Monascus é um fungo ascomiceto tradicionalmente utilizado na China. Os povos orientais utilizam o produto de sua fermentação em arroz não aglutinado, ao qual dão o nome de \"Ang-kak\", e no inglês, \"Red yeast rice\". Sabe-se que este extrato contém substâncias hipocolesterolêmicas, como a Monacolina K, inibidor competitivo da enzima HMG-CoA. Este trabalho se insere neste contexto uma vez que consiste na otimização da fermentação e secagem do extrato de Monascus ruber. Embora já existam estudos sobre a atividade biológica deste extrato, os quais comprovam seus benefícios, não há muitos estudos que visam otimizar a sua fermentação em meio submerso e a secagem do extrato. Para tanto, foram avaliados diversos parâmetros na fermentação através de dois planejamentos fatoriais. No primeiro planejamento, as variáveis estudadas foram o meio de cultura (meio arrozina-glicose e meio sólido de arroz) e agitação (0 rpm e 10 rpm). A agitação promoveu um leve aumento na produção de monacolina-K, já o meio líquido foi mais eficiente na produção desta substância do que o meio sólido de arroz. Baseado neste experimento escolheu-se o meio fermentativo para os demais estudos. No segundo experimento as variáveis estudadas foram a adição no meio arrozina-glicose de zinco, amônio e glutamato. Neste experimento pôde-se verificar que o a produção de monacolina K e de pigmentos foi maior no meio com concentrações intermediárias de zinco e de glutamato e com concentrações maiores de amônio. No estudo da secagem, realizou-se um planejamento Box Benkhin, a fim de se avaliar a influência da proporção do adjuvante: fármaco, do tempo de incorporação do excipiente e da temperatura sobre características do extrato seco como: densidade aparente, densidade de compactação, fator de Hausner, umidade residual, atividade de água, atividade antioxidante e teor de monacolina K. Em relação à proporção do adjuvante: droga pode-se afirmar que a menor produz pós com menor atividade de água e teor de umidade, porém todos os pós obtidos tiveram seu teor de umidade e atividade de água dentro do ideal e a análise estatística mostrou que a proporção do adjuvante: droga não influenciou de forma significativa a atividade de água e o teor de umidade; a proporção 7,5:1 produz melhor rendimento e pós com melhores propriedades de fluxo, por possuírem menores valores de índice de compressibilidade e fator de hausner, já com a proporção 10:1 fornece pós com maior teor de monacolina e maior atividade antioxidante. Em relação à temperatura pode-se afirmar que utilizando-se 50°C obteve-se pós com melhores propriedades de fluxo, ou seja, menor índice de compressibilidade e menor e fator de hausner. Utilizando temperatura de 80°C obteve-se menor atividade antioxidante, maior rendimento e maior teor de monacolina K. Contudo, a análise estatística mostrou que a temperatura não influenciou de forma significativa o teor de monacolina K. Com uma temperatura maior, 110°C obteve-se menor teor de umidade e maior teor de pigmentos vermelhos. Em relação ao tempo de mistura do adjuvante pode-se afirmar que com 1 minuto obteve-se maior teor de pigmentos e pós com melhores propriedades de fluxo, com 5 minutos obteve-se menor teor de pigmentos, maior rendimento, maior teor de monacolina K e menor atividade de água, já com 10 minutos obteve-se menor teor de umidade e maior porcentagem de inibição. A análise estatística demonstrou que o tempo de mistura não influencia de forma significativa a atividade antioxidante. / Monascus ruber is an ascomycete fungus traditionally used in China. Eastern peoples use the product of its fermentation in rice non-agglutinated, which they call Ang-kak (red yeast rice, in English). It is known that this extract contains hypocholesterolemic substances such as the Monacoline K, a competitive inhibitor of the HMG-CoA enzyme. This work comes into this context since it consists in the optimization of the fermentative and drying processes of the Monascus rubers extract. Despite the existence of studies on the biological activity of this extract, which support its benefits, not many aimed at optimizing the fermentative process in submerged conditions and the drying of the extract. This work aimed at optimizing the fermentative process and the drying of the Monascus rubers extract. In order to do such, several parameters of the fermentative process were evaluated through two factorial plannings. In the first one, the variables studied were the modes of culture (liquid culture and solid-state culture) and agitation (0 rpm and 10 rpm). Agitation led to a slight increase in the production of Monacoline-K, and the liquid culture was more efficient in the production of this substance than the solid-state culture. Based on these findings, the fermentative substrate for the following experiments was chosen. In the second experiment, the variables studied were the addition of zinc, ammonium and glutamate in the liquid culture. It was observed that the production of monacoline-k and pigments was increased in the substrates with intermediary concentrations of zinc and glutamate and higher concentration of ammonium. In the drying study, a Box-Benkhin planning was adopted in order to assess the influence of the adjuvant: drug proportion, excipient incorporation time and temperature over the characteristics of the dried extract, such as: apparent density, compactation density, Hausner factor, residual humidity, water activity, antioxidant activity and monacoline-K levels. Regarding the adjuvant: drug proportion, it can be stated that the 5:1 proportion produces powders with smaller water activity and humidity levels, however, all the powders obtained presented humidity levels and water activity within the ideal and, besides that, the statistical analysis showed that the adjuvant: drug proportion had no significant influence on water activity or humidity levels; the proportion of 7,5:1 produces greater quantities and powders with better flow properties, since they have lower values of IC and FH; and with the proportion of 10:1, powders with higher levels of monacoline-K and greater antioxidant activity can be obtained. Concerning temperature, it was observed that powders with better flow properties (lower IC and FH) were obtained at 50°C. At 80°C, lower antioxidant activity, greater quantities and higher levels of monacoline-K were observed, however, the statistical analysis showed that the temperature had no significant effect on the levels of monacoline-K. With a higher temperature (110°C), lower humidity levels and higher red pigment levels were obtained. Concerning the mix time adjuvant: drug proportion, it can be stated that with 1 minute higher levels of pigment and powders with better flow properties were obtained; lower levels of pigment, greater quantities, higher levels of monacoline-K and lower water activity were obtained with 5 minutes and; lower humidity level and greater percentage of inhibition were observed with 10 minutes, however, the statistical analysis showed that the mix time has no significant influence on the antioxidant activity.

Monascus é um fungo ascomiceto tradicionalmente utilizado na China. Os povos orientais utilizam o produto de sua fermentação em arroz não aglutinado, ao qual dão o nome de \"Ang-kak\", e no inglês, \"Red yeast rice\". Sabe-se que este extrato contém substâncias hipocolesterolêmicas, como a Monacolina K, inibidor competitivo da enzima HMG-CoA. Este trabalho se insere neste contexto uma vez que consiste na otimização da fermentação e secagem do extrato de Monascus ruber. Embora já existam estudos sobre a atividade biológica deste extrato, os quais comprovam seus benefícios, não há muitos estudos que visam otimizar a sua fermentação em meio submerso e a secagem do extrato. Para tanto, foram avaliados diversos parâmetros na fermentação através de dois planejamentos fatoriais. No primeiro planejamento, as variáveis estudadas foram o meio de cultura (meio arrozina-glicose e meio sólido de arroz) e agitação (0 rpm e 10 rpm). A agitação promoveu um leve aumento na produção de monacolina-K, já o meio líquido foi mais eficiente na produção desta substância do que o meio sólido de arroz. Baseado neste experimento escolheu-se o meio fermentativo para os demais estudos. No segundo experimento as variáveis estudadas foram a adição no meio arrozina-glicose de zinco, amônio e glutamato. Neste experimento pôde-se verificar que o a produção de monacolina K e de pigmentos foi maior no meio com concentrações intermediárias de zinco e de glutamato e com concentrações maiores de amônio. No estudo da secagem, realizou-se um planejamento Box Benkhin, a fim de se avaliar a influência da proporção do adjuvante: fármaco, do tempo de incorporação do excipiente e da temperatura sobre características do extrato seco como: densidade aparente, densidade de compactação, fator de Hausner, umidade residual, atividade de água, atividade antioxidante e teor de monacolina K. Em relação à proporção do adjuvante: droga pode-se afirmar que a menor produz pós com menor atividade de água e teor de umidade, porém todos os pós obtidos tiveram seu teor de umidade e atividade de água dentro do ideal e a análise estatística mostrou que a proporção do adjuvante: droga não influenciou de forma significativa a atividade de água e o teor de umidade; a proporção 7,5:1 produz melhor rendimento e pós com melhores propriedades de fluxo, por possuírem menores valores de índice de compressibilidade e fator de hausner, já com a proporção 10:1 fornece pós com maior teor de monacolina e maior atividade antioxidante. Em relação à temperatura pode-se afirmar que utilizando-se 50°C obteve-se pós com melhores propriedades de fluxo, ou seja, menor índice de compressibilidade e menor e fator de hausner. Utilizando temperatura de 80°C obteve-se menor atividade antioxidante, maior rendimento e maior teor de monacolina K. Contudo, a análise estatística mostrou que a temperatura não influenciou de forma significativa o teor de monacolina K. Com uma temperatura maior, 110°C obteve-se menor teor de umidade e maior teor de pigmentos vermelhos. Em relação ao tempo de mistura do adjuvante pode-se afirmar que com 1 minuto obteve-se maior teor de pigmentos e pós com melhores propriedades de fluxo, com 5 minutos obteve-se menor teor de pigmentos, maior rendimento, maior teor de monacolina K e menor atividade de água, já com 10 minutos obteve-se menor teor de umidade e maior porcentagem de inibição. A análise estatística demonstrou que o tempo de mistura não influencia de forma significativa a atividade antioxidante. / Monascus ruber is an ascomycete fungus traditionally used in China. Eastern peoples use the product of its fermentation in rice non-agglutinated, which they call Ang-kak (red yeast rice, in English). It is known that this extract contains hypocholesterolemic substances such as the Monacoline K, a competitive inhibitor of the HMG-CoA enzyme. This work comes into this context since it consists in the optimization of the fermentative and drying processes of the Monascus rubers extract. Despite the existence of studies on the biological activity of this extract, which support its benefits, not many aimed at optimizing the fermentative process in submerged conditions and the drying of the extract. This work aimed at optimizing the fermentative process and the drying of the Monascus rubers extract. In order to do such, several parameters of the fermentative process were evaluated through two factorial plannings. In the first one, the variables studied were the modes of culture (liquid culture and solid-state culture) and agitation (0 rpm and 10 rpm). Agitation led to a slight increase in the production of Monacoline-K, and the liquid culture was more efficient in the production of this substance than the solid-state culture. Based on these findings, the fermentative substrate for the following experiments was chosen. In the second experiment, the variables studied were the addition of zinc, ammonium and glutamate in the liquid culture. It was observed that the production of monacoline-k and pigments was increased in the substrates with intermediary concentrations of zinc and glutamate and higher concentration of ammonium. In the drying study, a Box-Benkhin planning was adopted in order to assess the influence of the adjuvant: drug proportion, excipient incorporation time and temperature over the characteristics of the dried extract, such as: apparent density, compactation density, Hausner factor, residual humidity, water activity, antioxidant activity and monacoline-K levels. Regarding the adjuvant: drug proportion, it can be stated that the 5:1 proportion produces powders with smaller water activity and humidity levels, however, all the powders obtained presented humidity levels and water activity within the ideal and, besides that, the statistical analysis showed that the adjuvant: drug proportion had no significant influence on water activity or humidity levels; the proportion of 7,5:1 produces greater quantities and powders with better flow properties, since they have lower values of IC and FH; and with the proportion of 10:1, powders with higher levels of monacoline-K and greater antioxidant activity can be obtained. Concerning temperature, it was observed that powders with better flow properties (lower IC and FH) were obtained at 50°C. At 80°C, lower antioxidant activity, greater quantities and higher levels of monacoline-K were observed, however, the statistical analysis showed that the temperature had no significant effect on the levels of monacoline-K. With a higher temperature (110°C), lower humidity levels and higher red pigment levels were obtained. Concerning the mix time adjuvant: drug proportion, it can be stated that with 1 minute higher levels of pigment and powders with better flow properties were obtained; lower levels of pigment, greater quantities, higher levels of monacoline-K and lower water activity were obtained with 5 minutes and; lower humidity level and greater percentage of inhibition were observed with 10 minutes, however, the statistical analysis showed that the mix time has no significant influence on the antioxidant activity.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-06-27T04:11:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345986.pdf: 5143636 bytes, checksum: e28b84fa16362f2ce5984a1fbf518a58 (MD5) Previous issue date: 2016 / Pode-se produzir corantes naturais a partir de um processo fermentativo realizado por fungos com baixo custo ambiental, com grande eficiência e sem a necessidade de instrumentação de grande porte para o beneficiamento da matéria-prima. Fungos do gênero Monascus podem produzir pigmentos amarelo, laranja e vermelho, entre outros metabólitos provenientes da fermentação de determinados substratos. Estudar o processo fermentativo e os compostos secundários gerados é relevante para a compreensão das reações envolvidas e da significância dos resultados finais do processo. Durante o processo fermentativo industrial são produzidos gases de exaustão, contendo Compostos Orgânicos Voláteis (abreviação em inglês - VOC) que são oriundos de vários processos bioquímicos e químicos, entre os composto de maior interesse podem ser encontrados os Compostos Orgânicos Voláteis Microbianos (abreviação em inglês - MVOC). Os MVOC estão presentes em vários processos de produção em biotecnologia. Nesse estudo é avaliada a utilização de dois métodos envolvendo SPME e SPE (in vivo), na extração de MVOC, associados com o processo de produção de pigmento, pelo fungo do gênero Monascus. Foram testadas duas espécies do fungo Monascus (Monascus ruber e Monascus sp.). O fungo Monascus ruber foi utilizado para produzir pigmento vermelho a partir da fermentação em biorreator, utilizando-se como meio de cultura submerso uma mistura de 20 g L-1 de pó de arroz, 7 g L-1 de glicina, 2 g L-1 de glucose e água destilada. Os valores de biomassa e pigmento vermelho encontrados para uma fermentação de dez dias foram de 4,03 ± 0,21 g L-1 e 3,96 ± 0,17 (UA480), mostrando que o desempenho da fermentação é comparável com o que já foi descrito por outros autores, estudando a mesma espécie de fungo Monascus. Foram encontrados dezessete compostos associados com a presença do fungo, sendo os principais o etanol, 2-metil-propanol, 3-metil-butanol, 2-metil-butanol e 2-fenil-etanol. Tais compostos foram estudados através de modelos empíricos, onde foram encontrados os valores máximos de 313,87 mg L- 1 para o etanol, 5,51 mg L-1 para o 2-metil-propanol, 2,37 mg L-1 para o 3-metil-butanol, 0,95 mg L-1 para o 2-metil-butanol e 0,70 mg L-1 para o 2-fenil-etanol. Esses valores foram obtidos com a extração (SPME), em espaço confinado (ou headspace), do caldo fermentativo após 102?120 horas de fermentação. Estudos online dos MVOC também foram avaliados por coleta dos gases de exaustão com cartuchos de Xad-2 (SPE), onde foram encontrados os valores máximos de 55,67 µg L-1 para o etanol, 1,28 µg L-1 para o 2-metil-propanol, 0,18 µg L-1 para 3-metil-butanol, 0,10 µg L-1 para o 2-metil-butanol, quando são coletados 28,03 ± 0,04 L, em média, dos gases contendo os produtos da respiração celular e os MVOC identificados nesse trabalho.<br> / Abstract : Natural dyes can be produced from a fermentative process performed by fungi with low environmental cost with high efficiency and without large need for instrumentation to process raw material. The Monascus genus of fungi can produce yellow, orange and red pigments, and other metabolites from fermentation of certain substrates. Studying fermentation process and generated secondary compounds is relevant to understand reactions involved and the significance of the final results of this process. During industrial fermentation process, exhaust gases are produced, containing volatile organic compounds (VOC) derived from various biochemical and chemical processes; among most compounds of interest, it can be found microbial volatile organic compounds (MVOC). The MVOC are present in many biotechnology production processes. This study evaluates the use of two methods involving SPME and SPE (in vivo), for extraction of MVOC associated with pigment production process, by Monascus genus of fungus. Two species of Monascus fungus were tested (Monascus ruber and Monascus sp.). Monascus ruber fungus was used for producing red pigment from fermentation in bioreactor, using as submerged means of culture a mixture of 20 g L-1 powder, 7 g L-1 glycine, 2 g L-1 glucose and distilled water. The values of biomass and red pigment found for fermentation for ten days were 4.03 ± 0.21 g L-1 and 3.96 ± 0.17 (UA480), showing that the performance of the fermenting is comparable to that which has been described by other authors who studied the same species of Monascus fungus. Seventeen compounds were found associated with the presence of the fungus, the main being ethanol, 2-methyl-propanol, 3- methylbutanol, 2-methylbutanol and 2-phenylethanol. Such compounds have been studied by empirical models, which have found maximum values of 313.87 mg L-1 for ethanol, 5.51 mg L-1 for 2-methyl-propanol, 2.37 mg L-1 for 3-methyl-butanol, 0.95 mg L-1 to 2-methylbutanol and 0.70 mg L-1 for 2-phenyl-ethanol. These values were obtained from the extraction (SPME) in confined space (or headspace) of the fermentation broth after 102-120 hours of fermentation. Online studies of MVOC were also evaluated by collecting the exhaustion gases with XAD-2 cartridges (SPE), where were found the maximum values of 55.67 µg L- 1 for ethanol, 1.28 µg L-1 to 2-methyl-propanol, 0.18 µg L-1 to 3- methylbutanol, 0.10 µg L-1 to 2-methylbutanol, when collected 28.03 ± 0.04 L, on average, of the gases containing the cellular respiration products and MVOC identified in this work.

A caracterização morfológica para a compreensão de padrões sobre o perfil comportamental e de relações entre determinados parâmetros proporciona um maior entendimento sobre sistemas naturais. Neste sentido, o processamento e análise digital de imagens (PADI) é ferramenta útil e adequada para avaliação dos aspectos morfológicos e morfométricos de seres vivos. Este projeto teve como finalidade o desenvolvimento de técnicas de PADI para a caracterização do perfil de crescimento, propagação e produção de pigmentos do fungo filamentoso Monacus ruber, fornecendo informações importantes para identificação e conhecimento do comportamento deste fungo a partir da variação da concentração das fontes de carbono (glicose) e de nitrogênio (glutamato monossódico - GMS) e do pH do meio. Foram elaborados e identificados parâmetros para a caracterização da fermentação em estado semissólido a partir do PADI, sendo eles área micelial, crescimento radial pigmentar e micelial, espessura, variação da intensidade pigmentar, desvio padrão pigmentar e fator forma ao longo do tempo. Foram realizados experimentos conforme delineamento composto central rotacional (DCCR) 23 com triplicata no ponto central para avaliação de condições ótimas de produção de pigmentos amarelo, laranja e vermelho. As variáveis resposta empregadas foram produção de pigmentos amarelo, laranja, vermelho, área micelial, velocidade micelial, velocidade pigmentar e variação da intensidade pigmentar extracelular. Modelos empíricos foram ajustados e utilizados para maximização da produção de pigmentos. Os resultados mostraram que elevadas concentrações de glicose e GMS e baixo pH favoreceram a produção de pigmentos. As condições otimizadas foram: concentração de glicose de 51,37 g.L-1, concentração de GMS de 8,19 g.L-1 e pH 2,31. Nestas condições, produziram-se 123,05 UA.g-1, 95,98 UA.g-1 e 99,48 UA.g-1 de pigmentos amarelo, laranja e vermelho, respectivamente. A partir dos resultados pôde-se determinar que os parâmetros elaborados para caracterizar os padrões do crescimento e as relações morfológicas com outras variáveis utilizando de técnicas do PADI são ferramentas poderosas para o acompanhamento e rastreabilidade deste bioprocesso. Os resultados obtidos também favorecerão futuros estudos empregando inteligência artificial, como aprendizado de máquina e redes neurais artificiais, para elaboração de modelos e estratégicas de automação e acompanhamento on-line do padrão de crescimento do microrganismo e as relações entre variáveis de processo. / The morphological characterization for the understanding of patterns of the behavioral profile and relations between certain parameters provides a greater understanding about natural systems. In this sense, digital image processing and analysis (DIPA) is a useful and adequate tool for the evaluation of the morphological and morphometric aspects of living beings. This project aimed at the development of DIPA techniques for the characterization of the growth profile, propagation and production of pigments of the filamentous fungus Monacus ruber, providing important information to identify and know the behavior of this fungus from the variation of the concentration of the carbon source (glucose) and the nitrogen source (monosodium glutamate - MSG) and from the variation of the pH of the medium. Parameters for the characterization of the fermentation in semi-solid state were elaborated and identified using DIPA, which were mycelial area, pigmentary and mycelial radial growth, thickness, variation of pigment intensity, pigmentary standard deviation and form factor over time. Experiments were carried out in accordance with the delineation of the central rotational compound (DCRC) 23 with triplicate at the central point to evaluate optimal conditions of production of yellow, orange and red pigments. The response variables employed were yellow, orange, red pigment, mycelial area, mycelial velocity, pigment velocity and extracellular pigment intensity. Empirical models were fitted and used to maximize pigment production. The results showed that high concentrations of glucose and MSG and low pH favored the production of pigments. Optimized conditions were: glucose concentration of 51.37 g.L-1, MSG concentration of 8.19 g.L-1 and pH 2.31. Under these conditions were produced 123.05 AU.g-1, 95.98 AU.g-1 and 99.48 AU.g-1 of yellow, orange and red pigments, respectively. From the results it was possible to determine that the parameters elaborated to characterize growth patterns and morphological relationships with other variables using DIPA techniques are powerful tools for monitoring and traceability of this bioprocess. The results obtained will also favor future studies using artificial intelligence, such as machine learning and artificial neural networks, for the elaboration of automation strategies and online monitoring of the growth pattern of the microorganism and the relations between process variables.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-05-12T08:55:32Z No. of bitstreams: 2 texto completo - parte 01.pdf: 10384773 bytes, checksum: 082e66b0f6e00a1e2c2b001df24a8f91 (MD5) texto completo - parte 02.pdf: 8778784 bytes, checksum: 1703999dfe3989253ef9aadae25e13a9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-12T08:55:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 texto completo - parte 01.pdf: 10384773 bytes, checksum: 082e66b0f6e00a1e2c2b001df24a8f91 (MD5) texto completo - parte 02.pdf: 8778784 bytes, checksum: 1703999dfe3989253ef9aadae25e13a9 (MD5) Previous issue date: 1998-12-04 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / As propriedades biologicas dos flavonoides estao sendo muito exploradas, por possulrem aplicaooes em diversas areas, tais como: Bioqulmica, Quimica, lndflstria de Alimentos, Ecologia, Entomologia, Fitopatologia, Fisiologia Vegetal e Microbiologia. Alguns cientistas tém concentrado suas pesquisas na area médica, visando a uma infinidade de acées nos diversos sistemas, sejam eles cardiovasculares, imunolégioo, reprodutor, hormonal ou muscular. Desenvolveram-se quatro experimentos, tendo sido as substancias administradas por via intraperitoneal ou via oral a ratos machos Wistar hiperlipidémicos (induzida por triton), usando-se os flavonoides (morina, quercetina, naringenina, rutina); e 05 medicamentos (acido nicotinico, colestiramina) e os oorantes naturais (antocianina, Monascus) na dose 5,0 mg/kg de peso corporal. No experimento 5, as substancias foram administradas por via oral, na raoao, nas seguintes doses: colestiramina, 10 mg; flavonoides, 30 mg; hiperlipidemia, induzida por colesterol, 1%; e acido célico, 0,1%. Foram determinados colesterol, colesterol-HDL e triacilglicerois em todos os experimentos. Nos experimentos em que se administraram duas doses das substancias, por via intraperitoneal, encontraram-se melhores efeitos, quando comparados aos experimentos em que foi administrada uma dose das substéncias pela mesma via. Quando os flavonéides foram administrados isoladamente ou associados a corantes naturais, foram observados efeitos hipolipidémico e sinérgico. No experimento em que a, hiperlipidemia foi induzida por dieta, contendo colesterol e acido célico, os flavonéides, a colestiramina e as suas associagées foram administrados por via oral (misturados a ragao), constatando-se efeito hipolipidémico e sinérgico em todos os tratamentos. Por fim, nas analises de figado dos mesmos animais, onde foi determinado o colesterol, constatou-se um decréscimo acentuado Para os experimentos realizados. Concluiu-se, dessa forma, que as substéncias testadas (flavonéides, medicamentos e corantes) possuem efeito hipolipidémico e sinérgico, quando administradas por via intraperitoneal e oral em ratos machos Wistar. / The biological properties of flavonoids have been largely explored for they can be applied on several areas such as: Biochemistry, Chemistry, Food Industry, Ecology, Entomology, Phytopathology, Vegetal Physiology and Microbiology. Some scientists’ researches have been focused on medical area involving an infinity of actions upon several systems (cardiovascular, immune, reproducer, hormone or muscular). Four experiments were carried out with substances administered by either intraperitoneal or oral via to male hyperlipidemic Wistar mice (triton-induced), and the flavonoids (morin, Cluercetin, naringenin, rutin), medicines (nicotinic acid, cholestyramine) and natural dyes (anthocyanin, Monascus) being added at 5.0 mg/kg of body weight. In experiment 5, the substances were orally administered through ration at the following doses: 10 mg of cholestyramine; 30 mg of flavonoids; hyperlipidemy induced by 1% cholesterol; and 0.1% cholic acid. Cholesterol, HDL-cholesterol and triacylglycerols were determined for all experiments. The experiments in which two doses of each substance were administered through intraperitoneal via showed better effects when compared to those in which just one dose of each substance was added through the same via. Synergic and hypolipidemic effects were observed when administering the flavonoids isolated or associated to natural dyes. In the experiment where hyperlipidemy was induced by diet containing both cholesterol and cholic acid, the flavonoids, cholestyramine and their associations were administered through oral via (mixed with ration), with synergic and hypolipidemic effects being observed for all treatments. The results from animals’ liver analyses showed a pronounced decrease in cholesterol for all experiments. So, it was concluded that the tested substances (flavonoids, medicines and dyes) have both synergic and hypolipidemic effects when administered by intraperitoneal and oral via to male Wistar mice. / Dissertação antiga

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-10-05T10:47:19Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2110632 bytes, checksum: 4bac3585ac28b41ab8e74293c80c0767 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-05T10:47:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2110632 bytes, checksum: 4bac3585ac28b41ab8e74293c80c0767 (MD5) Previous issue date: 2002-08-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Produtos fermentados por fungos, em especial o “ang-kak” (arroz fermentado por fungos do gênero Monascus) são tradicionalmente usados na culinária asiática como corantes e condimentos. Estes fungos produzem uma substância denominada mevinolina, utilizada na redução da concentração do colesterol sérico. Essa substância inibe a enzima hidroximetilglutaril coenzima A redutase (HMG-CoA redutase), enzima chave na biossíntese do colesterol. Foi realizada a caracterização do arroz fermentado analisando as concentrações de proteínas, lipídios, carboidratos, cinzas e umidade. Posteriormente, foram realizados dois ensaios biológicos com o objetivo de avaliar os efeitos hipolipidêmicos e toxicológicos do arroz fermentado pelo fungo Monascus ruber. Utilizaram-se 36 coelhos machos da raça Nova Zelândia Branco, com hiperlipidemia induzida por colesterol 1% administrado na ração juntamente com o arroz fermentado que foi seco e triturado e adicionado nas concentrações de 1, 5 e 10%. Da análise do arroz fermentado verificou-se que houve um aumento nas concentrações de proteínas, lipídios e redução na concentração de carboidratos. O arroz fermentado na concentração de 10% foi mais eficaz no controle da hiperlipidemia, promovendo redução de colesterol total (37,14%), LDL-c (37,73%), VLDL-c (51,44%), triacilgliceróis (51,44%). O arroz fermentado a 10% promoveu aumento da lipoproteína HDL em 33,85% . O segundo ensaio foi realizado com a finalidade de avaliar a toxicologia aguda deste produto. Foram dosados as concentrações de creatinina, proteínas totais, albumina, bilirrubina total, bilirrubina direta, ácido úrico, fosfato, ferro, cloro, cálcio, e as atividades de gama glutamil-transferase (gama-GT), transaminase glutâmico- pirúvica (TGP), transaminase glutâmico-oxaloacética (TGO) e fosfatase alcalina no 1 o , 15 o , 30 o dias do experimento. No estudo toxicológico não foi observada variação significativa nos parâmetros bioquímicos analisados. No estudo histopatológico constatou-se que a adição de arroz fermentado na dieta dos animais não alterou a morfologia das células do coração. Quando adicionou-se o arroz fermentado juntamente com o colesterol, verificou-se que esse arroz impediu a formação de áreas extensas de lesões decorrentes da adição de colesterol. Quanto ao fígado, devido às características inerentes desse órgão em coelhos, o efeito da adição do arroz fermentado na dieta dos animais não levou a resultados conclusivos. O arroz fermentado por Monascus ruber se mostrou, promissor na modulação dietética de lipídios sanguíneos, embora estudos em outros modelos animais e humanos sejam necessários para resultados mais conclusivos. / Products fermented by fungus, especially the “ang-kak” (fermented rice by fungus of gender Monascus) are used traditionally in the Asian cookery as colorings and condiments. These fungus produce a substance denominated mevinoline, used in the reduction of the concentration of blood cholesterol. That substance inhibits the enzyme 3-hidroxy – 3- metilglutaryl coenzime A reductase (HMG-CoA reductase), the principal enzyme in the biosynthesis of cholesterol. The characterization of the fermented rice was accomplished investigating concentrations of proteins, fat, carbohydrates, ash and moisture. Biological assays were carried out with the objective of evaluating the hypolipidemic and toxicological effects of fermented rice by fungus Monascus ruber. Thirty six male rabbits of New Zealand White strain were used, with hyperlipidemia induced by 1% cholesterol administered in the animals feed, together with the fermented rice that was dryed and triturated and added in the concentrations of 1, 5 and 10%. It was verified an increase in the concentrations of proteins, fat and reduction in the carbohydrates concentration. The rice fermented in the concentration of 10% was more effective in the control of the hyperlipidemia, lowering total cholesterol by 37,14%, LDL-c 37,73%, VLDL-c 51,44% and triglycerides 51,44%. The 10% fermented rice promoted an increase of 33,85% on the level of HDL-c. The second assay was accomplished with the purpose of evaluating the sharp toxicological of this product on the levels of creatinine, total proteins, albumin, total bilirubin, direct bilirubin, uric acid, phosphate, iron, chlorine, calcium, glutamil gamma transferase (gama-GT), alanine aminotransferase (GPT), aspartate aminotransferase (GOT) and alkaline fosfatase in the 1 st , 15 th and 30 th days of the experiment. For the constituents any significant variation was not observed. Heart histopathology showed that the addition of fermented rice in the diet of the animals didn't alter the morphology of the its cells. When the rice was added fermented together with the cholesterol, it was verified that that rice reduced the lesions promoted by cholesterol addition. In relation to the liver, due to the inherent characteristics of that organ of the rabbits, the effect of the addition of the fermented rice in the diet of the animals was not conclusive. The fermented rice with Monascus ruber was shown in that study to be an alternative choice in the dietary modulation of blood lipids / Dissertação copiada do Alexandria

Este trabalho teve por objetivo verificar a influência da agitação no cultivo em meio sólido, FES, quanto a crescimento microbiano, homogeneização do meio e remoção de calor. As correlações obtidas contribuem na definição de critérios para ampliação de escala da FES. O modelo adotado foi o cultivo do fungo Monascus sp. em arroz. Os experimentos foram conduzidos em reator tubular horizontal de 40 l, com agitação interna intermitente, camisa de resfriamento e vazão de ar de 2 l.min-1.Kgms-1. Os cultivos foram realizados com base num planejamento fatorial rotacional: 12 a 60 rotações das pás em 24 horas; 2 a 12 horas de intervalo entre os eventos de agitação. A intensidade do crescimento celular foi considerada com base no consumo de O2, produção de CO2 , concentrações de proteína e ergosterol. O consumo de O2 apresenta correlação de 81% com os padrões de agitação sendo que tanto o número de rotações quanto o intervalo entre os eventos de agitação influenciam negativamente o crescimento celular assim estimado. Por outro lado, a máxima velocidade de consumo de oxigênio, OUR, obtida por volta de 24 horas, em cultivos com menores intervalos entre os eventos de agitação, indica efeito positivo da agitação sobre a velocidade do crescimento de fungos em superfície, enquanto não ocorre compactação do meio de cultivo. Conclui-se, portanto, que a natureza do substrato empregado, arroz, cuja reologia é sensivelmente alterada pela agitação, contribuiu de modo deletério à respiração celular e que a adoção de reatores com agitação na FES, requer substrato com baixo teor de amido e elevado teor de fibras. As medidas de ergosterol apresentaram correlação de 85% com os padrões de agitação mostrando que o intervalo entre os eventos de agitação é o fator com maior impacto nesta resposta e os ensaios com maiores intervalos entre os eventos de agitação e maior número de voltas apresentaram concentrações aproximadamente dez vezes maiores de ergosterol em relação aos outros ensaios. Os coeficientes de variação de umidade em cinco pontos do reator representam a homogeneidade, pois relacionam-se com os padrões de agitação com correlação de 95%. / This investigation aimed to verify the influence of mixing microbial growth, medium homogenization and heat removal within a solid state fermentation (SSF) bioreactor. The correlations obtained will help to establish the scale-up criteria. The model system involved the cultivation of the fungi Monascus sp. on rice. The assays were performed in a 40 l bioreactor under internal intermittent mixing with a cooling jacket and an air flux of 2 l.min-1 kgdm-1. The cultivations followed a rotational factorial plan: 12 to 60 paddle revolutions in 24 hours; with an interval of 2 to 12 hours between mixing events. Cellular growth rate was estimated by O2 consumption, CO2 production, and protein and ergosterol concentrations. The O2 consumption showed an 81% correlation with the revolutions pattern, and both the number of revolutions and interval between mixing events, influenced cell growth negatively. The maximal oxygen consumption rate (OUR) was reached after about 24 hours in cultivations submitted to shorter intervals between mixing events which indicates a positive effect of shaking on the fungal growth rate on the particle surface, as long as no medium compaction occurs. Thus it was concluded that the kind of used substrate (rice), whose reology was perceptively modified by the mixing process, acted harmfully on microbial respiration. If mixing is to be used in SSF bioreactors, the substrate used should have a low starch content and a high fiber content Ergosterol content showed an 85% positive correlation with the revolution pattern, indicating that the interval between mixing events is the most important factor. Assays performed with longer intervals between mixing events and greater numbers of turns achieved about 10 times higher ergosterol concentration than the others. The coefficient of variation of the moisture at five sites of the reactor represents the homogeneity, since they are related to the revolution patterns by 95%.

Este trabalho teve por objetivo verificar a influência da agitação no cultivo em meio sólido, FES, quanto a crescimento microbiano, homogeneização do meio e remoção de calor. As correlações obtidas contribuem na definição de critérios para ampliação de escala da FES. O modelo adotado foi o cultivo do fungo Monascus sp. em arroz. Os experimentos foram conduzidos em reator tubular horizontal de 40 l, com agitação interna intermitente, camisa de resfriamento e vazão de ar de 2 l.min-1.Kgms-1. Os cultivos foram realizados com base num planejamento fatorial rotacional: 12 a 60 rotações das pás em 24 horas; 2 a 12 horas de intervalo entre os eventos de agitação. A intensidade do crescimento celular foi considerada com base no consumo de O2, produção de CO2 , concentrações de proteína e ergosterol. O consumo de O2 apresenta correlação de 81% com os padrões de agitação sendo que tanto o número de rotações quanto o intervalo entre os eventos de agitação influenciam negativamente o crescimento celular assim estimado. Por outro lado, a máxima velocidade de consumo de oxigênio, OUR, obtida por volta de 24 horas, em cultivos com menores intervalos entre os eventos de agitação, indica efeito positivo da agitação sobre a velocidade do crescimento de fungos em superfície, enquanto não ocorre compactação do meio de cultivo. Conclui-se, portanto, que a natureza do substrato empregado, arroz, cuja reologia é sensivelmente alterada pela agitação, contribuiu de modo deletério à respiração celular e que a adoção de reatores com agitação na FES, requer substrato com baixo teor de amido e elevado teor de fibras. As medidas de ergosterol apresentaram correlação de 85% com os padrões de agitação mostrando que o intervalo entre os eventos de agitação é o fator com maior impacto nesta resposta e os ensaios com maiores intervalos entre os eventos de agitação e maior número de voltas apresentaram concentrações aproximadamente dez vezes maiores de ergosterol em relação aos outros ensaios. Os coeficientes de variação de umidade em cinco pontos do reator representam a homogeneidade, pois relacionam-se com os padrões de agitação com correlação de 95%. / This investigation aimed to verify the influence of mixing microbial growth, medium homogenization and heat removal within a solid state fermentation (SSF) bioreactor. The correlations obtained will help to establish the scale-up criteria. The model system involved the cultivation of the fungi Monascus sp. on rice. The assays were performed in a 40 l bioreactor under internal intermittent mixing with a cooling jacket and an air flux of 2 l.min-1 kgdm-1. The cultivations followed a rotational factorial plan: 12 to 60 paddle revolutions in 24 hours; with an interval of 2 to 12 hours between mixing events. Cellular growth rate was estimated by O2 consumption, CO2 production, and protein and ergosterol concentrations. The O2 consumption showed an 81% correlation with the revolutions pattern, and both the number of revolutions and interval between mixing events, influenced cell growth negatively. The maximal oxygen consumption rate (OUR) was reached after about 24 hours in cultivations submitted to shorter intervals between mixing events which indicates a positive effect of shaking on the fungal growth rate on the particle surface, as long as no medium compaction occurs. Thus it was concluded that the kind of used substrate (rice), whose reology was perceptively modified by the mixing process, acted harmfully on microbial respiration. If mixing is to be used in SSF bioreactors, the substrate used should have a low starch content and a high fiber content Ergosterol content showed an 85% positive correlation with the revolution pattern, indicating that the interval between mixing events is the most important factor. Assays performed with longer intervals between mixing events and greater numbers of turns achieved about 10 times higher ergosterol concentration than the others. The coefficient of variation of the moisture at five sites of the reactor represents the homogeneity, since they are related to the revolution patterns by 95%.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2017-03-24T10:41:02Z No. of bitstreams: 3 Dissertação - Jaquelinne Pires Vital da Costa - 2017 - parte 1.pdf: 4379999 bytes, checksum: b3803a48e0c37eb318b174d9582a33e1 (MD5) Dissertação - Jaquelinne Pires Vital da Costa - 2017 - parte 2.pdf: 16358112 bytes, checksum: 7c49d76a1bb2c8ca62b7fe392e7e0bb1 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-03-24T11:04:59Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Dissertação - Jaquelinne Pires Vital da Costa - 2017 - parte 1.pdf: 4379999 bytes, checksum: b3803a48e0c37eb318b174d9582a33e1 (MD5) Dissertação - Jaquelinne Pires Vital da Costa - 2017 - parte 2.pdf: 16358112 bytes, checksum: 7c49d76a1bb2c8ca62b7fe392e7e0bb1 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-24T11:04:59Z (GMT). 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Thus, agroindustrial wastes have emerged as a cheap and profitable option for the production of biopigments. The aim of the present study was to evaluate the use of cheese whey as a substrate for the production of pigments by Monascus ruber CCT 3802. For this purpose, we first sought to evaluate the radial growth of the fungus in solid medium under serum concentrations of cheese powder and different pH values. The results demonstrated the potential of whey as a substrate for fungus growth, since there was a significant difference between the growth rates obtained for each medium when compared to the control medium (without cheese whey). As for pH, growth rates of the fungus were higher at pH 6.0. At extreme pH values, such as pH 2.0 and 8.0, the growth of the fungus presented inhibition and the visual aspect differed, showing yellow and red coloration, respectively. This demonstrates the clear influence of pH on the production of pigments produced by M. ruber. Culture media containing glucose and cheese whey at different concentrations were studied and the results showed higher pigment production was obtained in the media containing only glucose. For this reason, the third part of the study sought to use lactose, after the enzymatic hydrolysis process, as a carbon source for the production of pigments by Monascus ruber. Culture media containing glucose, lactose and hydrolyzed lactose were incubated at 30°C in shaker for 7 days. Although it contained less than 43% of glucose, the medium containing hydrolyzed lactose presented maximum pigment production of 7.58 UA510, surpassing the culture containing glucose. The pigment produced in hydrolyzed lactose appeared lighter, but redder and more yellow than in glucose. The consumption of reducing sugars and biomass production for the culture containing lactose only were inhibited, with a decline in pigment production after 72 hours of cultivation. The results presented in this research contribute to the fact that future studies optimize the hydrolysis of lactose and, consequently, cheese whey, using it as a substrate for the production of biopigments by Monascus ruber. / A pesquisa por novas fontes de pigmentos naturais tem crescido, principalmente devido aos efeitos tóxicos causados por corantes sintéticos usados em alimentos, produtos farmacêuticos, têxteis e cosméticos. Nesse contexto, os pigmentos microbianos apresentam-se como alternativa para suprir essa demanda. Vários são os micro-organismos capazes de produzir pigmentos e, dentre eles, destaca-se o fungo filamentoso, Monascus. Este é capaz de produzir pigmentos amarelo, laranja e vermelho, e sua produção depende das condições em que é cultivado. Assim, os resíduos agroindustriais têm surgido como opção barata e rentável para a produção de biopigmentos. O presente estudo teve como objetivo avaliar o aproveitamento do soro de queijo como substrato para a produção de pigmentos por Monascus ruber CCT 3802. Para isso, primeiramente, buscou-se avaliar o crescimento radial do fungo em meio sólido sob concentrações de soro de queijo em pó e diferentes valores de pH. Os resultados demonstraram a potencialidade do soro de queijo como substrato para o crescimento do fungo, visto que houve diferença significativa entre as velocidades de crescimento obtidas para cada meio quando comparadas ao meio controle (sem soro de queijo). Quanto ao pH, as velocidades de crescimento do fungo foram maiores em pH 6,0. Em valores de pH extremos, como pH 2,0 e 8,0, o crescimento do fungo apresentou inibição e o aspecto visual diferiu-se, apresentando coloração amarela e vermelha, respectivamente. Isso demonstra a clara influência do pH na produção de pigmentos produzidos por M. ruber. Em estudos preliminares, buscou-se avaliar a produção de pigmentos alimentares por Monascus ruber em cultivo submerso, usando o soro de queijo como substrato. Meios de cultivo contendo glicose e soro de queijo em diferentes concentrações foram estudados e os resultados demonstraram maior produção de pigmentos foi obtida nos meios contendo apenas glicose. Por esse motivo, buscou-se utilizar a lactose, após o processo de hidrólise enzimática, como fonte de carbono para a produção de pigmentos por Monascus ruber. Meios de cultivo contendo glicose, lactose e lactose hidrolisada foram incubados a 30ºC em shaker, durante 7 dias. Apesar de conter menos de 43% de glicose, o meio contendo lactose hidrolisada apresentou produção máxima de pigmentos de 7,58 UA510, superando o cultivo contendo glicose. O pigmento produzido em lactose hidrolisada apresentou-se mais claro, porém mais vermelho e mais amarelo que em glicose. O consumo de açúcares redutores e produção de biomassa para o cultivo contendo apenas lactose foram inibidos, havendo declínio na produção de pigmentos após 72h de cultivo. Os resultados apresentados nesta pesquisa contribuem para que estudos futuros otimizem a hidrólise da lactose e, consequentemente, do soro de queijo, aproveitando-o como substrato para produção de biopigmentos por Monascus ruber.