La globalizzazione del mercato agroalimentare ha determinato una crescente attenzione da parte dei consumatori verso i prodotti alimentari, non solo in termini di qualità e di sicurezza, ma anche di origine geografica. Infatti, il territorio d’origine ha un forte impatto sull’alimento, dovuto alle condizioni pedoclimatiche che ne determinano le caratteristiche. Poiché non esistono dei metodi analitici di routine per l’autenticazione della provenienza geografica, lo scopo del progetto di ricerca è quello di determinare l’origine geografica e l’autenticità degli alimenti mediante profiling dei composti fenolici e steroli, grazie all’applicazione di tecnologie omiche, tecniche statistiche e chemometriche. La componente fenolica e/o steroli dei campioni, viene analizzata tramite cromatografia liquida (UHPLC) accoppiata ad uno spettrometro di massa (Q-TOF-MS). I dati così ottenuti, vengono elaborati mediante statistica multivariata. L’applicazione combinata di avanzate tecnologie omiche e tecniche statistiche chemometriche ha portato come risultato l’effettiva identificazione della provenienza geografica e autenticità di numerose matrici alimentari. I dati ottenuti dimostrano che i metaboliti secondari possiedono proprietà discriminanti. L’approccio di metabolomica UHPLC/Q-TOF-MS combinato a una statistica multivariata risulta essere adeguato per identificare potenziali markers. Il lavoro attuale è focalizzato sulla ricerca di nuovi metaboliti che, insieme a fenoli e steroli possano confermare la potenza di questo approccio. / Nowadays, food traceability is a growing consumer interest worldwide. Food traceability could be considered a fundamental tool for ensuring safety and high quality of food. Food quality is based not only on the safety and integrity of food, but also on the authenticity, the genuineness of the raw material and the geographical origin. The aim of the work was to investigate the potential of untargeted metabolomics to ensure the authenticity and traceability of foods. Secondary metabolites, like polyphenols and sterols, could be conveniently used to meet this goal due to their chemical diversity and their responses to environmental stimuli. Samples were analyzed through UHPLC-ESI/QTOF-MS. The obtained data were subjected to multivariate statistical analysis. The obtained results showed that secondary metabolites can be efficiently used for authenticity and traceability purposes, with regards to cultivars and geographical origin. These information confirm the role of environmental factors in shaping the actual profile of secondary metabolites in plant foods. The markers found could be used for a target quantification method, a less expensive and less sophisticated analysis, in order to provide an efficient tool that could help to guarantee food quality on routine basis.

Circa l’1% della popolazione mondiale è colpita da celiachia. I celiaci sono costretti a seguire una dieta priva di glutine e molto spesso quest’ultima risulta essere sbilanciata e/o carente in molti nutrienti. Recentemente, l’uso di matrici alternative al frumento, come pseudocereali, legumi e cultivar di riso pigmentate sta riscuotendo grande interesse a causa del loro elevato quantitativo di composti bioattivi (polifenoli). Quindi, considerando l’importanza attuale dei polifenoli sia nella formulazione tecnologica che nella promozione di aspetti salutistici degli alimenti senza glutine, lo scopo di questa tesi è stata basata su: 1) profilazione dei polifenoli in matrici prive di glutine (farine non di frumento, legumi, pseudocereali e frutta secca) e loro proprietà antiossidanti in vitro; 2) valutazione dell’impatto di trattamenti termici e di fermentazioni microbiche sul profilo fenolico di queste matrici prive di glutine; 3) valutazione del ruolo dei polifenoli come inibitori degli enzimi amilolitici; e 4) valutazione del destino dei polifenoli caratterizzanti alimenti senza glutine durante processi in vitro simulanti digestione gastrointestinale e fermentazione fecale. I polifenoli sono stati analizzati sfruttando tecniche di metabolomica mirata/non-mirata. / Around 1% of world population is affected by coeliac disease. Coeliac people are constrained to follow a strict gluten free (GF) diet and very often this latter is unbalanced and lacks in many nutrients. In the last years, the exploitation of alternative crops or underutilized species, such as pseudocereals, legumes and pigmented cereal cultivars, is gaining interest because of their amount and profile of bioactive compounds, such as polyphenols. Therefore, considering the actual importance of polyphenols for both the formulation of GF foods and their health-promoting properties, the current PhD thesis was based on: 1) the profiling of polyphenols in GF raw materials (such as non-wheat flours, legumes, pseudocereals and nuts) and their in vitro antioxidant activities; 2) the evaluation of the impact of different heat treatments and microbial fermentations on the phenolic profile of GF raw materials; 3) the investigation of polyphenols in GF foods as inhibitors of digestive enzymes; and 4) the assessment of the fate of polyphenols characterizing GF foods during simulated in vitro gastrointestinal and fermentation processes. Polyphenols were analysed by means of targeted/untargeted metabolomics-based approaches (i.e., high resolution chromatography and mass spectrometry platforms).

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-09T13:54:13Z No. of bitstreams: 1 brendaleesimasporto.pdf: 2937738 bytes, checksum: 5bab0afa2d60b1556e96b14ca4858ece (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-17T14:14:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 brendaleesimasporto.pdf: 2937738 bytes, checksum: 5bab0afa2d60b1556e96b14ca4858ece (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T14:14:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 brendaleesimasporto.pdf: 2937738 bytes, checksum: 5bab0afa2d60b1556e96b14ca4858ece (MD5) Previous issue date: 2015-07-16 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Foi proposto um método alternativo para a determinação de ácidos graxos trans expressos em ácido elaídico por CZE com detecção direta no UV. A solução de eletrólito consistiu de 12,0 mmol L-1 de tetraborato de sódio, 12,0 mmol L-1 de brij 35 e MeOH/ACN na proporção de 33:17 v:v. Os ácidos graxos trans foram quantificados com sucesso em amostras de bala de caramelo, mistura para bolo, waffer recheado, chocolate e mistura para pão de queijo em 13 minutos de análise com a estatística baseada no cálculo de uma fator de resposta usando o ácido cis-nonadecaenóico como padrão interno. A comparação estatística entre CZE-UV e o método clássico de análise por GC-FID não apresentou diferenças significativas no intervalo de 95% de confiança. Também foi proposto um método alternativo para análise target de CLA por fast GC usando a coluna SLB-IL111 com 15 m de comprimento e 0,10 mm de diâmetro interno. A separação ocorreu em isoterma a 168 º C e os isômeros de CLA cis-9, trans-11 e trans-10, cis-12 eluiram em 4,6 e 4,7 minutos, respectivamente. Duas amostras de leite com diferentes teores de CLA em sua composição foram analisadas e quantificadas por adição de padrão. A comparação estatística entre o método proposto com a coluna SLB-IL11 e o método clássico de análise por GC-FID com a coluna CPSil-88 não apresentou diferenças significativas no intervalo de 95% de confiança. O terceiro foco deste trabalho envolve a busca de biomarcadores para aterosclerose instável, utilizando a abordagem de fingerprint em metabolomica. Foi selecionado um grupo de 38 pacientes, entre homens e mulheres, metade diagnosticada com aterosclerose instável e metade com aterosclerose estável. A partir da análise do plasma deses pacientes, por LC-MS e GC-MS, foi possível selecionar 25 metabólitos como candidatos a biomarcadores para a enfermidade. Destes, apenas 18 puderam ser identificados e classificados como ácidos graxos, aminoácidos e carnitinas. Sua variação entre as amostras testadas sugere que a alimentação humana pode estar relacionada com as diferenças no metabolismo de pacientes diagnosticados com aterosclerose estável e instável. / An alternative method for determination of trans fatty acids expressed as elaidic acid in CZE-UV with direct detection was proposed. The background electrolyte used consisted of 12,0 mmol L-1 of sodium tetraborate buffer, 12,0 mmol L-1 of brij 35 and MeOH/ACN in ratio 33:17 v:v. Trans fatty acids in different samples such as butter toffee, cake mix, stuffed wafers, chocolate and a mix for brazilian cheese bread were successfully quantified within an analysis time of 13 min, considering the statistical approach based on response factor calculation using cis-nonadecaenoic acid as internal standard. The statistical comparison between CZE-UV and the classical GC method for the analyzed samples did not present significant differences within the 95% confidence interval. Also was proposed an alternative method for the target analysis of CLA by fast GC using the SLB-IL111 column with 15 m length and 0.10 mm in internal diameter. The separation occurred with isotherm at 168 ° C and the CLA isomers cis-9, trans-11 and trans10, cis-12 eluting at 4.6 and 4.7 minutes, respectively. Two samples of milk with different CLA content in its composition was analyzed and quantified by standard addiction. The statistical comparison between the proposed method with the column SLB-IL111 and the classical GC method with the column CPSil-88 did not present significant differences within the 95% confidence interval. The third focus of this work involves the search of biomarkers for unstable atherosclerosis, using fingerprint approach in metabolomics. It selected a group of 38 patients, men and women, half diagnosed with unstable atherosclerosis and half with stable atherosclerosis. From the plasma analysis of these patients, by LC-MS and GC-MS, 25 metabolites as biomarkers candidate for this disease were selected. In which, only 18 could be identified and classified as fatty acids, amino acids, and carnitines. Its variation between samples suggests that human food may be related to the differences in the metabolism of patients diagnosed with stable and unstable atherosclerosis.