Le réchauffement climatique planétaire annoncé ne sera pas sans conséquence sur le métabolisme de la baie et en particulier sur la teneur en composés phénoliques. Les objectifs de cette thèse visent à mieux comprendre les processus de régulation associant le microclimat des baies et la synthèse des composés phénoliques. Par des approches moléculaires et biochimiques, ce travail a permis de mieux décrire les réponses spécifiques des baies de raisin (cultivar Cabernet-Sauvignon) aux facteurs rayonnement et température.L'analyse du transcriptome des baies exposées soit à un stress thermique soit à un stress lumineux a mis en lumière deux processus, une réponse rapide ayant lieu dès les premières heures de traitement et une réponse apparaissant au bout de plusieurs jours d’exposition aux stress. Cette étude a également permis de valider le système expérimental de découplage des effets du rayonnement et de la température.L'analyse des profils d’expression d’une vingtaine de gènes intervenant dans la voie de biosynthèse des flavonoïdes révèle des différences dans la réponse transcriptionnelle des gènes en fonction du stress et du stade développement auquel il a été appliqué. Néanmoins cette réponse n'est pas ou peu corrélée avec les variations des teneurs en anthocyanes et flavonols observées. Les teneurs en anthocyanes sont fortement réduites par l’action de la chaleur alors que les teneurs de certains flavonols augmentent sous l’influence du rayonnement. Au niveau des acides présents dans la pulpe des baies, l’acide malique voit sa teneur réduite sous l’effet de la chaleur ainsi que d’une forte intensité lumineuse. Les analyses montrent un impact important du stress thermique sur la teneur de la phénylalanine, de la tyrosine et de la lysine dans la pellicule.Parallèlement, l'initiation d’une étude du métabolome des pellicules de baies de raisin a été entreprise par UPLC-ESI-LTQ-Orbitrap™ et a permis d'acquérir des bases solides pour optimiser le protocole utilisé en vue d'analyses futures. Cette étude permet de dresser une liste préliminaire de métabolites d’intérêts.Enfin, le gène VvGOLS1 (Galactinol synthase 1) voit son expression stimulée dans les baies exposées au stress thermique, ce qui se traduit par une accumulation de galactinol, précurseur de la voie des RFOs. Un rôle de molécule «signal» est envisagé pour le galactinol. Un régulateur de la transcription de VvGOLS1 a également été identifié par des expériences d'expression transitoire en protoplastes. Il s'agit du facteur de transcription VvHsfA2, dont l'expression est également stimulée par le stress thermique. Dans ce contexte, la caractérisation des gènes de la famille des Hsfs (Heat Stress Factors) a été initée. / Global warming will affect berry metabolism, and especially phenylpropanoïd contents. This PhD work aimed to acquire a better understanding on the cellular processus linking the microclimate and the phenolic synthesis. By molecular and biochemical approaches, we extended this study to detail specific responses taking place in berries under heat and light stress.Transcriptomic analysis of heat-stressed and light-stressed berries showed the existence of two processes that occur in exposed berries. The first one triggers a rapid and transient expression of genes within the first hours of treatment. The second one mobilizes a set of genes showing increase in their expression after several days of stress exposure. Furthermore, this study validated the experimental set used to discriminate the effects of light and temperature, respectively.Expression analysis of 20 genes involved in the flavonoid biosynthetic pathway revealed strong differences among the transcriptional responses, depending on the nature of stress and the developmental stage of the berry. However, expression patterns of genes involved in the biosynthesis of flavonoid could not fully explain the changes in anthocyanin and flavonol contents. This suggests that additional regulation processes such as post-traductional modifications of enzymes or metabolite degradation might take place in berries under abiotic stress. Anthocyanin content decreases under heat stress whereas flavonol content increases under high light. Malic acid increases in berry exposed to heat stress and high light. Moreover, heat-stressed berries showed an accumulation of phenylalanine, tyrosine and lysine in skin but not in pulp.In parallel, a metabolomic analysis was initiated on stress exposed berry skins by using UPLC-ESI-LTQ-Orbitrap™ technology. The first experiments revealed contrasted metabolite contents in berries according to the stress applied, and highlighted several metabolites of interest. The preliminary assays will help optimize this powerful tool for futures analysis.Finally, expression of VvGOLS1 (Galactinol synthase 1) was strongly induced in grape berries exposed to heat stress, in good agreement with the observed galactinol accumulation. Role of galactinol as a signaling molecule is discussed. Transient expression experiments revealed that VvGOLS1 expression is regulated at the transcriptional level through VvHsfA2 action. VvHsfA2 expression is also stimulated under heat stress. In this context, characterization of the grapevine heat stress factors was initiated.

Ce travail a pour objectif la conception et l'étude d'un réacteur enzymatique à membrane (REM) en vue de la dégradation de composés phénoliques. Pour cela, des membranes actives ont été préparées par greffage covalent de la laccase de Trametesversicolor à la surface d'une membrane céramique Après avoir mis en évidence les potentialités du réacteur vis-à-vis de la dégradation du 2,6-diméthoxyphénol (DMP) choisi comme substrat modèle, l'impact de paramètres opératoires (débit d'alimentation, concentration en substrats) sur les performances du REM a été étudié. Pour résoudre des problèmes d'instabilité, différentes étapes du protocole de fabrication des membranes actives ont été revues. Puis les paramètres opératoires (pH et température) ont été étudiés afin d'optimiser les conditions de mise en œuvre du REM. Il a été établi que les performances épuratoires étaient maximales à pH acide (pH 4) mais restaient stables sur une large plage de températures (15 à 40°C). Enfin la dernière partie de la thèse a été consacrée à l'étude du colmatage et à la recherche de différentes stratégies visant à limiter l'impact de ce dernier sur les performances et la stabilité du REM. / This work was devoted to the design and the study of an enzymatic membrane reactor (EMR) for the degradation of phenolic compounds. For this, active membranes were synthesized by covalent grafting of laccase from Trametes versicolor on the surface of a porous ceramic membrane.The 2,6-dimethoxyphenol (DMP) was chosen as model substrate and the effect of operating parameters (feed flow rate, substrate concentration) on the performance of the EMR have been studied.Different stages of the active membrane preparation process were reviewed in order to improve the system stability. Moreover operating parameters (pH and temperature) were studied in order to optimize the performance of the EMR. It was shown that the depletion efficiency was maximal at relatively low pH (pH 4) but remained stable over a wide temperature range (15 to 40 ° C).Finally the last part of the work was devoted to the developmentof different strategies to limit the impact of fouling on the performance and stability of the EMR.

La recrudescence des maladies dégénératives ces dernières décennies dans le monde a amené plusieurs chercheurs et médecins à médiatiser les antioxydants à cause des vertus qu’on leur prête: de la protection contre les maladies cardiovasculaires à la prévention de certains cancers. Le présent travail a été mené avec pour objectif principal d’évaluer le pouvoir antioxydant des épices entrant dans la préparation de la sauce en vue du développement d’un complément alimentaire nutraceutique. Pour ce faire, vingt épices largement consommées ont été choisies sur la base d’une enquête exploratoire menée au Cameroun. Les différentes épices réduites en poudres ont été analysées pour leurs teneurs en composition nutritionnelle. Le pouvoir antiradicalaire in vitro des extraits méthanoliques des différentes épices a été déterminé ainsi que le pouvoir anti-inflammatoire et antistress sur des rats adultes à stress induit. Les résultats obtenus ont montré des variations très significatives de la composition des épices. L’activité antioxydante utilisant la méthode au N’ N-diphényl-N’-picrylhydrazyl (DPPH), au « trolox equivalent antioxidant capacity » (TEAC) et le pouvoir réducteur total (PRT) ont révélé que Z. leprieurii et D. glomerata présentent les activités particulièrement élevées. Les extraits de ces deux épices ont servi de base à la préparation de mélange dont l’effet a été testé sur des rats mâles à inflammation induite. Les résultats obtenus ont montré que les épices individuelles et leur mélange à des doses de 100 mg/kg et 150 mg/kg présentent une activité anti-inflammatoire importante comparable à ceux commerciaux: inodméthacine, déxaméthasone et célécoxib. La variation de la teneur en malonaldéhyde (marqueur de l’oxydantion lipidique) a révélée l’action antioxydante in vivo des extraits, démontrant ainsi leur potentiel dans le développement de compléments alimentaires à effet antistress / Increasing evidences from current research point to the fact that certain disease conditions can be prevented through the consumption of antioxidant rich foods. The present work was carried out to evaluate the antioxidant potentials of twenty Cameroonian spices commonly used in some Cameroonian cuisine. The nutritional properties of spices, the in vitro antioxidant potential of their methanolic extracts as well as the in vivo antioxidant potential of the methanolic extracts of some selected samples were determined. The antioxidant activity brought about by N’ N-diphenyl-N’-picrylhydrazyl (DPPH), «trolox antioxidant equivalent capacity» (TEAC) and the total reduction power (PRT) methods have revealed that Z. leprieurii and D. glomerata presented the highest activities. The extracts of the two spices were used to prepare a mixture whose effect was tested on male rats with induced inflammation. The results obtained indicate that the individual spices and their mixture at 100 mg/kg and 150 mg/kg present an important anti-inflammatory activity comparable to that of commercial anti-inflammatory like indomethacin, dexamethasone and celecoxib. The variation of malondialdehyde content (a lipidic oxidant marquer) revealed the in vivo antioxidant action of extracts, thus demonstrating their potential for the development of functional foods with anti-stress effect

Orientadores: Marcelo Alexandre Prado, Marta Cristina Teixeira Duarte / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-18T16:17:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PellissonPereira_Joyce_M.pdf: 5978783 bytes, checksum: 8f2e7c4beeb8f92b272e24c19ca8614e (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A uva Máximo IAC 138-22 apresenta boas características para a produção de vinho com elevado grau Brix. Durante a vinificação, os compostos fenólicos presentes nas uvas são extraídos para o mosto e são de fundamental importância para as características organolépticas do vinho, além de propriedades antioxidantes, antimicrobianas, anticarcinogênicas, anti-inflamatórias, diuréticas, tranquilizantes, antidiabéticas. Dentre estas propriedades, destacam-se a antioxidante e a antimicrobiana, visto que há um interesse emergente no uso de antioxidantes naturais em substituição aos sintéticos visando à preservação de alimentos, além de o seu consumo ser associado à proteção contra doenças severas, que envolvem danos por radicais livres. Além de prevenir a oxidação dos alimentos, os fenólicos poderiam reduzir a deterioração por micro-organismos, visto que apresentam atividade contra bactérias Gram (+), Gram (-) e leveduras. Neste trabalho foram avaliados extratos obtidos em etanol e em acetona de uva Máximo IAC 138-22, casca, polpa e semente, três estágios da vinificação, dois resíduos do processamento do vinho e o vinho artesanal obtido neste processo. Foram avaliados o conteúdo de fenólicos totais, a atividade antioxidante e a concentração mínima inibitória (MIC) dos extratos. Não foi verificada diferença significativa entre as extrações em relação à atividade antioxidante, exceto para a semente e o primeiro resíduo da vinificação. As amostras que apresentaram os maiores teores de fenólicos e também fortes a moderadas atividades antioxidantes definidas pelo AAI foram as sementes (semente em etanol: 136,40 mg de EAG/g de extrato e AAI de 1,717), os resíduos (2º resíduo em acetona: 78,47 mg de EAG/g de extrato e AAI de 0,912) e as cascas (casca em acetona: 58,79 mg de EAG/g de extrato e AAI de 0,546), sugerindo o potencial de reaproveitamento dos resíduos como antioxidantes em substituição aos sintéticos. Em relação à atividade antimicrobiana, os Gram (+) foram mais sensíveis que os Gram (-). Destaque para a bactéria B. cereus, que foi o micro-organismo mais sensível, e para a levedura C. albicans, que foi inibida pelos extratos de sementes a baixas concentrações (valores de MIC de 0,001 mg/mL e 0,002 mg/mL). P. aeruginosa foi inibida apenas por alguns extratos do processamento do vinho, o que pode estar relacionado à formação de fenólicos durante a vinificação. O vinho apresentou atividade antimicrobiana contra todas as bactérias Gram (+) e Gram (-) avaliadas e os resíduos da vinificação apresentaram elevados teor de fenólicos e atividade antimicrobiana, com valores de MIC de 1,5 mg/mL a >10 mg/mL), o que sugere a possibilidade de seu reaproveitamento / Abstract: Máximo IAC 138-22 grape has good characteristics for production of wine with a high Brix degree. During winemaking, phenolics compounds in grapes are extracted into the must and they are of fundamental importance for organoleptic characteristics of wine, as well as antioxidant, antimicrobial, anticarcinogenic, anti-inflammatory, diuretics, tranquilizers, anti-diabetic properties. Among these properties, antioxidant and antimicrobial are featured, since there is an emerging interest in the use of natural antioxidants to replace synthetic materials in order to preserve food, besides their use is associated with protection against severe disease involving damage by free radicals. In addition to preventing the oxidation of food, phenolics could prevent deterioration by microrganisms, due to their activity against Gram (+), Gram (-) and yeast. In this work, it was evaluated extracts in ethanol and acetone of Máximo IAC 138-22 grape, skin, pulp and seed, three stages of winemaking, two wastes and wine obtained from this process. It was evaluated the total phenolic content, antioxidant activity and the minimum inhibitory concentration (MIC) of extracts. There was no significant difference between two extractions for most of the samples, except seed and the first waste of winemaking. Samples that showed the highest levels of phenolics and also strong to moderate antioxidant activities, defined by AAI, were seeds (seed in ethanol: 136,40 mg of EAG/g of extract and AAI of 1,717), wastes (2º waste in acetone: 78,47 mg of EAG/g of extract and AAI of 0,912) and skin (skin in acetone: 58,79 mg of EAG/g of extract and AAI of 0,546), suggesting a potential for recycling waste to replace synthetic antioxidants. About antimicrobial activity, Gram (+) were more sensitive than Gram (-). Featured to B. cereus, that was the most sensitive microrganism, and yeast C. albicans, that was inhibited by seed extracts at low concentrations (MIC values of 0.001 mg/mL and 0.002 mg/mL). P. aeruginosa was inhibited only by some extracts from winemaking, which may be related to phenolics compounds produced during this process. Wine showed antimicrobial activity against all Gram (+) and Gram (-) and wastes showed a high phenolic content and antimicrobial activity, with MIC values of 1.5 mg/mL to >10 mg/mL), suggesting the possibility of its reuse / Mestrado / Ciência de Alimentos / Mestre em Ciência de Alimentos

Orientador: Carla Beatriz Grespan Bottoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T16:02:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andre_MarceloFabiano_D.pdf: 2661780 bytes, checksum: 3f8c06d00ddf653d50feed242ea04514 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Antioxidantes naturais são metabólitos secundários presentes em uma gama variada de plantas medicinais com propriedades específicas. Podem apresentar ação tranqüilizante, analgésica, antiinflamatória, citotóxica, anticoncepcional, antimicrobiana, antiviral e fungicida.Vários metabólitos secundários são conhecidos. Os três principais grupos são os terpenos, os polifenóis (flavonóides) e os alcalóides. A carqueja foi escolhida por apresentar em sua composição vários compostos fenólicos (antioxidantes), tais como a quercetrina, a rutina e o canferol. Estes flavonóides de origem natural são fisiologicamente ativos, isto é, apresentam propriedades anti-inflamatórias, antifragilidade capilar e antitumoral, respectivamente, além de serem antioxidantes. O trabalho foi realizado em duas etapas, a saber, a primeira etapa foi realizada no Brasil, e teve como objetivo, o desenvolvimento e validação de métodos para determinação de compostos fenólicos (ácidos fenólicos e flavonóides) em extrato de carqueja empregando técnicas cromatográficas e eletroforéticas e análise de algumas amostras comerciais de diferentes regiões. A segunda etapa foi realizada na Espanha, tendo como objetivos o desenvolvimento e validação do método empregando eletroforese capilar acoplada a um espectrômetro de massas (CE-ESI-TOF), utilizando a técnica de extração com líquido pressurizado (PLE), considerada avançada e verde. Também na Espanha, foi realizada a determinação de fenóis totais e atividade antioxidante empregando os ensaios de Folin e DPPH, respectivamente. O desenvolvimento e preparo de amostra incluiu a otimização das etapas de extração e hidrólise dos compostos fenólicos presentes na carqueja. A quantificação pelas técnicas cromatográficas foi realizada empregando coluna com fase estacionária C-18 e eluição por gradiente, para as técnicas eletroforéticas foi utilizado meio tamponante (tetraborato de potássio, pH 10) com 10% de modificador orgânico. Os métodos foram validados segundo orientações da ANVISA. Foram analisadas amostras comerciais de três estados, a saber, São Paulo, Minas Gerais e Bahia. A amostra do Estado da Bahia apresentou o maior teor de concetração dos compostos fenólicos estudados, excetuando o ácido gálico que está em maior teor de concentração na amostra do Estado de Minas Gerais. Comparando a concentração destes compostos nas diferentes amostras, através da determinação do teor por UHPLC-MS/MS e HPLC-UV, ao nível de 5% de significância, não houve diferença significativa entre as técnicas / Abstract: Natural antioxidants are secondary metabolites in a wide range of medicinal plants with specific properties. May present action tranquilizer, analgesic, anti-inflammatory, cytotoxic, contraceptive, antimicrobial, antiviral and fungicida.Vários secondary metabolites are known. The three main groups are terpenes, polyphenols (flavonoids) and alkaloids. Carqueja was chosen because it has in its composition various phenolic compounds (antioxidants), such as quercetrin, rutin and kaempferol. These flavonoids are naturally occurring physiologically active, i.e., exhibit anti-inflammatory, antitumor and antifragilidade capillary, respectively, and are antioxidants. The work was carried out in two stages, namely, the first step was made in Brazil, and aimed to the development and validation of methods for the determination of phenolic compounds (phenolic acids and flavonoids) in gorse extract using chromatographic and electrophoretic techniques and analysis of some commercial samples of different regions. The second stage was conducted in Spain, having as objective the development and validation of the method using capillary electrophoresis coupled to mass spectrometry (CE-ESI-TOF) using the technique of pressurized liquid extraction (PLE), considered advanced and green . The determination of total phenols and antioxidant activity assays employing Folin and DPPH, respectively was also in Spain held. The development and sample preparation steps included the optimization of the extraction and hydrolysis of phenolic compounds present in the gorse. Quantification was performed by chromatographic techniques employing column with stationary phase C-18 and gradient elution, electrophoretic techniques for buffering medium was used (potassium tetraborate, pH 10) with 10% organic modifier. The methods were validated according to guidelines of ANVISA. Commercial samples were analyzed three states, namely São Paulo, Minas Gerais and Bahia. The sample of Bahia presented the highest level of averaged concentration of phenolic compounds studied, except gallic acid content is greater concentration in the sample of the state of Minas Gerais. Comparing the concentration of these compounds in different samples by determining the content by UHPLC-MS / MS and HPLC-UV at the 5% level of significance, there was no significant difference between the techniques / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Orientador: Caroline Joy Steel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-27T18:47:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_LudmilladeCarvalho_D.pdf: 4865375 bytes, checksum: 73dc548b6d536c7264c1a2ae53507e5e (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A extrusão é a principal tecnologia utilizada na obtenção de cereal matinal ready-to-eat (RTE), sendo o amido o principal constituinte estrutural. O processo ocorre sob condições de alta temperatura, alta pressão, baixa umidade e cisalhamento. Atentos à crescente demanda de consumidores preocupados com a saúde, estudos têm mostrado que é possível introduzir ingredientes na formulação de extrusados que incrementem o seu valor nutricional e/ou funcional e, no caso de cereal matinal, a farinha de trigo de grão inteiro e os produtos derivados de frutas são exemplos com potencial de associar funcionalidade ao produto. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da substituição da farinha de milho (FM) por farinha de trigo de grão inteiro (FTGI), da umidade de alimentação da matéria-prima e da temperatura de extrusão sobre as propriedades tecnológicas, sensoriais e nutricionais de cereal matinal RTE. Os cereais matinais foram elaborados seguindo um delineamento composto central rotacional 23 (18 ensaios), sendo as variáveis independentes: proporção de FTGI, umidade de alimentação da matéria-prima e temperatura das zonas 3 e 4 da extrusora. Os produtos extrusados foram avaliados quanto aos aspectos físicos, químicos, nutricionais e sensoriais. O ponto ótimo foi selecionado de forma empírica, tendo como critérios de definição expansão intermediária, máximo teor de fibra alimentar (considerando os valores estabelecidos pela legislação), mínima dureza e máxima crocância, principalmente após imersão em leite. Com base nisso, quatro formulações de cereal matinal foram processadas nas condições de temperatura e umidade do ponto ótimo (100°C e 16%, respectivamente) e com inclusão de casca de jabuticaba em pó (CJP), sendo: (1) 100% de FM; (2) 20% FM + 80% FTGI; (3) 10% FM + 10% CJP + 80% FTGI e (4) 90% FM + 10% CJP. Os cereais resultantes foram igualmente avaliados quanto a sua qualidade tecnológica (índice de expansão, densidade aparente, textura a seco, textura em leite, índice de solubilidade em água, índice de absorção de água), nutricional (fibra alimentar total, perfil de fenólicos e atividade antioxidante) e sensorial (testes de aceitação e de intenção de compra). O perfil de fenólicos e a atividade antioxidante dos cereais matinais e matérias-primas foram avaliados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e pela capacidade de absorbância do radical oxigênio (ORAC). A combinação de FTGI com FM foi uma boa alternativa para o incremento do teor de fibra alimentar nos produtos extrusados. As propriedades de textura dos extrusados, dureza e crocância, foram principalmente influenciadas pela FTGI e umidade de alimentação; com alterações nas propriedades após imersão em leite. Em relação à cor, os cereais elaborados com alto teor de FTGI à alta temperatura ou alto teor de umidade foram mais escuros. A natureza do amido, tão bem como a presença de fibra governou o processo de gelatinização, a formação do complexo amilose-lipídeo e a retrogradação. Os cereais matinais contendo FTGI e CJP apresentaram aceitáveis características físicas e sensoriais. Antocianinas, cianidina 3-glicosídeo e delfinidina 3-glicosídeo, e ácido ferúlico foram os compostos fenólicos predominantes na CJP e FTGI, respectivamente, e também presentes nos cereais após extrusão, os quais apresentaram atividade antioxidante in vitro / Abstract: Extrusion is the main technology used to obtain "ready-to-eat" (RTE) breakfast cereals, being starch their main structural component. The process submits the ingredients to conditions of high temperature, high pressure, low moisture, and shear. Aware of the growing demand of consumers concerned with their health, studies have shown that is possible to introduce ingredients that enhance the nutritional and/or functional value of extruded products and, in the case of breakfast cereals, whole-grain wheat flour and fruit products are examples with the potential of associating functionality to the product. The objective of this study was to evaluate the effect of the substitution of corn flour (CF) by whole-grain wheat flour (WGWF), extrusion temperature and raw-material moisture content on the technological, sensory and nutritional properties of RTE breakfast cereals. The breakfast cereals were produced following a 23 central composite rotatable design (18 trials), being the independent variables: WGWF ratio, feed moisture and temperature of 2rd and 3th barrel zones. The extruded products were evaluated in terms of physical, chemical and nutritional aspects. The optimum point (OP) was selected, empirically, considering intermediate sectional expansion, maximum dietary fiber (legislation value), minimum compression force and maximum crispness, mainly after immersion in milk. In a second stage, four breakfast cereal formulations were processed at temperature and feed moisture corresponding to the OP (100°C and 16%, respectively) and with jabuticaba peel powder (JPP) inclusion, being: (1) 100% CF; (2) 20% CF + 80% WGWF (3) 10% CF + 10% JPP + 80% WGWF e (4) 90% CF + 10% JPP. The breakfast cereals were evaluated in terms of technological (expansion index, bulk density, dry texture, texture after soaking in milk, water solubility index and water absorption index), nutritional (total dietary fiber) and sensorial quality (sensorial acceptability and purchase intention). The phenolic profile and antioxidant activity of cereals and raw materials were also evaluated by high performance liquid chromatograph (HPLC) and oxygen radical absorbance capacity (ORAC assay), respectively. The combination of wholemeal wheat flour with corn flour was a good alternative for increasing the fibre content of extruded products. The textural properties of the extrudates, hardness and crispness, were mainly influenced by WGWF and feed moisture; with changing in properties after soaking in whole milk. In relation to color, the extrudates elaborated with high amount of WGWF at high temperature or high feed moisture content was darker. The starch nature as well the fiber presence governed the starch transformations and interactions (gelatinization, amylose-lipid formation and retrogradation). The low sugar breakfast cereals from WGWF and JPP showed acceptable physical and sensory characteristics. The anthocyanins, cyanidin 3-glucoside (cyd-gluc) and delphinidin 3-glucoside (dpd-gluc), and ferulic acid were the predominant phenolic compounds in raw materials (JPP and WGWF, respectively), and were also identified in extrudates, which showed in vitro antioxidant activity / Doutorado / Tecnologia de Alimentos / Doutora em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Glaucia Maria Pastore / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-30T23:04:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_MairaOliveira_M.pdf: 3514110 bytes, checksum: c34d1c9ac53cb0424ed2a213e4e2c9fb (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A goiaba (Psidium guajava), uma das frutas tropicais mais consumidas e utilizadas na indústria brasileira, é conhecida como fonte de compostos bioativos relacionados à prevenção de várias doenças no homem, sendo seu subproduto agroindustrial também vinculado a esse benefício. A proposta do presente trabalho foi fornecer dados sobre o subproduto obtido do processamento de goiaba da variedade Paluma, analisando-se distintas metodologias de extração e determinação da capacidade antioxidante dos compostos fenólicos presentes na matriz e identificando a presença de oligossacarídeos, importante prebiótico, bem como sua quantificação, destacando-se a importância de sua aplicação na alimentação. Dois tipos de extração ¿ única com solução hidroetanólica 80% e sequencial com solução hidroacetônica 80% (fenólicos livres), hexano (fenólicos lipossolúveis) e acetato de etila (fenólicos conjugados) ¿ foram utilizadas para a quantificação dos compostos fenólicos, flavonoides e taninos, sendo a avaliação da atividade antioxidante realizada por três ensaios antioxidantes (DPPH ¿ 2,2-difenil-1-picrilhidrazil, ABTS ¿ ácido 2,2'-azinobis-3-etilbenzotiazolina-6-sulfonico e ORAC ¿ capacidade de absorção de oxigênio radical. A identificação e quantificação dos oligossacarídeos foram realizadas em extratos obtidos por três mecanismos ¿ Shaker, Ultra-Turrax e Ultrassom, avaliando-se o mecanismo mais eficiente na recuperação do composto. O subproduto agroindustrial se mostrou uma boa fonte de compostos fenólicos, sendo a extração sequencial de melhor eficiência na extração dos compostos fenólicos (0,56 mg EAG.g-1 ¿ extração única e 2,60 mg EAG.g-1 ¿ extração sequencial), refletindo na maior atividade antioxidante determinada pelos três ensaios quando comparada com a fruta. Os oligossacarídeos identificados nas amostras foram os FOS ¿ fruto-oligossacarídeos (GF2, GF3 e GF4) e os MOS ¿ malto-oligossacarídeos (G3, G4, G5, G6 e G7), sendo maior teor determinado na goiaba. O mecanismo de extração Ultrassom mostrou ser o mais eficiente na recuperação dos oligossacarídeos nas amostras. O estudo indica que o subproduto agroindustrial da goiaba possui grande potencial antioxidante em extratos obtidos por processos sequenciais, merecendo atenção para aplicação em alimentos. As informações apresentadas de oligossacarídeos na goiaba e seu subproduto agroindustrial são uma boa base para um desenvolvimento de banco de dados de composição de alimentos, podendo ser melhores explorados por processo de otimização de extrações para melhor aproveitamento desse prebiótico e aplicação em alimentos. / Abstract: Guava (Psidium guajava), one of the most consumed tropical fruit and used in Brazilian industry, is known as a source of bioactive compounds related to the prevention of various diseases in humans and its agro-industrial by-product also linked to this benefit. The purpose of this study was to provide data on the by-product obtained from the processing from guava of the variety Paluma, analyzing different methodologies of extraction and determination of the antioxidant capacity of phenolic compounds present in the matrix and identifying the presence of oligosaccharides, important prebiotic and its quantification, highlighting the importance of its application in food. Two kinds of extraction ¿ single with hydroethanol 80% solution and sequentially with hydroacetonic 80% solution (free phenol), hexane (soluble phenolic) and ethyl acetate (phenolic conjugates) - were used for the quantification of the phenolic compounds, flavonoids and tannins, and the evaluation of the antioxidant activity performed by three antioxidant assays (DPPH ¿ 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl, ABTS ¿ 2,2?-Azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) and ORAC ¿ oxygen radical absorbance capacity). The identification and quantification of the oligosaccharides were performed on extracts obtained by three mechanisms - Shaker, Ultra-Turrax and Ultrasound, evaluating the most efficient mechanism to recover the compound. The agro-industrial by-product proved to be a good source of phenolic compounds, sequential extraction with an improved efficiency in extraction of phenolic compounds (0.56 mg EAG.g-1 - single extraction and 2.60 mg EAG.g-1 - sequential extraction), reflecting the increased antioxidant activity determined by the three tests when compared with fruit. Oligosaccharides identified in the samples were the FOS ¿ fructooligosaccharides (GF2, GF3 and GF4) and MOS ¿ maltooligosaccharides (G3, G4, G5, G6 and G7), higher specific content in guava. The extraction mechanism Ultrasound showed to be the most efficient in the recovery of oligosaccharides in the samples. The study indicates that the agro-industrial by-product from guava has great potential antioxidant extracts obtained by sequential processes, deserving attention for application in food. The information presented oligosaccharides in guava and its agro-industrial by-product are a good basis for a database development of food composition and can be best exploited by extraction optimization process to better use of prebiotic and application in food / Mestrado / Ciência de Alimentos / Mestra em Ciência de Alimentos

Filmes à base de biopolímeros podem ser utilizados para produção de embalagens ativas, que além de proteger os alimentos, podem interagir com o produto. No caso de embalagens ativas com atividade antioxidante, tem-se privilegiado o uso de agentes antioxidantes naturais, considerando-se que o uso de antioxidantes sintéticos tem sido questionado, sobretudo em relação à sua inocuidade. Existem muitos extratos de plantas já conhecidos por sua atividade antioxidante, que têm sido utilizados com frequência em estudos de filmes à base de biopolímeros, não somente por serem ricos em polifenóis, mas principalmente por sua boa interação com a matriz polimérica. O extrato de boldo-do-Chile (Peumus boldus) possui atividade antioxidante comprovada, entretanto, não existem relatos sobre sua adição em filmes. Dessa forma, o objetivo geral desta tese foi o desenvolvimento de filmes à base de colágeno ou gelatina adicionados de extrato de boldo-do-Chile, com propriedades físicas e funcionais para seu emprego como embalagens bioativas. Foram realizadas as caracterizações (fenólicos totais, ABTS, DPPH, cor, °Brix e pH) do extrato aquoso de boldo-do-Chile, preparado em quatro diferentes temperaturas. Além disso, foram avaliadas as propriedades reológicas e térmicas da solução de gelatina, e também foram elaborados filmes com as soluções de gelatina e colágeno a partir de soluções filmogênicas com diferentes concentrações de macromoléculas e extrato de boldo. Esses filmes foram caracterizados para conhecimento de suas propriedades mecânicas (tração e perfuração), propriedades óticas (cor e opacidade), espessura, umidade e solubilidade em água. Uma concentração de macromoléculas foi escolhida para a realização de análises complementares, a saber: análises térmicas (DSC), cristalinidade por difração de raio X (DRX), permeabilidade ao vapor de água (PVA), microscopia eletrônica de varredura (MEV), brilho, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), ângulo de contato, propriedades de barreira UV/Visível e atividade antioxidante. A adição do extrato de boldo-do-Chile nos filmes de gelatina e colágeno produziu filmes com atividade antioxidante, sem prejuízo às demais propriedades estudadas. Observou-se que o extrato aquoso de boldo-do-Chile apresentou propriedades antioxidantes, mas que foram dependentes da temperatura de extração. O extrato de boldo-do-Chile foi capaz de modificar as propriedades térmicas das soluções filmogênicas de gelatina, não sendo observado efeito nas análises reológicas. Por outro lado, o extrato aquoso de boldo-do-Chile não influenciou as propriedades mecânicas, solubilidade, umidade, cristalinidade e a permeabilidade ao vapor de água dos filmes de gelatina ou colágeno. Algumas propriedades térmicas sofreram efeito dos extratos, mas as análises de FTIR não mostraram a formação de novas interações. As propriedades óticas e de barreira UV/Visível foram influenciadas pelo extrato de boldo-do-Chile, sendo que os filmes se apresentaram mais amarelados com o aumento da concentração do extrato de boldo-do-Chile. As micrografias mostraram filmes de gelatina bastante homogêneos e filmes de colágeno com superfícies mais rugosas. Os resultados de brilho e ângulo de contato corroboraram com estas respostas. Em conclusão, os filmes de ambas macromoléculas apresentaram atividade antioxidante, podendo dessa forma, serem considerados como filmes ativos. / Biopolymers based films can be used for the production of active packaging, which in addition to protecting food, can interact with the product. In the case of active packaging with antioxidant activity, natural antioxidants has been privileged, considering the use of synthetic antioxidants has been questioned, especially in relation to their safety. There are many plant extracts known for their antioxidant activity, which have been frequently used in studies of biopolymers based films, not only for being rich in polyphenols, but particularly by their good interaction with the polymer matrix. The boldo extract (Peumus boldus) has antioxidant activity, however, there are no reports on its addition in films. Thus, the objective of this thesis was the development of collagen- or gelatin-based films adding boldo extract, and the analysis of their physical and functional properties for its use as bioactive packaging. The analysis (total phenolics, ABTS, DPPH, color, Brix and pH) of the aqueous extract of boldo were realized under four diverse temperatures. Furthermore, rheological and thermal properties of gelatin solution were evaluated, and in addition, films were prepared with filmogenic solutions of gelatin and collagen in different concentrations of macromolecules and boldo extract. These films were characterized for understanding of their mechanical properties (tensile and puncture tests), optical properties (color and opacity), thickness, moisture and solubility in water. A concentration of macromolecules has been chosen to carry out further analysis, namely: thermal analysis (DSC), crystallinity by X-ray diffraction (XRD), water vapor permeabillity (WVP), scanning electron microscopy (SEM), gloss, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), contact angle, UV / Visible barrier properties and antioxidant activity. The addition of boldo extract at gelatin and collagen films produced films with antioxidant activity, without prejudice to other properties studied. It was observed that aqueous extract of boldo presented antioxidant properties, but they were dependent on the extraction temperature. Boldo extract was able to modify the thermal properties of filmogenic solutions of gelatin, without effect on rheological analysis. Moreover, the aqueous extract of boldo did not influence the mechanical properties, solubility in water, moisture, crystallinity and water vapor permeability of films of gelatin or collagen. Some thermal properties were affected by extracts, although FTIR analysis did not show formation of new interactions. Optical and UV/Visible barrier properties were infuenced by the addition of boldo extraction, and the films presented had high yellowness with increasing concentration of boldo extract. The micrographs showed gelatin films quite homogenous and collagen films with rough surfaces. Gloss and the contact angle results corroborated these answers. In conclusion, the films of both macromolecules have antioxidant activity and can, thus, be considered as active films.

Algas são seres adaptados às constantes e bruscas mudanças abióticas característica do ambiente marinho, causadoras de estresse e responsáveis por alterações fisiológicas capazes de danificar funções biológicas básicas. O excesso de PAR pode causar estresse oxidativo em algas marinhas resultando na oxidação de pigmentos e proteínas, comprometendo o crescimento e conduzindo a alterações que podem levar à morte. Esse estresse oxidativo conduz ao acúmulo de ROS e NO que de forma direta ou indireta prejudicam o andamento metabólico do organismo. Para mitigar e controlar os efeitos danosos desses radicais, o organismo conta com diversas defesas antioxidativas, como aumento de compostos fenólicos, degradação de pigmentos fotossintetizantes, disponibilização de polissacarídeos e espessamento da parede e ativação de sistemas enzimáticos e não enzimáticos antioxidativos. Deste modo, com o objetivo de entender o funcionamento da fisiologia de Gracilariopsis tenuifrons em resposta a intensa irradiância foram avaliados teor de pigmentos fotossintetizantes, proteínas solúveis totais, carbono, hidrogênio e nitrogênio tissulares, taxa de crescimento, quantidade de substâncias fenólicas totais, atividade antioxidante total e peroxidação lipídica e produção de ROS e NO. Assim sendo, ápices de 3 cm da macroalga vermelha Gp.tenuifrons foram expostos a dois regimes de irradiância (60 μmol fótons.m-2.s-1 e 600 μmol fótons.m-2.s-1) durante uma semana e coletadas durante o dia e a noite. O excesso de irradiância provocou respostas de estresse oxidativo, que resultaram em significativa redução de pigmentos fotossintetizantes, proteínas solúveis e nitrogênio tissular, elevação do carbono e hidrogênio tissulares, das substâncias fenólicas, da atividade antioxidante total e da quantidade de NO. Gracilariopsis tenuifrons demonsmostrou efetiva ativação de diversos sistemas antioxidativos ao estímulo de elevada irradiância. Esta indução de atividade antioxidante pode ser melhor explorada em aplicações para a indústria alimentícia, medica, farmacêutica e cosmética. Também foram relacionados protocolos metodológicos e resultados inovadores em relação à formação de NO em condições de estresse, que poderão auxiliar abordagens fisiológicas no Laboratório de Algas Marinhas \"Édison José de Paula\" e outros grupos de pesquisa nacionais e internacionais / Algae are organisms adapted to constant and abrupt abiotic changes characteristic of marine environment, that cause stress and are responsible for physiological alterations able to damage basic biological functions. The intense PAR can produces oxidative stress on seaweed, resulting in oxidation of pigments and proteins, affecting the growth and driven to alterations that can conduce to cell death. This oxidative stress leads ROS and NO accumulation that directly or indirectly prejudice the metabolic fitness of the organism. To mitigate and control the deleterious effect of these radicals, the organism has diverse antioxidative defenses, as to increase phenolic compounds, degradation of photosynthetic pigments, providing polysaccharides and wall thickness and activation of enzymatic and non-enzymatic antioxidative systems. Thus, aiming to understand the physiological responses of Gracilariopsis tenuifrons to intense irradiance were evaluated levels of photosynthetic pigments, proteins, tissular carbon, hydrogen and nitrogen, growth rate, amount of total phenolic compounds, total antioxidant activity and lipid peroxidation, and ROS and NO production. Therefore, apices of 3 cm from the red seaweed Gp. Tenuifrons were exposed to 60 μmol photons.m-2.s-1 and 600 μmol photons.m-2.s-1 for one week and sampling during the day and night. The excess of irradiance promoted oxidative stress responses, observing significant reduction of pigments, soluble proteins and tissular nitrogen, and elevation of tissular carbon and hydrogen, phenolic compounds, total antioxidant activity and quantity of NO. Gracilariopsis tenuifrons showed effective activation of diverse antioxidant systems stimulated by high light. This antioxidant induction should be better explored in applications for food, medical, pharmaceutical and cosmetic industries. Moreover this study shows innovative results related to NO production under stress condition and methodological protocols will be of great help for physiological approaches in the Laboratory of Marine Algae \"Édison José de Paula\" and for other national and international research groups

Muitos genes bacterianos são regulados pelo mecanismo de comunicação denominado quorum sensing (QS). Neste sistema, moléculas sinalizadoras ativam um comportamento de grupo, conforme a densidade celular, permitindo o controle da expressão gênica. Estudos sugerem o potencial de compostos extraídos de plantas sobre o QS, a exemplo da quercetina, um flavonol presente em concentrações elevadas em algumas frutas e hortaliças. Este composto é o flavonoide majoritário presente em cebola (Allium cepa), mas não existem estudos que mostrem a atividade anti-QS de extratos orgânicos deste vegetal. Este trabalho avaliou o potencial antimicrobiano e anti-QS de extratos orgânicos de cebola branca e cebola roxa, assim como de alguns de seus componentes majoritários identificados, em fenótipos regulados pelo QS como a produção de violaceína em Chrormobacterium violaceum ATCC 12472, a motilidade tipo swarming e a formação de biofilmes em Pseudomonas aeruginosa PAO1 e Serratia marcescens MG1. Extratos de cebola branca e roxa foram obtidos por extração em fase sólida utilizando coluna de poliamida e seus compostos identificados e quantificados pelas técnicas de Cromatografia líquida- ionização por elétron spray-espectrometria de massas e cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a detector de arranjo de diodo. A atividade antimicrobiana foi avaliada pelas curvas de multiplicação de cada micro-organismo. O efeito dos compostos quercetina aglicona (inibidor do QS já relatado na literatura e encontrado no extrato de cebola roxa) e quercetina-3-β-D-glicosideo (um dos compostos majoritários encontrados em ambos extratos) sobre os micro-organismos utilizados neste estudo foi também avaliado. Foram obtidos três extratos: cebola branca em metanol (CB-MeOH), cebola branca em metanol amônia (CBMeOH/ NH4) e cebola roxa em metanol (CR-MeOH). Os compostos quercetina 3,4\'- diglicosídeio, quercetina-4-glicosídeo, quercetina-3-β-D-glicosideo e quercetina aglicona foram os predominantes nos extratos das duas variedades de cebola. Cianidina-3-O-glicosideo também foi identificada no extrato de cebola roxa. A concentração inibitória mínima (MIC) dos extratos foi igual ou superior a 125 µg/ml (p/v) de extrato seco. Não foi observada inibição significativa da produção de violaceína em C. violaceum pelos extratos orgânicos de cebola e nem pela quercetina-3-β-D-glicosideo, nas concentrações sub-inibitórias avaliadas. No entanto, a quercetina aglicona inibiu significativamente a produção de violaceína em todas as concentrações. A glicosilação da quercetina pode ter afetado sua atividade sobre a inibição da produção de violaceina, já que estudos mostram menor atividade biológica deste composto quando glicosilado. Para a motilidade tipo swarming em P. aeruginosa PAO1 houve inibição significativa pelo extrato de cebola roxa, em todas as concentrações estudadas. Os demais extratos não apresentaram inibição contra este micro-organismo. Para S. marcescens MG1, foi observada inibição da motilidade swarming somente na concentração de 125 µg/ml de CBMeOH/ NH4. As análises de comparação entre os dois tipos de quercetina revelaram que, embora para as duas bactérias testadas os dois compostos apresentaram atividade inibitória sobre a motilidade tipo swarming, a quercetina-3-β-D-glicosideo foi menos eficiente que a quercetina aglicona na concentração de 125 µg/ml. A formação de biofilmes não foi influenciada pelos extratos e, inesperadamente, não se detectou inibição da formação de biofilmes por ambos tipos de quercetina avaliados. De forma geral, os extratos orgânicos de cebola mostraram pouco efeito sobre os fenótipos controlados pelo quorum sensing e a glicosilação da quercetina provavelmente explica a baixa atividade antimicrobiana e anti-QS dos extratos. / Many bacterial genes are regulated by a communication mechanism called quorum sensing (QS). In this system, signaling molecules activate a group behavior according to cell density, allowing the control of gene expression. Studies suggest the inhibitory potential of compounds extracted from plants on the QS system, like quercetin, a flavonol present in high concentrations in some fruits and vegetables. This compound is the main flavonoid found in onion (Allium cepa); however, there are no studies showing the anti-QS activity of organic extracts of this plant. The objective of this work was to evaluate the antimicrobial and anti-QS potential of organic extracts of white and red onions, and their major components studied in QS-regulated phenotypes such as violacein production in Chromobacterium violaceum, swarming motility and biofilm formation in Pseudomonas aeruginosa PAO1 and Serratia marcescens MG1.White and red onion extracts were obtained by solid phase extraction using a polyamide column and its compounds were identified and quantified by Liquid Chromatography - Electron Spray-Mass Spectrometry and high performance liquid chromatography coupled to diode array detector. O The antimicrobial activity was evaluated by growth curves of each microorganism. The effect of non-glycosylated quercetin (a QS inhibitor already reported in the literature and found in red onion extract) and quercetin-3-β-D-glycoside (one of the major compounds found in both extracts) on the microorganisms used in this study was also evaluated. Three extracts were obtained: white onion in methanol (CB-MeOH), white onion in methanol ammonia (CB-MeOH / NH4) and red onion in methanol (CR-MeOH). Our results showed that quercetin 3,4\'- diglycoside, quercetin-4-glycoside, quercetin-3-β-D-glycoside and non-glycosylated quercetin were predominant in the extracts of the two onion varieties. Cyanidin-3-O-glycoside has also been identified in the purple onion extract. The minimum inhibitory concentration (MIC) of extracts was equal or greater than 125 µg / ml (w / v) of dry extract. There was no significant inhibition of violacein production in C. violaceum by organic onion extracts or by quercetin-3-β- D-glycoside at the sub-inhibitory concentrations evaluated. However, non-glycosylated quercetin showed a significant inhibition of violacein production in all tested concentrations. The glycosylation of Quercetin could have altered its inhibition activity towards violacein production, and in fact, some studies have shown less biological activity of some phenolic compounds when they have been glycosylated. For swarming motility in P. aeruginosa PAO1 there was significant inhibition by red onion extract, in all studied concentrations. The other extracts did not present inhibition against this microorganism. For S. marcescens MG1, inhibition of swarming motility was observed only at the concentration of 125 µg / ml of CB-MeOH / NH4. Comparative analyses between the two types of quercetin showed that, although for the two bacteria tested the two compounds showed inhibitory activity on swarming motility, quercetin-3-β-D-glycoside was less efficient than non-glycosylated quercetin in the concentration of 125 µg / ml. Biofilm formation was not influenced by the extracts and unexpectedly, both types of quercetin evaluated did not show inhibition towards biofilm formation. In general, organic onion extracts showed little effect on quorum sensing controlled phenotypes and glycosylation of quercetin probably explains the low antimicrobial and anti-QS activity of the extracts.