O objetivo do presente estudo foi avaliar a hipótese de que a inclusão de licopeno na ração comercial reduz os efeitos negativos do estresse e melhora o desempenho de juvenis da tilápia do Nilo, Oreochromis niloticus. Para tal, foi realizado, primeiramente, um estudo que avaliou o efeito da suplementação com licopeno (100, 200, 400 e 800 mg/kg de ração) sobre a atrato-palatabilidade da ração. Numa segunda etapa foi avaliado o efeito da suplementação diária de licopeno (800 mg/kg de ração), durante 60 dias, na promoção do bem-estar de juvenis dessa espécie submetidos a estresse de contenção de 90 minutos. Foram avaliados parâmetros zootécnicos como ganho de peso, conversão alimentar, fator de condição e taxa de crescimento especifico, consumo e parâmetros fisiológicos e bioquímicos como o nível de cortisol plasmático, o conteúdo de peroxidação lipídica, avaliação da cor instrumental do file e a atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT) e glutationa redutase (GR) e atividade da lactato desidrogenase (LDH) no músculo branco (file) e vermelho. Os resultados foram submetidos a ANOVA e em caso de efeito significativo entre tratamentos, as medias foram comparadas pelo teste de Tukey (p<0,05). A inclusão de licopeno não alterou a atrato-palatabilidade da ração comercial em nenhuma das concentrações estudadas. A suplementação com licopeno (800 mg/kg de ração) não alterou nenhum dos parâmetros zootécnicos avaliados: ganho em peso, conversão alimentar, fator de condição e taxa de crescimento especifico. Da mesma forma, não alterou o nível de peroxidação lipídica avaliado pelas substancias reativas ao acido tiobarbitúrico (TBARS) e a cor instrumental do file dos peixes. Houve redução (34%) na atividade da catalase no músculo branco dos peixes suplementados com licopeno, comparado aos animais do grupo controle (sem suplementação). Entretanto, a atividade de catalase na musculatura vermelha não foi alterada mediante a suplementação com licopeno; bem como a atividade da GR e LDH no músculo branco e vermelho. Evidenciou que o estresse de contenção aumenta o nível de cortisol plasmático (53%), o nível de peroxidação lipídica do file (28%) e também a atividade de CAT, GR e LDH no músculo branco (31%, 32% e 29%, respectivamente) e músculo vermelho (48%, 46% e 44%, respectivamente) dos animais submetidos ao estresse. Porem, a inclusão de licopeno na dieta aboliu os efeitos negativos do estresse de contenção, evitando a elevação dos níveis de cortisol, conteúdo de TBARS do file e atividade das enzimas CAT, GR e LDH no músculo branco e vermelho. Concluiu-se que o licopeno veiculado na ração comercial, na proporção de 800 mg/kg de ração, reduz os efeitos negativos do estresse e não altera o desempenho de juvenis de tilápia do Nilo. / The aim of this study was to evaluate the hypothesis that the inclusion of lycopene in the commercial diet reduces the negative effects of stress and improves performance of juvenile Nile tilapia, Oreochromis niloticus. To this end was accomplished, first, a study that evaluated the effect of supplementation with lycopene (100, 200, 400 and 800 mg/kg of diet) on the attraction and palatability of the diet. In a second step, the effect of daily supplementation of lycopene (800 mg/kg of diet) for 60 days, to promote the welfare of juveniles subjected to restraint stress for 90 minutes. Zootechnical parameters were evaluated as weight gain, feed conversion, condition factor and specific growth rate, consumption and physiological and biochemical parameters as the plasma cortisol level, the content of lipid peroxidation, instrumental color of the fillet and the activity of antioxidant enzymes catalase (CAT) and glutathione reductase (GR) and activity of lactate dehydrogenase (LDH) in white muscle (fillet) and red muscle. The results were submitted to ANOVA and in case of significant effect between treatments, means were compared by Tukey test (p<0.05). The inclusion of lycopene did not affect the attraction and palatability of commercial feed in any of the concentrations studied. Supplementation with lycopene (800 mg/kg diet) did not alter any of the zootechnical parameters evaluated: weight gain, feed conversion, condition factor and specific growth rate. Likewise, did not alter the level of lipid peroxidation evaluated by thiobarbituric acid reactive substance (TBARS) and instrumental color of the fillet of fish. There was a reduction (34%) in catalase activity in white muscle of fish supplemented with lycopene, compared to the control group (no supplementation). However, catalase activity in red muscle was not altered by supplementation with lycopene, as well as GR activity and LDH in white muscle and red. It was demonstrated that restraint stress increased the plasma cortisol level (53%), level of lipid peroxidation of the fillet (28%) and activity of CAT, GR and LDH in white muscle (31%, 32% and 29%, respectively) and red muscle (48%, 46% and 44%, respectively) of animals subjected to stress. However, dietary supplementation with lycopene abolished the negative effects of stress restraint, avoiding high levels of cortisol, the TBARS content of the fillet and activity of enzymes CAT, GR and LDH in white muscle and red. It was concluded that lycopene aired the commercial feed at a ratio of 800 mg/kg of diet, reduces the negative effects of stress and does not alter the performance of juvenile Nile tilapia.

The consumption of guava juice is not only because of its pleasant sensory characteristics, but also due to its nutritional value, especially the high concentration of lycopene. The ultrasound technology is a non-conventional method of food processing with great potential in the industrialization of juices. The present Dissertation evaluated the effect of ultrasonic processing on the structure and properties of guava juice. Guava juice was processed by high power ultrasound in different processing conditions. The effect on the structure, concentration and in vitro accessibility of lycopene and physical properties (pulp sedimentation, turbidity and color) was evaluated. The results of this study demonstrate that the ultrasonic processing disrupts the guava cells, releasing their content and altering their properties. Although this processing decreases the amount of lycopene in guava juice, the consequent higher exposure increased the in vitro accessibility of this carotenoid. Furthermore, the reduction of the dispersed particles size increased the physical stability of the juice, avoiding pulp precipitation during storage, but without significant modification in its colour. In conclusion, the present work demonstrated that ultrasound technology can be an interesting alternative to improve the physical and nutritional properties of fruit juices, indicating its importance both academic and industrial. / O consumo de suco de goiaba é interessante não apenas devido às suas características sensoriais agradáveis, mas também devido ao seu valor nutricional, em especial às altas concentrações de licopeno. A tecnologia de ultrassom é um método não convencional de processamento de alimentos com grande potencial na industrialização de sucos. A presente dissertação avaliou o efeito do processamento por ultrassom na estrutura e propriedades do suco de goiaba. O suco de goiaba foi processado por ultrassom de alta potência em diferentes condições de processamento, sendo avaliado o efeito na estrutura, concentração e acessibilidade in vitro do licopeno e propriedades físicas (sedimentação da polpa, turbidez e cor). Os resultados deste estudo demonstram que o processamento por ultrassom promoveu rompimento nas células de goiaba, liberando seu conteúdo e alterando suas propriedades. Embora o processamento tenha diminuido a quantidade de licopeno no suco de goiaba, a maior exposição aumentou a acessibilidade in vitro deste carotenoide. Ainda, a redução do tamanho das partículas dispersas aumentou a estabilidade física do suco, evitando a precipitação de polpa durante o armazenamento, porém sem alteração significativa na coloração. Em conclusão, o presente trabalho demonstrou que a tecnologia de ultrassom pode ser uma alternativa interessante para melhorar as propriedades físicas e nutricionais de sucos frutas, indicando sua importância tanto acadêmica quanto industrial.

The consumption of guava juice is not only because of its pleasant sensory characteristics, but also due to its nutritional value, especially the high concentration of lycopene. The ultrasound technology is a non-conventional method of food processing with great potential in the industrialization of juices. The present Dissertation evaluated the effect of ultrasonic processing on the structure and properties of guava juice. Guava juice was processed by high power ultrasound in different processing conditions. The effect on the structure, concentration and in vitro accessibility of lycopene and physical properties (pulp sedimentation, turbidity and color) was evaluated. The results of this study demonstrate that the ultrasonic processing disrupts the guava cells, releasing their content and altering their properties. Although this processing decreases the amount of lycopene in guava juice, the consequent higher exposure increased the in vitro accessibility of this carotenoid. Furthermore, the reduction of the dispersed particles size increased the physical stability of the juice, avoiding pulp precipitation during storage, but without significant modification in its colour. In conclusion, the present work demonstrated that ultrasound technology can be an interesting alternative to improve the physical and nutritional properties of fruit juices, indicating its importance both academic and industrial. / O consumo de suco de goiaba é interessante não apenas devido às suas características sensoriais agradáveis, mas também devido ao seu valor nutricional, em especial às altas concentrações de licopeno. A tecnologia de ultrassom é um método não convencional de processamento de alimentos com grande potencial na industrialização de sucos. A presente dissertação avaliou o efeito do processamento por ultrassom na estrutura e propriedades do suco de goiaba. O suco de goiaba foi processado por ultrassom de alta potência em diferentes condições de processamento, sendo avaliado o efeito na estrutura, concentração e acessibilidade in vitro do licopeno e propriedades físicas (sedimentação da polpa, turbidez e cor). Os resultados deste estudo demonstram que o processamento por ultrassom promoveu rompimento nas células de goiaba, liberando seu conteúdo e alterando suas propriedades. Embora o processamento tenha diminuido a quantidade de licopeno no suco de goiaba, a maior exposição aumentou a acessibilidade in vitro deste carotenoide. Ainda, a redução do tamanho das partículas dispersas aumentou a estabilidade física do suco, evitando a precipitação de polpa durante o armazenamento, porém sem alteração significativa na coloração. Em conclusão, o presente trabalho demonstrou que a tecnologia de ultrassom pode ser uma alternativa interessante para melhorar as propriedades físicas e nutricionais de sucos frutas, indicando sua importância tanto acadêmica quanto industrial.

O objetivo do presente estudo foi avaliar a hipótese de que a inclusão de licopeno na ração comercial reduz os efeitos negativos do estresse e melhora o desempenho de juvenis da tilápia do Nilo, Oreochromis niloticus. Para tal, foi realizado, primeiramente, um estudo que avaliou o efeito da suplementação com licopeno (100, 200, 400 e 800 mg/kg de ração) sobre a atrato-palatabilidade da ração. Numa segunda etapa foi avaliado o efeito da suplementação diária de licopeno (800 mg/kg de ração), durante 60 dias, na promoção do bem-estar de juvenis dessa espécie submetidos a estresse de contenção de 90 minutos. Foram avaliados parâmetros zootécnicos como ganho de peso, conversão alimentar, fator de condição e taxa de crescimento especifico, consumo e parâmetros fisiológicos e bioquímicos como o nível de cortisol plasmático, o conteúdo de peroxidação lipídica, avaliação da cor instrumental do file e a atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT) e glutationa redutase (GR) e atividade da lactato desidrogenase (LDH) no músculo branco (file) e vermelho. Os resultados foram submetidos a ANOVA e em caso de efeito significativo entre tratamentos, as medias foram comparadas pelo teste de Tukey (p<0,05). A inclusão de licopeno não alterou a atrato-palatabilidade da ração comercial em nenhuma das concentrações estudadas. A suplementação com licopeno (800 mg/kg de ração) não alterou nenhum dos parâmetros zootécnicos avaliados: ganho em peso, conversão alimentar, fator de condição e taxa de crescimento especifico. Da mesma forma, não alterou o nível de peroxidação lipídica avaliado pelas substancias reativas ao acido tiobarbitúrico (TBARS) e a cor instrumental do file dos peixes. Houve redução (34%) na atividade da catalase no músculo branco dos peixes suplementados com licopeno, comparado aos animais do grupo controle (sem suplementação). Entretanto, a atividade de catalase na musculatura vermelha não foi alterada mediante a suplementação com licopeno; bem como a atividade da GR e LDH no músculo branco e vermelho. Evidenciou que o estresse de contenção aumenta o nível de cortisol plasmático (53%), o nível de peroxidação lipídica do file (28%) e também a atividade de CAT, GR e LDH no músculo branco (31%, 32% e 29%, respectivamente) e músculo vermelho (48%, 46% e 44%, respectivamente) dos animais submetidos ao estresse. Porem, a inclusão de licopeno na dieta aboliu os efeitos negativos do estresse de contenção, evitando a elevação dos níveis de cortisol, conteúdo de TBARS do file e atividade das enzimas CAT, GR e LDH no músculo branco e vermelho. Concluiu-se que o licopeno veiculado na ração comercial, na proporção de 800 mg/kg de ração, reduz os efeitos negativos do estresse e não altera o desempenho de juvenis de tilápia do Nilo. / The aim of this study was to evaluate the hypothesis that the inclusion of lycopene in the commercial diet reduces the negative effects of stress and improves performance of juvenile Nile tilapia, Oreochromis niloticus. To this end was accomplished, first, a study that evaluated the effect of supplementation with lycopene (100, 200, 400 and 800 mg/kg of diet) on the attraction and palatability of the diet. In a second step, the effect of daily supplementation of lycopene (800 mg/kg of diet) for 60 days, to promote the welfare of juveniles subjected to restraint stress for 90 minutes. Zootechnical parameters were evaluated as weight gain, feed conversion, condition factor and specific growth rate, consumption and physiological and biochemical parameters as the plasma cortisol level, the content of lipid peroxidation, instrumental color of the fillet and the activity of antioxidant enzymes catalase (CAT) and glutathione reductase (GR) and activity of lactate dehydrogenase (LDH) in white muscle (fillet) and red muscle. The results were submitted to ANOVA and in case of significant effect between treatments, means were compared by Tukey test (p<0.05). The inclusion of lycopene did not affect the attraction and palatability of commercial feed in any of the concentrations studied. Supplementation with lycopene (800 mg/kg diet) did not alter any of the zootechnical parameters evaluated: weight gain, feed conversion, condition factor and specific growth rate. Likewise, did not alter the level of lipid peroxidation evaluated by thiobarbituric acid reactive substance (TBARS) and instrumental color of the fillet of fish. There was a reduction (34%) in catalase activity in white muscle of fish supplemented with lycopene, compared to the control group (no supplementation). However, catalase activity in red muscle was not altered by supplementation with lycopene, as well as GR activity and LDH in white muscle and red. It was demonstrated that restraint stress increased the plasma cortisol level (53%), level of lipid peroxidation of the fillet (28%) and activity of CAT, GR and LDH in white muscle (31%, 32% and 29%, respectively) and red muscle (48%, 46% and 44%, respectively) of animals subjected to stress. However, dietary supplementation with lycopene abolished the negative effects of stress restraint, avoiding high levels of cortisol, the TBARS content of the fillet and activity of enzymes CAT, GR and LDH in white muscle and red. It was concluded that lycopene aired the commercial feed at a ratio of 800 mg/kg of diet, reduces the negative effects of stress and does not alter the performance of juvenile Nile tilapia.

Brazil is the country with the greatest biodiversity on the planet and a major producer of food. Tropical fruits, especially natives from Brazil, may contain considerable amounts of carotenoids that have antioxidant, anti-inflammatory, provitamin A and anticancer actions, such as &beta;-carotene and lycopene. The food structure design concept aims to manipulate the food matrix for specific purposes, e.g. the preservation and manipulation of carotenoid bioaccessibility. The aim of this thesis was to explore tropical fruits, native and exotic from Brazil in the development of delivery systems for carotenoids. A screening step was carried out with 11 fruits, among which 2 were selected, the pitanga (Eugenia uniflora) and buriti (Mauritia flexuosa) fruits that were used for the production of microemulsions. At the screening were evaluated the proximate composition, fiber contents, carotenoid profiles and bioacessibilities. The nutritional value demonstrated that these fruits have high potential as raw-materials for healthy products due to their high fiber, minerals and carotenoid contents in addition to low energy value. Analysis by HPLC-DAD allowed the identification of 14 carotenoids in the 11 fruits studied for the screening. Results demonstrated the superiority of the bioaccessibility of xanthophylls (ranging 10 % - 52 %) in relation to carotenes, and the low bioaccessibility of lycopene from pitanga (1.1 %) and average bioaccessibility of &beta;-carotene from buriti (26 %). Pitanga and buriti had their carotenoid profiles analyzed and monitored throughout an in vitro simulation of the digestion coupled with caco-2 cell cultures. Although xanthophylls are more bioaccessible, the intestinal ephitelium absorb preferentially the provitamin A carotenoids, such &beta;-carotene and &beta;-criptoxanthin. In order to produce these microemulsions, high-speed homogenization (HSH) and ultrasound (US) were studied in combination with the use of surfactants (Whey Protein Isolate and Tween 80), and addition of corn oil as carotenoid carrier. The experiments have shown that the interaction of US and HSH is capable to break cell walls and release carotenoids with higher efficiency. Optical and fluorescence microscopy, as well as carotenoid analysis demonstrated that it was possible to manipulate the food matrix structure releasing the carotenoids from the plant cells and encapsulating them inside the oil droplets, what increased their retention after processing. The microemulsion were affected by time of processing and by surfactant related to their rheology, final structure, stability of emulsion and carotenoid stability to processing. Finally, a dynamic gastrointestinal system was used to compare the behavior of carotenoids from whole fruit pulps and selected microemulsions (2% Tween 80, 5% corn oil, processed by HSH-US 4 min -4 min). The results demonstrated that it was possible to increase the stability to digestion and bioaccessibility of total carotenoids, lycopene and &beta;-carotene from the microemulsions. / O Brasil é o país detentor da maior biodiversidade do planeta e um grande produtor de alimentos. Frutas tropicais, em especial as nativas brasileiras, podem conter quantidades consideráveis de carotenoides que possuem ação antioxidante, anti-inflamatória, provitamina A e anticâncer, como &beta;-caroteno e licopeno. O desenho estrutural dos alimentos (food structure design), visa manipular a matriz alimentar com fins específicos, por exemplo, a preservação e manipulação da bioacessibilidade de carotenoides. Na presente tese buscou-se explorar frutas brasileiras não-convencionais no desenvolvimento de sistemas de entrega de carotenoides. Foi realizada uma etapa de triagem com 11 frutas, dentre as quais, 2 foram selecionadas, a pitanga (Eugenia uniflora) e o buriti (Mauritia flexuosa), e utilizadas na produção de microemulsões. Nesta triagem foram avaliadas a composição centesimal, o teor de fibras, o perfil de carotenoides e a bioacessibilidade destes carotenoides. O valor nutricional das frutas demonstrou seu potencial para utilização em produtos saudáveis, devido a seus teores eleveados de fibras, minerais e carotenoides além do baixo teor calórico. A análise por HPLC-DAD permitiu identificar até 14 carotenoides nas amostras das 11 frutas estudadas na triagem. O estudo da bioacessibilidade dos carotenoides das 11 frutas demonstrou principalmente a superioridade da bioacessibilidade de xantofilas (variando de 10 a 52 %) em relação aos carotenos, e portanto a baixa bioacessibilidade de licopeno da pitanga (1,1%) e média bioacessibilidade de &beta;-caroteno do buriti (26%). Pitanga e buriti tiveram o perfil de carotenoides detalhadamente acompanhados através da simulação in vitro da digestão associada à absorção intestinal por culturas de células Caco-2. Neste estudo, observou-se que embora as xantofillas sejam mais bioacessíveis, o tecido epitelial do intestino absorve preferencialmente carotenoides provitaminicos A, como o &beta;-caroteno e a &beta;-criptoxantina. Para produzir as microemulsões foram estudados processamentos (homogeneização de alta-velocidade - HSH e ultrassom - US) em combinação com uso de surfactantes (Whey Protein Isolate e Tween 80) e adição de óleo de milho como carreador dos carotenoides. Os experimentos mostraram que a interação entre US e HSH é capaz de romper as paredes celulares e liberarem os carotenoides com maior eficiência. Ficou demonstrado através de microscopia ótica e de fluorescência, tanto quanto pela análise de carotenoides, que foi possível manipular estruturalmente a matriz alimentar liberando os carotenoides de dentro das células vegetais e encapsulando-os dentro das gotículas de óleo, além de aumentar sua retenção após o processamento. As microemulsões obtidas sofreram efeito do tempo de processamento e do surfactante em relação à reologia, estrutura final da matriz, estabilidade ao armazenamento e estabilidade dos carotenoides ao processo. Por fim, foi utilizado um sistema dinâmico de simulação da digestão gastrointestinal para comparar o comportamento dos carotenoides oriundos das polpas integrais das frutas e das microemulsões selecionadas (Tween 80 a 2%, óleo de milho a 5% e processado por HSH-US 4 min-4 min). Os resultados demonstraram que foi possível aumentar a estabilidade à digestão e a bioacessibilidade dos carotenoides totais, do licopeno e do &beta;-caroteno.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:46:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Graziela.pdf: 2474581 bytes, checksum: 57eadca8aa52b0aa38371fd1c6bacbe3 (MD5) Previous issue date: 2013-06-17 / The tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) is a vegetable widely cultivated and consumed worldwide. Plantations of tomatoes intended for processing industry and fresh market. The increasing consumption of tomato can be related to be a versatile food with high nutritional value and can be eaten fresh or processed. Therefore, the aim of this research was to evaluate the processing of dried tomatoes using experimental design to obtain the best conditions and analyze the storage for sixty days seeking a quality product. We used tomato keeper variety of Revelation, in the mature stage, cleaned and cut into two pieces without seeds. After immersed in a solution prepared osmotic with sodium chloride (0 to 10%) and sucrose (3.96 to 46%) for a time from 12.8 to 267.8 minutes. Then, the tomatoes were spread on trays and placed into the dryer at temperatures from 56.6 to 73.4 °C until the moisture adequate visual. There were 17 trials, according to the central composite rotational design 23, which evaluated the effect of three factors in processing: concentration of the osmotic solution, immersion time and drying temperature. After analyzed the quality parameters color and lycopene content, and defined the optimum processing conditions to obtain the maximum, through optimization. From the optimum conditions was carried out further processing the dried tomato, which was stored in two types of packaging for sixty days and analyzed parameters of moisture, color, lycopene and vitamin C. In the drying kinetics of tomato, it was observed that the concentration of the osmotic solution had a significant influence on the moisture loss by reducing the drying time. Among the factors evaluated, the osmotic solution concentration and drying temperature had a significant effect only in the color parameters lightness, chroma index and hue angle. In parameter lycopene, the osmotic solution concentration had a significant effect. The simultaneous optimization of the responses yielded the optimum conditions for processing the dried tomatoes. The process presented overall desirability of 62.43%, and the levels of the factors set out in the following condition: the osmotic solution concentration of 15.5%, soaking time of 12.8 minutes and the drying temperature of 67 ° C. Under these conditions it was possible to obtain dried tomatoes with moisture content of 10.68%, 31.80 brightness, chroma index of 33.20, hue angle of 35.31, lycopene and vitamin C from 144.80 ug / g 4.19 mg/100 g respectively. The dried tomatoes stored for sixty days with air and vacuum packaging, no significant changes in moisture content and vitamin C. In contrast, lycopene has decreased during storage, resulting in loss of intensity and color change detected by the coordinate decrease and increase of C * h *. In addition, there was a reduction in the parameter L *, indicating the darkening of sun-dried tomatoes. Therefore, it was possible to obtain dried tomato quality. / O tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) é uma hortaliça amplamente cultivada e consumida em mundo todo. As plantações de tomate destinam-se à indústria de processamento e ao mercado in natura. O consumo crescente desse produto pode estar relacionado ao fato de ser um alimento versátil com alto valor nutricional, podendo ser consumido in natura ou processado. Por essas razões, foi estabelecido como objetivo desta pesquisa avaliar o processamento do tomate seco, utilizando o planejamento experimental, para obter as melhores condições e analisar o armazenamento por sessenta dias, visando um produto com qualidade. Foram utilizados tomates rasteiros da variedade Ap, em estágio maduro, higienizados e cortados em duas partes sem sementes. Após, imersos em solução osmótica elaborada com cloreto de sódio (0 a 10%) e sacarose (3,96 a 46%) por um tempo de 12,8 a 267,8 minutos. Em seguida, os tomates foram distribuídos em bandejas e colocados no secador com temperaturas de 56,6 a 73,4 °C até atingir a umidade visual adequada. Foram realizados 17 ensaios, de acordo com o delineamento composto central rotacional 23, que avaliou o efeito de três fatores no processamento: concentração da solução osmótica, tempo de imersão e temperatura de secagem. Após, foram analisados os parâmetros de qualidade cor e teor de licopeno, sendo definidas as melhores condições de processamento optando-se pelos valores máximos de licopeno e chroma e menores valores de luminosidade e hue, pelo método de otimização. A partir das condições ótimas, foi realizado um novo processamento do tomate seco, o qual foi armazenado em dois tipos de embalagem por sessenta dias e analisado os parâmetros de umidade, cor, licopeno e vitamina C. Na cinética de secagem do tomate, observou-se que a concentração da solução osmótica teve influência significativa na perda de umidade com a redução do tempo de secagem. Dentre os fatores avaliados, a concentração da solução osmótica e a temperatura de secagem, tiveram efeito significativo somente nos parâmetros de cor luminosidade, índice de croma e ângulo de cor. No parâmetro licopeno, a concentração da solução osmótica teve efeito significativo. A otimização simultânea das respostas permitiu obter as condições ótimas para o processamento do tomate seco. O processo apresentou desejabilidade global de 62,43%, sendo os níveis dos fatores definidos na seguinte condição: concentração da solução osmótica de 15,5%, tempo de imersão de 12,8 minutos e a temperatura de secagem de 67 °C. Nestas condições foi possível obter tomate seco com o teor de umidade de 10,68%, luminosidade de 31,80, índice de croma de 33,20, ângulo de cor de 35,31, teores de licopeno e vitamina C de 144,80 ug/g e 4,19 mg/100g, respectivamente. O tomate seco armazenado por sessenta dias em embalagem com ar e a vácuo, não apresentou alterações significativas no teor de umidade e vitamina C. Em contrapartida, o licopeno apresentou diminuição durante o armazenamento, acarretando a perda da intensidade e mudança de cor constatada pela diminuição da coordenada C* e aumento do h*. Além disso, observou-se redução no parâmetro L*, indicando o escurecimento do tomate seco. Portanto, foi possível obter tomate seco com qualidade.

A combinação do aumento da população mundial e a melhoria nos padrões de vida estão levando a uma maior demanda por alimentos com alto valor nutricional. As variedades de laranjas de polpa vermelha são as únicas laranjas que acumulam licopeno na polpa e no suco. O licopeno é um carotenóide considerado como um composto antioxidante, com ação potencial na prevenção de alguns tipos de câncer. Apesar do valor nutricional agregado as laranjas de polpa vermelha, a caracterização fisiológica e molecular dos carotenóides nessas laranjas permanece pouco estudada. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o perfil de transcrição de genes envolvidos na via de biossíntese dos carotenóides e quantificar a concentração dos carotenóides na polpa dos frutos de duas laranjas de polpa vermelha e da laranja Pêra (controle). Para comparação entre variedades, os frutos das laranjas Sanguínea-de-Mombuca (\'SM\') e Bahia Cara-Cara (\'CC\'), que possuem polpa vermelha, e da laranja Pêra (\'P\') foram colhidos aos 270, 300 e 330 dias após o florescimento (DAF), em Cordeirópolis (CCSM). Para identificar a influência climática no acúmulo de carotenóides, frutos da laranja de polpa vermelha \'SM\' foram também colhidos frutos aos 270, 300 e 330 DAF em diversos locais: CCSM, Mogi-Mirim (MM) e São Bento do Sapucaí (SBS). A quantidade dos transcritos dos genes fitoeno sintase (PSY), fitoeno dessaturase (PDS), \'dzeta\'-caroteno dessaturase (ZDS), carotenóide isomerase (CRTISO), licopeno \'épsilon\'-ciclase (LCY\'\'épsilon\'), licopeno \'beta\'-ciclase (LCY\'beta\'), hidroxilase \'beta\'-caroteno (HY\'beta\') e zeaxantina epoxidase (ZEP), que codificam para as enzimas da via de biossíntese dos carotenóides, foram analisados por PCR em tempo real. A quantificação dos principais carotenóides presentes no suco dos frutos foi realizada por meio de cromatografia líquida de alta eficiência. A análise quantitativa de transcritos obtidos a 330 DAF indicaram a existência de maiores níveis de expressão dos genes precursores dos carotenos (PSY, PDS, CRTISO, ZDS, LCY\'beta\') nas variedades de polpa vermelha, principalmente na \'SM\'. A quantidade dos carotenos fitoflueno, licopeno e \'beta\'-caroteno foram maiores nas laranjas vermelhas, em relação ao observado nos frutos de laranja Pêra, correlacionando com os níveis de expressão gênica. Nos frutos da laranja pigmentada \'SM\' coletadas aos 330 DAF pôde-se observar uma possível associação entre o clima do local de cultivo e o conteúdo de transcritos dos genes da via de carotenóides. O cultivo em clima mais quente (MM) resultou em frutos com maiores níveis de transcritos dos genes precursores de carotenos (PSY, PDS, ZDS, CRTISO e LCY\'beta\'), enquanto que o cultivo em região de clima mais frio (SBS) resultou no aumento do nível de transcritos dos genes precursores das xantofilas (HY\'beta\' e ZEP). Como consequência, houve um acúmulo maior dos carotenos fitoflueno, licopeno e \'beta\'-caroteno, nos frutos cultivados em locais quentes, porém, em regiões mais frias, houve maior acúmulo das xantofilas zeaxantina e violaxantina, nos frutos. Com o sequenciamento das regiões de diferentes genes da via de biossíntese de carotenóides, foram identificadas algumas mutações pontuais na sequência de nucleotídeos dos genes PSY, CRTISO e ZDS da variedade pigmentada \'SM\', em comparação com os mesmos genes da laranja Pêra. Algumas dessas mutações resultaram na alteração de aminoácidos na sequência das proteínas e deste modo, supõe-se que estes genes sejam os principais candidatos a serem os responsáveis pela alteração do fenótipo das variedades que produzem frutos com polpa avermelhada, ricos em licopeno / The increasing world population and improvement in living standards are leading to greater demand for foods with high nutritional value. The sweet orange varieties with red-flesh are the only ones that accumulate lycopene in the pulp and juice. Lycopene is a carotenoid compound with antioxidative property which may have a potential action in preventing some cancers. Despite of the high nutritional value in the red-fleshed oranges, the physiological and molecular characterization of carotenoids remains to be elucidated. The present work aimed to characterize the transcriptional profile of genes involved in carotenoids biosynthesis pathway and quantify the carotenoids in red-fleshed oranges and Pêra orange (as a control). For a direct comparison among the varieties, fruits of Sanguínea-de-Mombuca (\'SM\') and Bahia Cara-Cara (\'CC\') red-fleshed sweet oranges, and Pêra orange were harvested at 270, 300 and 330 days after flowering (DAF) in Cordeirópolis station (CCSM). To investigate the impact of climate variation on carotenoids accumulation, red-fleshed fruits \'SM\' orange were harvested on 270, 300 and 330 DAF in different climate locations: Cordeirópolis station (CCSM), Mogi-Mirim (MM) and São Bento do Sapucaí (SBS). Quantitative transcriptional analysis of the genes phytoene syntase (PSY), phytoene desaturase (PDS), \'dzeta\'-carotene desaturase (ZDS), carotenoid isomerase (CRTISO), lycopene \'épsilon\'-ciclase (LCY\'épsilon\'), lycopene \'beta\'-cyclase (LCY\'beta\'), hydroxylase \'beta\'-carotene (HY\'beta\') and zeaxanthin epoxidase (ZEP) related to the carotenoids biosynthesis pathway were performed by quantitative Real Time PCR. Further, carotenoids quantification in red-fleshed fruits was measured by high performance liquid chromatography. The transcriptional profile at 330 DAF revealed high expression levels for the carotene gene precursors (PSY, PDS, CRTISO, ZDS, LCY\'beta\') in red-fleshed oranges, in particular to \'SM\' orange when compared to Pêra orange. Carotenoids profiling displayed higher phytofluene, lycopene and \'beta\'-carotene concentrations in red-fleshed orange than Pêra orange fruits. Transcript levels of genes related to the carotenoids pathway were responsive to the climate variation in red-fleshed orange harvested at 330 DAF. In warmer climate conditions, increased expression levels were found for the genes related carotene precursors (PSY, PDS, ZDS, CRTISO and LCY\'beta\'), whereas under colder climate conditions, the red-fleshed fruits orange showed higher expression levels for the xanthophylls precursors genes (HY\'beta\' e ZEP). As a consequence, the carotenes phytofluene, lycopene and \'beta\'-carotene accumulated in warmer climate developed fruits, instead of colder climate conditions, where the fruits accumulate increased concentrations of xanthophylls such as zeaxanthin and violaxanthin. Moreover, the sequencing of fragments from different genes related to the carotenoids pathway enabled the identification of point mutations for the genes PSY, CRTISO and ZDS in the red-fleshed variety. These mutations caused amino acid changes in the protein which indicates that these genes might be responsible for the phenotypes red-fleshed fruits and increased lycopene levels shown in the variety \'SM\'

Brazil is the country with the greatest biodiversity on the planet and a major producer of food. Tropical fruits, especially natives from Brazil, may contain considerable amounts of carotenoids that have antioxidant, anti-inflammatory, provitamin A and anticancer actions, such as &beta;-carotene and lycopene. The food structure design concept aims to manipulate the food matrix for specific purposes, e.g. the preservation and manipulation of carotenoid bioaccessibility. The aim of this thesis was to explore tropical fruits, native and exotic from Brazil in the development of delivery systems for carotenoids. A screening step was carried out with 11 fruits, among which 2 were selected, the pitanga (Eugenia uniflora) and buriti (Mauritia flexuosa) fruits that were used for the production of microemulsions. At the screening were evaluated the proximate composition, fiber contents, carotenoid profiles and bioacessibilities. The nutritional value demonstrated that these fruits have high potential as raw-materials for healthy products due to their high fiber, minerals and carotenoid contents in addition to low energy value. Analysis by HPLC-DAD allowed the identification of 14 carotenoids in the 11 fruits studied for the screening. Results demonstrated the superiority of the bioaccessibility of xanthophylls (ranging 10 % - 52 %) in relation to carotenes, and the low bioaccessibility of lycopene from pitanga (1.1 %) and average bioaccessibility of &beta;-carotene from buriti (26 %). Pitanga and buriti had their carotenoid profiles analyzed and monitored throughout an in vitro simulation of the digestion coupled with caco-2 cell cultures. Although xanthophylls are more bioaccessible, the intestinal ephitelium absorb preferentially the provitamin A carotenoids, such &beta;-carotene and &beta;-criptoxanthin. In order to produce these microemulsions, high-speed homogenization (HSH) and ultrasound (US) were studied in combination with the use of surfactants (Whey Protein Isolate and Tween 80), and addition of corn oil as carotenoid carrier. The experiments have shown that the interaction of US and HSH is capable to break cell walls and release carotenoids with higher efficiency. Optical and fluorescence microscopy, as well as carotenoid analysis demonstrated that it was possible to manipulate the food matrix structure releasing the carotenoids from the plant cells and encapsulating them inside the oil droplets, what increased their retention after processing. The microemulsion were affected by time of processing and by surfactant related to their rheology, final structure, stability of emulsion and carotenoid stability to processing. Finally, a dynamic gastrointestinal system was used to compare the behavior of carotenoids from whole fruit pulps and selected microemulsions (2% Tween 80, 5% corn oil, processed by HSH-US 4 min -4 min). The results demonstrated that it was possible to increase the stability to digestion and bioaccessibility of total carotenoids, lycopene and &beta;-carotene from the microemulsions. / O Brasil é o país detentor da maior biodiversidade do planeta e um grande produtor de alimentos. Frutas tropicais, em especial as nativas brasileiras, podem conter quantidades consideráveis de carotenoides que possuem ação antioxidante, anti-inflamatória, provitamina A e anticâncer, como &beta;-caroteno e licopeno. O desenho estrutural dos alimentos (food structure design), visa manipular a matriz alimentar com fins específicos, por exemplo, a preservação e manipulação da bioacessibilidade de carotenoides. Na presente tese buscou-se explorar frutas brasileiras não-convencionais no desenvolvimento de sistemas de entrega de carotenoides. Foi realizada uma etapa de triagem com 11 frutas, dentre as quais, 2 foram selecionadas, a pitanga (Eugenia uniflora) e o buriti (Mauritia flexuosa), e utilizadas na produção de microemulsões. Nesta triagem foram avaliadas a composição centesimal, o teor de fibras, o perfil de carotenoides e a bioacessibilidade destes carotenoides. O valor nutricional das frutas demonstrou seu potencial para utilização em produtos saudáveis, devido a seus teores eleveados de fibras, minerais e carotenoides além do baixo teor calórico. A análise por HPLC-DAD permitiu identificar até 14 carotenoides nas amostras das 11 frutas estudadas na triagem. O estudo da bioacessibilidade dos carotenoides das 11 frutas demonstrou principalmente a superioridade da bioacessibilidade de xantofilas (variando de 10 a 52 %) em relação aos carotenos, e portanto a baixa bioacessibilidade de licopeno da pitanga (1,1%) e média bioacessibilidade de &beta;-caroteno do buriti (26%). Pitanga e buriti tiveram o perfil de carotenoides detalhadamente acompanhados através da simulação in vitro da digestão associada à absorção intestinal por culturas de células Caco-2. Neste estudo, observou-se que embora as xantofillas sejam mais bioacessíveis, o tecido epitelial do intestino absorve preferencialmente carotenoides provitaminicos A, como o &beta;-caroteno e a &beta;-criptoxantina. Para produzir as microemulsões foram estudados processamentos (homogeneização de alta-velocidade - HSH e ultrassom - US) em combinação com uso de surfactantes (Whey Protein Isolate e Tween 80) e adição de óleo de milho como carreador dos carotenoides. Os experimentos mostraram que a interação entre US e HSH é capaz de romper as paredes celulares e liberarem os carotenoides com maior eficiência. Ficou demonstrado através de microscopia ótica e de fluorescência, tanto quanto pela análise de carotenoides, que foi possível manipular estruturalmente a matriz alimentar liberando os carotenoides de dentro das células vegetais e encapsulando-os dentro das gotículas de óleo, além de aumentar sua retenção após o processamento. As microemulsões obtidas sofreram efeito do tempo de processamento e do surfactante em relação à reologia, estrutura final da matriz, estabilidade ao armazenamento e estabilidade dos carotenoides ao processo. Por fim, foi utilizado um sistema dinâmico de simulação da digestão gastrointestinal para comparar o comportamento dos carotenoides oriundos das polpas integrais das frutas e das microemulsões selecionadas (Tween 80 a 2%, óleo de milho a 5% e processado por HSH-US 4 min-4 min). Os resultados demonstraram que foi possível aumentar a estabilidade à digestão e a bioacessibilidade dos carotenoides totais, do licopeno e do &beta;-caroteno.

A combinação do aumento da população mundial e a melhoria nos padrões de vida estão levando a uma maior demanda por alimentos com alto valor nutricional. As variedades de laranjas de polpa vermelha são as únicas laranjas que acumulam licopeno na polpa e no suco. O licopeno é um carotenóide considerado como um composto antioxidante, com ação potencial na prevenção de alguns tipos de câncer. Apesar do valor nutricional agregado as laranjas de polpa vermelha, a caracterização fisiológica e molecular dos carotenóides nessas laranjas permanece pouco estudada. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o perfil de transcrição de genes envolvidos na via de biossíntese dos carotenóides e quantificar a concentração dos carotenóides na polpa dos frutos de duas laranjas de polpa vermelha e da laranja Pêra (controle). Para comparação entre variedades, os frutos das laranjas Sanguínea-de-Mombuca (\'SM\') e Bahia Cara-Cara (\'CC\'), que possuem polpa vermelha, e da laranja Pêra (\'P\') foram colhidos aos 270, 300 e 330 dias após o florescimento (DAF), em Cordeirópolis (CCSM). Para identificar a influência climática no acúmulo de carotenóides, frutos da laranja de polpa vermelha \'SM\' foram também colhidos frutos aos 270, 300 e 330 DAF em diversos locais: CCSM, Mogi-Mirim (MM) e São Bento do Sapucaí (SBS). A quantidade dos transcritos dos genes fitoeno sintase (PSY), fitoeno dessaturase (PDS), \'dzeta\'-caroteno dessaturase (ZDS), carotenóide isomerase (CRTISO), licopeno \'épsilon\'-ciclase (LCY\'\'épsilon\'), licopeno \'beta\'-ciclase (LCY\'beta\'), hidroxilase \'beta\'-caroteno (HY\'beta\') e zeaxantina epoxidase (ZEP), que codificam para as enzimas da via de biossíntese dos carotenóides, foram analisados por PCR em tempo real. A quantificação dos principais carotenóides presentes no suco dos frutos foi realizada por meio de cromatografia líquida de alta eficiência. A análise quantitativa de transcritos obtidos a 330 DAF indicaram a existência de maiores níveis de expressão dos genes precursores dos carotenos (PSY, PDS, CRTISO, ZDS, LCY\'beta\') nas variedades de polpa vermelha, principalmente na \'SM\'. A quantidade dos carotenos fitoflueno, licopeno e \'beta\'-caroteno foram maiores nas laranjas vermelhas, em relação ao observado nos frutos de laranja Pêra, correlacionando com os níveis de expressão gênica. Nos frutos da laranja pigmentada \'SM\' coletadas aos 330 DAF pôde-se observar uma possível associação entre o clima do local de cultivo e o conteúdo de transcritos dos genes da via de carotenóides. O cultivo em clima mais quente (MM) resultou em frutos com maiores níveis de transcritos dos genes precursores de carotenos (PSY, PDS, ZDS, CRTISO e LCY\'beta\'), enquanto que o cultivo em região de clima mais frio (SBS) resultou no aumento do nível de transcritos dos genes precursores das xantofilas (HY\'beta\' e ZEP). Como consequência, houve um acúmulo maior dos carotenos fitoflueno, licopeno e \'beta\'-caroteno, nos frutos cultivados em locais quentes, porém, em regiões mais frias, houve maior acúmulo das xantofilas zeaxantina e violaxantina, nos frutos. Com o sequenciamento das regiões de diferentes genes da via de biossíntese de carotenóides, foram identificadas algumas mutações pontuais na sequência de nucleotídeos dos genes PSY, CRTISO e ZDS da variedade pigmentada \'SM\', em comparação com os mesmos genes da laranja Pêra. Algumas dessas mutações resultaram na alteração de aminoácidos na sequência das proteínas e deste modo, supõe-se que estes genes sejam os principais candidatos a serem os responsáveis pela alteração do fenótipo das variedades que produzem frutos com polpa avermelhada, ricos em licopeno / The increasing world population and improvement in living standards are leading to greater demand for foods with high nutritional value. The sweet orange varieties with red-flesh are the only ones that accumulate lycopene in the pulp and juice. Lycopene is a carotenoid compound with antioxidative property which may have a potential action in preventing some cancers. Despite of the high nutritional value in the red-fleshed oranges, the physiological and molecular characterization of carotenoids remains to be elucidated. The present work aimed to characterize the transcriptional profile of genes involved in carotenoids biosynthesis pathway and quantify the carotenoids in red-fleshed oranges and Pêra orange (as a control). For a direct comparison among the varieties, fruits of Sanguínea-de-Mombuca (\'SM\') and Bahia Cara-Cara (\'CC\') red-fleshed sweet oranges, and Pêra orange were harvested at 270, 300 and 330 days after flowering (DAF) in Cordeirópolis station (CCSM). To investigate the impact of climate variation on carotenoids accumulation, red-fleshed fruits \'SM\' orange were harvested on 270, 300 and 330 DAF in different climate locations: Cordeirópolis station (CCSM), Mogi-Mirim (MM) and São Bento do Sapucaí (SBS). Quantitative transcriptional analysis of the genes phytoene syntase (PSY), phytoene desaturase (PDS), \'dzeta\'-carotene desaturase (ZDS), carotenoid isomerase (CRTISO), lycopene \'épsilon\'-ciclase (LCY\'épsilon\'), lycopene \'beta\'-cyclase (LCY\'beta\'), hydroxylase \'beta\'-carotene (HY\'beta\') and zeaxanthin epoxidase (ZEP) related to the carotenoids biosynthesis pathway were performed by quantitative Real Time PCR. Further, carotenoids quantification in red-fleshed fruits was measured by high performance liquid chromatography. The transcriptional profile at 330 DAF revealed high expression levels for the carotene gene precursors (PSY, PDS, CRTISO, ZDS, LCY\'beta\') in red-fleshed oranges, in particular to \'SM\' orange when compared to Pêra orange. Carotenoids profiling displayed higher phytofluene, lycopene and \'beta\'-carotene concentrations in red-fleshed orange than Pêra orange fruits. Transcript levels of genes related to the carotenoids pathway were responsive to the climate variation in red-fleshed orange harvested at 330 DAF. In warmer climate conditions, increased expression levels were found for the genes related carotene precursors (PSY, PDS, ZDS, CRTISO and LCY\'beta\'), whereas under colder climate conditions, the red-fleshed fruits orange showed higher expression levels for the xanthophylls precursors genes (HY\'beta\' e ZEP). As a consequence, the carotenes phytofluene, lycopene and \'beta\'-carotene accumulated in warmer climate developed fruits, instead of colder climate conditions, where the fruits accumulate increased concentrations of xanthophylls such as zeaxanthin and violaxanthin. Moreover, the sequencing of fragments from different genes related to the carotenoids pathway enabled the identification of point mutations for the genes PSY, CRTISO and ZDS in the red-fleshed variety. These mutations caused amino acid changes in the protein which indicates that these genes might be responsible for the phenotypes red-fleshed fruits and increased lycopene levels shown in the variety \'SM\'

Made available in DSpace on 2015-04-17T14:49:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2358592 bytes, checksum: 583e833bcc50f8a34b24568a069f103d (MD5) Previous issue date: 2009-09-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This study aimed to study and to model the drying process fresh and osmotically pretreated in sucrose solution watermelon (Citrullus lanatus S.). The osmotic dehydration process was studied through an experimental design, with independent variables as osmotic solution temperature (30 - 50oC) and concentration (40 - 60% w / w) and immersion time (90 - 240min), where the objective was to obtain a maximum water loss with a minimum solid gain. The convective drying was performed at various air drying temperatures (40 - 60oC). The best combination of variables obtained for the osmotic dehydration of watermelon pulp was: 300C, 60% w/w and 90 minutes. The highest drying rates were obtained for the pulp pre-treated osmotically when compared with the fresh one. The water effective diffusivities were in the order of 10-10m2/s, agreeing with the diffusivity of liquids. The empirical exponential model of two parameters fitted very well to the experimental data of both process. The Diffusional model fitted satisfactorily to the experimental data watermelon peels drying. The best drying conditions for the final products were 500C for the pulp pretreated osmotically and 600C for the fresh pulp and peels. Such products are considered source of protein and low lipid content foods, highlighting a significant amount of carotenoid (lycopene) to watermelon fresh pulp. / O presente trabalho teve a finalidade de estudar o processo de secagem da polpa de melancia (Citrullus lanatus S.) fresca e pré-tratada osmoticamente em solução de sacarose, bem como da casca in natura. O processo de desidratação osmótica foi estudado através de um delineamento experimental, tendo como variáveis independentes a temperatura (30 - 50oC) e concentração (40 - 60% p/p) da solução osmótica e o tempo de imersão (90 - 240min), onde o objetivo foi obter uma máxima perda de água com uma mínima incorporação de sólidos. A secagem convectiva foi realizada a várias temperaturas (40 - 60oC) do ar de secagem. A melhor combinação de variáveis obtida para a desidratação osmótica da polpa de melancia foi: 300C, 60% p/p e 90 minutos. As maiores taxas de secagem foram obtidas para a polpa pré-tratada osmoticamente quando comparada com a fresca, na maior temperatura de processo. As difusividades efetivas das amostras foram da ordem de 10-10m2/s, concordando com a difusividade de líquidos. O modelo empírico exponencial de dois parâmetros foi o que melhor predisse os dados obtidos a partir das secagens realizadas para a polpa de melancia fresca e pré-tratada osmoticamente, ao serem considerados os valores de difusividade efetiva, coeficiente de determinação e o desvio relativo médio. Enquanto que o modelo fundamental de Fick se ajustou melhor às cinéticas de secagem da casca de melancia. As melhores condições de secagem para os produtos finais foram de 500C para a polpa pré-tratada osmoticamente e 600C para a polpa e casca frescas. Tais produtos são considerados alimentos fonte de proteínas e de baixo teor de lipídeos, destacando um valor expressivo de carotenóides em licopeno para os produtos oriundos da polpa de melancia.