH scale for the twenty one cultivars of C. oblonga contains eight stages of development. The stages observed were: 0 - bud development; 1 - Development of the leaves, 3 - Development of shoots, 5 - Emergence of the inflorescence, 6 - Flowering; 7 Development of fruits; 8 - ripening of fruits, 9 - Senescence. The cultivars Champion, Kiakami and Portugal show a different physical-chemical profile whether compared to the others. While the cultivars Zuquerinetta, D'Angers, Prolonged, Orange, Bereckzy, Smyrna, Mendoza Inta-37 have a very similar phytochemical profile. Carotenoid and phenol contents are higher in the peel than the pulp, resulting in a higher antioxidant capacity of the shell. / O marmeleiro apresenta alta variabilidade genética, quanto ao vigor da planta, produtividade, florescimento e qualidade de fruto. Tendo em vista a necessidade de caracterizar diferenças entre cultivares, considerando as características fenológicas da planta, a composição físico-química e fitoquímica dos frutos na forma in natura, esse trabalho teve como objetivo descrever as fases fenológicas do marmeleiro e avaliar 21 cultivares de marmelo quanto às propriedades físico-químicas e fitoquímicas. A escala fenológica estabelecida, de acordo com a escala BBCH, para as 21 cultivares de C. oblonga contém oito estádios de desenvolvimento. Os estádios principais observados foram: 0 Desenvolvimento da gema; 1 Desenvolvimento das folhas; 3 Desenvolvimento dos brotos; 5 Emergência da inflorescência; 6 Florescimento; 7 Desenvolvimento dos frutos; 8 Maturação dos frutos; 9 Senescência. As cultivares Champion, Kiakomi e Portugal apresentam perfil físico-químico diferenciado das demais. Enquanto que as cultivares Zuquerinetta, D‟Angers, Alongado, Alaranjado, Bereckzy, Smyrna, Mendonza Inta-37 apresentam um perfil fitoquímico muito semelhante. Os teores de carotenóides e fenóis são maiores na casca do que na polpa, resultando numa maior capacidade antioxidante da casca.

A jabuticaba (Plinia sp.), uma fruta nativa do Brasil, tem despertado grande interesse científico devido ao seu conteúdo de fitonutrientes e seus benefícios a saúde, sendo considerada um alimento funcional. Estudos demonstraram que a jabuticaba é rica em compostos fenólicos, principalmente antocianinas e flavonóis. Esses compostos vêm sendo relacionados à redução da incidência de doenças que apresentam o estresse oxidativo e nitrosativo em sua fisiopatologia, como doenças cardiovasculares, diabetes e o câncer. Recentemente, estudos têm demonstrado que a disfunção mitocondrial está presente como um fator determinante no desenvolvimento e progressão do estresse oxidativo e nitrosativo e que compostos fenólicos teriam a capacidade de regular essa disfunção. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a composição de macronutrientes, o conteúdo de compostos fenólicos totais e antocianinas da casca e da polpa de jabuticaba (P. trunciflora). Paralelamente, determinou-se a composição química do extrato de casca de jabuticaba (ECJ), através de espectrometria de massas, e a sua atividade antioxidante in vitro através dos ensaios de DPPH• e ABTS•+. Além disso, avaliou-se a capacidade do ECJ em reduzir o estresse oxidativo/nitrosativo e modular a função mitocondrial, a qual foi determinada através da atividade do complexo I da cadeia de transporte de elétrons e da biossíntese de ATP, na linhagem celular de fibroblastos de pulmão humano (MRC-5) tratados com H2O2. Os resultados demonstraram que o principal macronutriente presente tanto na casca quanto na polpa da jabuticaba são carboidratos. A casca apresentou maior conteúdo de fibras totais em relação à polpa. Além disso, os compostos fenólicos apresentaram-se em maior quantidade na casca da jabuticaba, sendo que a maior parte destes compostos encontrados na casca são antocianinas. A análise de espectrometria de massas do ECJ permitiu a identificação de cianidina-3-O-glicosideo, canferol, ácido hexadecanóico e ácido octadecanóico. O ECJ apresentou atividade antioxidante in vitro nos dois ensaios utilizados. Nas células MRC-5 o ECJ foi capaz de evitar significativamente a diminuição da atividade do complexo I da cadeia de transporte de elétrons e atenuou a diminuição na biossíntese de ATP induzida pelo H2O2. Concomitantemente, o ECJ foi capaz de minimizar o aumento da peroxidação lipídica, os níveis de óxido nítrico e a perda da viabilidade induzida pelo H2O2 nas células MRC-5. Estes dados mostram, pela primeira vez, a capacidade do ECJ em reduzir danos oxidativos/nitrosativos via modulação da função mitocondrial em células de mamíferos. Além disso, esses achados representam um avanço em relação ao entendimento dos mecanismos de ação dos compostos fenólicos e colaboram como uma alternativa para o desenvolvimento de possíveis tratamentos de doenças que apresentam a disfunção mitocondrial e o estresse oxidativo/nitrosativo em sua fisiopatologia. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Jaboticaba (Plinia sp.), a native fruit from Brazil, has attracted scientific interest due to its phytonutrient content and potential health benefits, and therefore it has being considered a functional food. Studies have shown that jaboticaba is a rich source of phenolic compounds, mainly anthocyanins and flavonols. Phenolic compounds are natural products that hold important biological activities and have been reported to reduce the incidence of disease associated with oxidative and nitrosative stress in their pathophysiology, such as cardiovascular diseases, diabetes and cancer. Recent studies have shown that mitochondrial dysfunction is a key factor in development and progression of oxidative and nitrosative stress. Moreover, studies have observed the ability of phenolic compounds to modulate mitochondrial function. Thus the aim of this study was to evaluate the macronutrient composition, the total phenolic content and anthocyanins content in jaboticaba (P. trunciflora) peel and pulp. Simultaneously, it was determined the chemical composition of the jaboticaba peel extract (JPE) by mass spectrometry, and its in vitro antioxidant activity through the DPPH• and ABTS•+ assays. The ability of JPE to reduce oxidative/nitrosative stress and modulate mitochondrial function, assessed by complex I activity and ATP biossintesis, in human lung fibroblasts cells (MRC 5) challenged with H2O2 were also determined. Results evidenced that the majority of macronutrients present in both peel and pulp are carbohydrates. Jaboticaba peel showed higher fiber content than the pulp. Phenolic compounds are also present in higher quantity in the peel, and almost all phenolic compounds present in the peel are anthocyanins. Mass spectrometry analysis of the JPE allowed the identification of cyanidin-3-O-glucoside, kaempferol, hexadecanoic acid and octadecanoic acid compounds. The JPE presented in vitro antioxidant activity, through DPPH• and ABTS•+ assays. In MRC-5 cells, JPE was able to prevent the decrease in complex I activity and attenuated the decrease in ATP levels induced by H2O2. The ECJ was also able to minimize the increased in lipid peroxidation and nitric oxide levels, and prevented the cell viability loss induced by H2O2. These results show for the first time, the ability of JPE to reduce oxidative/nitrosativos damage via modulation of mitochondrial function in mammalian cells. Furthermore, these findings represent an advance over the understanding of the mechanisms of action of phenolic compounds and collaborate as an alternative for the development of potential treatments for diseases with mitochondrial dysfunction and oxidative/nitrosative stress in their pathophysiology.