Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, 2010. / Submitted by Caroline Silva (krol_bilhar@hotmail.com) on 2012-08-19T20:54:12Z No. of bitstreams: 1 dissertao -fernanda pagnussatt.pdf: 1418590 bytes, checksum: 8967b30d06e7a8e26859db843f84ec54 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2012-12-06T18:47:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertao -fernanda pagnussatt.pdf: 1418590 bytes, checksum: 8967b30d06e7a8e26859db843f84ec54 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-12-06T18:47:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertao -fernanda pagnussatt.pdf: 1418590 bytes, checksum: 8967b30d06e7a8e26859db843f84ec54 (MD5) Previous issue date: 2010 / Os cereais são fontes de inibidores enzimáticos que agem sobre a α-amilase, alterando a disponibilidade do amido e podem representar uma ferramenta útil para a resistência dos vegetais ao ataque de patógenos. O objetivo do trabalho foi estudar a presença de inibidores enzimáticos em cereais e avaliar sua relação com a susceptibilidade à contaminação fúngica. Amostras de grãos de aveia (UPFA 20 Teixeirinha, UPFA 22 Temprana e UPFA Pampa), trigo (Safira, Ônix e Pampeano) e arroz (BR 410, BR 417 e BR 424) foram moídas,peneiradas e caracterizadas físico-quimicamente. A melhor condição para a extração de inibidores enzimáticos da aveia e trigo foi obtida ao utilizar o sistema de extração etanol 70 % e 12 horas de agitação, com inibição da amilase fúngica em torno de 90 %. Nas cultivares de arroz, o extrato bruto inibiu 96 % da ação da enzima amilase em ensaios in vitro, quando se empregou como extrator etanol 95 % e 7 h de extração. A enzima Fungamyl®, com atividade específica de 20 mg de amido hidrolisado mL-1 mg proteína-1 foi caracterizada bioquimicamente para fornecer os parâmetros necessários para avaliação da presença de inibidores nos extratos. As propriedades antifúngicas desses extratos inibidores foram testadas pelo método de ágar diluído, utilizando como resposta o teor de glucosamina dos fungos. Durante os 14 dias de incubação do Fusarium graminearum as maiores inibições de crescimento fúngico foram alcançadas em presença dos extratos de aveia e de trigo. A próxima etapa será a purificação dos inibidores nas cultivares mais promissoras para aplicar o conhecimento em programas genéticos capazes de aumentar a resistência desses grãos a determinados fungos ou extraí-los para a preservação em conservação de alimentos. / Cereals are sources of enzymatic inhibitors which act upon alpha-amylase disturbing starch availability, generating a higher resistance to the attack of pathogens. This work aim was to study the presence of enzymatic inhibitors in cereals and evaluate its relation with fungi contamination susceptibility. Samples of oat (UPFA 20 Teixeirinha, UPFA 22 Temprana e UPFA Pampa), wheat (Safira, Ônix e Pampeano) and rice (BR 410, BR 417 e BR 424) were milled, homogenized and then its physicochemical properties were analyzed. The best conditions for extraction enzymatic inhibitors of wheat and oat was ethanol 70%, 12 hours of agitation which obtained an inhibition of fungal amylase of 90%. Rice crude extract varieties obtained a 96% of enzymatic amylase inhibition during in vitro tests, when extraction contained 95% of ethanol and 7 h agitation. The enzyme Fungamyl®, which specific activity of 20 mg protein mL-1 mg-1 of hydrolyzed starch, was biochemically characterized to establish the necessary parameters to research inhibitors activity. Antifungal properties from the extracts were analyzed utilizing the diluted agar method, the response was measure through the level of glucosamine produce by the fungi. During 14 days of incubation Fusarium graminearum inhibition was greater in the oat and wheat extracts presence. The next stage it’s to purify of the inhibitors on the cultivars most promising to apply this knowledge to genetic databases that are capable to enhance the resistence of grains to certain species of fungi or extract them for preservation in foods.

Este trabalho de Mestrado teve por objetivo avaliar a atividade antifúngica in vitro e em queijo Minas Padrão de duas formulações (A e B) de nanoemulsões encapsulando óleo essencial de orégano (Origanum vulgare) produzidas pelo método da temperatura de inversão de fases (método PIT). Cladosporium sp., Fusarium sp. e Penicillium sp. foram os fungos identificados nas amostras de queijo Minas Padrão deteriorados. Tais cepas foram utilizadas na avaliação da atividade antifúngica in vitro e em queijo Minas Padrão do óleo de orégano nanoemulsionado. Nos testes in vitro foram determinadas as concentrações mínimas inibitórias (CMI) do óleo essencial de orégano puro e nanoemulsionado sobre o Cladosporium sp., Fusarium sp. e Penicillium sp. Foram utilizadas fatias de queijo Minas Padrão para avaliar o efeito inibitório das nanoemulsões contendo óleo essencial de orégano. Por último foi avaliado o efeito inibitório das nanoemulsões durante o processo de maturação de queijos Minas Padrão. Determinaram-se valores de CMI para óleo essencial puro de 0,2; 0,3 µg/ml para Fusarium sp. e Penicillium sp., respectivamente. Enquanto para as duas formulações de nanoemulsão; os valores de CMI dependeram da quantidade de óleo essencial de orégano que estava contido nelas, obtendo-se valores de 0,26; 0,11 e 1,62 µg/ml para a formulação A de óleo de orégano nanoemulsionado sobre Cladosporium sp., Fusarium sp. e Penicillium sp., respectivamente, e CMIs de 0,32; 0,1 e 0,8 µg/ml para a formulação B de nanoemulsão sobre os mesmos gêneros de fungos. Os ensaios nas fatias de queijo evidenciaram que o efeito das CMIs, quando aplicadas na matriz alimentícia, foi nulo, permitindo o desenvolvimento normal dos fungos avaliados, da mesma forma se determinou a importância da atividade de água no crescimento fúngico. Já nos queijos em ambiente de maturação o efeito inibitório do óleo de orégano foi pouco satisfatório, o que indicou a importância do controle dos demais parâmetros ambientais no ambiente de maturação. Pode-se concluir que o óleo essencial de orégano nanoemulsionado apresentou efeito inibitório contra os gêneros de fungos avaliados. Quando controlados parâmetros ambientais como temperatura de armazenamento e atividade de água, seu efeito inibitório pode ser amplamente melhorado, apresentando-o como potencial alternativa na conservação dos alimentos. / This Master Thesis aimed to evaluate the in vitro antifungal activity and in Minas Padrão cheese of two formulations (A and B) of nanoemulsions encapsulating essential oil of oregano (Origanum vulgare) produced by the method of phase inversion temperature (PIT method). Cladosporium sp., Fusarium sp. and Penicillium sp. fungi were identified in deteriorated cheese samples. These strains were used in the evaluation of antifungal activity of oregano essential oil nanoemulsions, both in vitro and in cheese. Minimum inhibitory concentrations (MIC) of essential oil of pure oregano oil and nanoemulsions were determined. Cheese slices were used to evaluate the inhibitory effect of nanoemulsions containing essential oil of oregano. Finally the inhibitory effect of encapsulated oregano oil was tested during cheese ripening. MIC values determined for pure essential oil were 0.20 and 0.3 µg/ml for Fusarium sp. and Penicillium sp., respectively. As for the two nanoemulsion formulations, MIC values depended on the amount of essential oil of oregano which was contained therein, and the values for formulation A were 0.26, 0.11 and 1.62 µg/ml for Cladosporium sp., Fusarium sp. and Penicillium sp, respectively. For formulation B, the values of MIC were 0.32, 0.10 and 0.80 µg/ml. The tests on the cheese slices showed that the effect of MIC when applied in the food matrix was null, as the fungi growth was not avoided. As for the tests during cheese ripening, the inhibitory effect of oregano oil in nanoemulsions was unsatisfactory, which indicated the importance of controlling other environmental parameters in the maturation chamber. It can be concluded that the nanoemulsions of essential oil presented inhibitory effect against the genera of fungi evaluated. Controlled environmental parameters such as storage temperature and water activity, its inhibitory effect can be highly improved, and the nanoemulsions of oregano oil can be seen as a potential system for food preservation.

Submitted by Raquel Vergara Gondran (raquelvergara38@yahoo.com.br) on 2016-05-05T18:44:25Z No. of bitstreams: 1 fernanda arnhoud pagnussatt - inibio do crescimento de espcies do complexo fusarium.pdf: 1615887 bytes, checksum: daa606d7216768f4d2df2f8137006ec3 (MD5) / Approved for entry into archive by cleuza maria medina dos santos (cleuzamai@yahoo.com.br) on 2016-05-05T20:35:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fernanda arnhoud pagnussatt - inibio do crescimento de espcies do complexo fusarium.pdf: 1615887 bytes, checksum: daa606d7216768f4d2df2f8137006ec3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-05T20:35:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fernanda arnhoud pagnussatt - inibio do crescimento de espcies do complexo fusarium.pdf: 1615887 bytes, checksum: daa606d7216768f4d2df2f8137006ec3 (MD5) Previous issue date: 2013 / Fusarium é um gênero de fungo comumente encontrado em grãos e alimentos a base de cereais e reconhecido produtor de uma ampla gama de micotoxinas. A necessidade de aumentar a segurança alimentar norteia a busca por substâncias naturais como alternativa ao uso de fungicidas químicos. Compostos fenólicos têm demonstrado propriedades antifúngicas e antimicotoxigênicas e a incorporação dessas substâncias em sistemas carreadores, tais como lipossomos, pode preservar ou mesmo potencializar este efeito. Em função disso, o objetivo do trabalho foi estudar a atividade antifúngica de compostos fenólicos extraídos de Spirulina sp. LEB-18 na forma livre e encapsulada visando aplicá-los para diminuir o impacto da contaminação micotoxicológica em grãos por espécies filogenéticas do complexo Fusarium graminearum (Fg). Primeiramente, algumas rotas metabólicas foram avaliadas através da determinação de compostos estruturais (glicosamina e ergosterol) e da atividade de enzimas do metabolismo primário de 12 isolados de Fg em presença do extrato fenólico. A concentração necessária para inibir 50% o crescimento micelial (IC50) foi obtida em valores correspondentes entre 3 a 8% (v/v) de extrato fenólico e a glicosamina foi o indicativo de inibição que melhor representou o efeito inibidor sobre o crescimento fúngico. Padrões de ácidos fenólicos foram testados e comparados ao extrato fenólico de Spirulina, sendo observado que o ácido gálico foi o que apresentou maior efeito inibidor, porém inferior ao extrato fenólico de Spirulina. A incorporação do extrato fenólico em lipossomos alterou a dinâmica das regiões polares e apolares da fosfatidilcolina da membrana lipídica, influenciando a região fosfato do lipídio e aumentando a fluidez dos metilenos presentes na cauda apolar da membrana. Este efeito está relacionado com a inibição superior a 90% no crescimento de isolados do complexo Fg em presença de lipossomos contendo 8% de extrato fenólico (v/v). A produção de glicosamina foi reduzida de 11,5 mg g-1 para 6,1 mg g-1 no meio com lipossomo puro e extrato fenólico incorporado ao lipossomo, respectivamente, e aumentou em 15 vezes e 6 vezes a inibição da produção das micotoxinas NIV e 15AcDON. Ficou demonstrado que a técnica de encapsulamento garantiu a manutenção das propriedades de compostos bioativos, com atividade antifúngica e antimicotoxigênica superior ao extrato fenólico livre. / Fusarium is a fungal strain commonly found in grains and foods from cereals and a recognized mycotoxin producer. The need to increase food safety leads the search for biologically active natural substances as an alternative to the sinthetic fungicides. Phenolic compounds have demonstrated antifungal and antimicotoxigenic properties and the incorporation of these substances in carrier systems such as liposomes, may can preserve or even enhance this effect. As a result, this work aimed to study the antifungal activity of phenolic compounds extracted from Spirulina sp. LEB-18 in free and encapsulated form in order be applied in the reduction of the impact of micotoxin contamination in grains by Fusarium graminearum (Fg). First, the possibility affected metabolic pathways potentially affected were evaluated by determining structural compounds (glucosamine and ergosterol) and the enzymatic activity corresponding to primary metabolism of Fg 12 isolates in the presence of phenolic extract. The half inhibition concentration of fungal growth (IC50) was obtained in phenolic extracts concentrations between 3-8% (v/v) and glucosamine was the inhibition indicative which best represented the inhibitory effect on fungal growth. Phenolic acids standards were tested comparatively to Spirulina phenolic extract, and among them, being gallic acid showed the greatest inhibitory effect. However, this effect was lower than the Spirulina phenolic extract. The phenolic extract incorporation in lipossomes change the dynamics of the lipid membrandes of phosphatidylcholine polar and nonpolar regions, influencing the lipid phosphate region and increasing the fluidity of methylenes present in apolar hydrophobic acyl chains. This effect is related to the Fg growth inhibition of the complex isolates, wich was greater than 90% in the presence of liposomes containing 8% phenol extract (v/v). The production of glucosamine was reduced from 11.5 mg. g-1 to 6.1 mg. g-1 in the medium with pure liposome and phenolic extract incorporated into the liposome, respectively and increased by 15 and 6 times the inhibition of the mycotoxins NIV and 15AcDON. This showed that encapsulation technique ensured the maintenance of bioactive compounds with antifungal activity and antimicotoxigenic properties above the free phenolic extract.

Este trabalho de Mestrado teve por objetivo avaliar a atividade antifúngica in vitro e em queijo Minas Padrão de duas formulações (A e B) de nanoemulsões encapsulando óleo essencial de orégano (Origanum vulgare) produzidas pelo método da temperatura de inversão de fases (método PIT). Cladosporium sp., Fusarium sp. e Penicillium sp. foram os fungos identificados nas amostras de queijo Minas Padrão deteriorados. Tais cepas foram utilizadas na avaliação da atividade antifúngica in vitro e em queijo Minas Padrão do óleo de orégano nanoemulsionado. Nos testes in vitro foram determinadas as concentrações mínimas inibitórias (CMI) do óleo essencial de orégano puro e nanoemulsionado sobre o Cladosporium sp., Fusarium sp. e Penicillium sp. Foram utilizadas fatias de queijo Minas Padrão para avaliar o efeito inibitório das nanoemulsões contendo óleo essencial de orégano. Por último foi avaliado o efeito inibitório das nanoemulsões durante o processo de maturação de queijos Minas Padrão. Determinaram-se valores de CMI para óleo essencial puro de 0,2; 0,3 µg/ml para Fusarium sp. e Penicillium sp., respectivamente. Enquanto para as duas formulações de nanoemulsão; os valores de CMI dependeram da quantidade de óleo essencial de orégano que estava contido nelas, obtendo-se valores de 0,26; 0,11 e 1,62 µg/ml para a formulação A de óleo de orégano nanoemulsionado sobre Cladosporium sp., Fusarium sp. e Penicillium sp., respectivamente, e CMIs de 0,32; 0,1 e 0,8 µg/ml para a formulação B de nanoemulsão sobre os mesmos gêneros de fungos. Os ensaios nas fatias de queijo evidenciaram que o efeito das CMIs, quando aplicadas na matriz alimentícia, foi nulo, permitindo o desenvolvimento normal dos fungos avaliados, da mesma forma se determinou a importância da atividade de água no crescimento fúngico. Já nos queijos em ambiente de maturação o efeito inibitório do óleo de orégano foi pouco satisfatório, o que indicou a importância do controle dos demais parâmetros ambientais no ambiente de maturação. Pode-se concluir que o óleo essencial de orégano nanoemulsionado apresentou efeito inibitório contra os gêneros de fungos avaliados. Quando controlados parâmetros ambientais como temperatura de armazenamento e atividade de água, seu efeito inibitório pode ser amplamente melhorado, apresentando-o como potencial alternativa na conservação dos alimentos. / This Master Thesis aimed to evaluate the in vitro antifungal activity and in Minas Padrão cheese of two formulations (A and B) of nanoemulsions encapsulating essential oil of oregano (Origanum vulgare) produced by the method of phase inversion temperature (PIT method). Cladosporium sp., Fusarium sp. and Penicillium sp. fungi were identified in deteriorated cheese samples. These strains were used in the evaluation of antifungal activity of oregano essential oil nanoemulsions, both in vitro and in cheese. Minimum inhibitory concentrations (MIC) of essential oil of pure oregano oil and nanoemulsions were determined. Cheese slices were used to evaluate the inhibitory effect of nanoemulsions containing essential oil of oregano. Finally the inhibitory effect of encapsulated oregano oil was tested during cheese ripening. MIC values determined for pure essential oil were 0.20 and 0.3 µg/ml for Fusarium sp. and Penicillium sp., respectively. As for the two nanoemulsion formulations, MIC values depended on the amount of essential oil of oregano which was contained therein, and the values for formulation A were 0.26, 0.11 and 1.62 µg/ml for Cladosporium sp., Fusarium sp. and Penicillium sp, respectively. For formulation B, the values of MIC were 0.32, 0.10 and 0.80 µg/ml. The tests on the cheese slices showed that the effect of MIC when applied in the food matrix was null, as the fungi growth was not avoided. As for the tests during cheese ripening, the inhibitory effect of oregano oil in nanoemulsions was unsatisfactory, which indicated the importance of controlling other environmental parameters in the maturation chamber. It can be concluded that the nanoemulsions of essential oil presented inhibitory effect against the genera of fungi evaluated. Controlled environmental parameters such as storage temperature and water activity, its inhibitory effect can be highly improved, and the nanoemulsions of oregano oil can be seen as a potential system for food preservation.