O feijão constitui-se em um dos alimentos básicos da população brasileira e proporciona vários benefícios à saúde. No entanto, possui fatores antinutricionais que impedem parte do aproveitamento de alguns de seus nutrientes, destacando-se dentre esses fatores os polifenóis. Estes podem complexar com proteínas, diminuindo a sua digestibilidade e seu aproveitamento pelo organismo. Assim, esta pesquisa teve por objetivo avaliar o potencial antioxidante de feijão comum (Phaseolus vulgaris, L.) e, após a complexação de suas proteínas e polifenóis, avaliar os efeitos dos tratamentos dados e dessa ligação na digestibilidade protéica. Foi utilizado duas cultivares de feijão comum de duas diferentes cores, preto (Xamego) e marrom (BRS9435-Cometa), e uma linhagem de coloração branca (G2358). Os grãos foram analisados na forma crua e cozidos em autoclave, macerados ou não. Foram realizadas análises de: teor de taninos, fenólicos totais, atividade antioxidante, eletroforese, digestibilidade protéica in vitro, e ácidos fenólicos e flavonóides por CLAE. Nas análises dos grãos íntegros, a cultivar BRS9435-Cometa crua apresentou a maior atividade antioxidante e, apesar da maceração e da cocção terem reduzido teor de taninos, compostos fenólicos e atividade antioxidante da maior parte dos feijões, a maceração aumentou significativamente a quantidade de fenólicos totais em feijão preto. Houve alteração no perfil eletroforético da proteína dos grãos após a complexação com os polifenóis. As bandas com maior peso molecular, presentes nas faseolinas puras, apresentaram menor intensidade quando houve a complexação com polifenóis. A digestibilidade das faseolinas de feijões crus variou de 95,67 a 97,66% e a de feijões cozidos de 90,44 a 97,02%. Na digestibilidade de faseolinas puras a maceração seguida de cocção somente exerceu influência significativa em grãos brancos, reduzindo a digestibilidade da faseolina. De modo geral a complexação faseolinapolifenóis aumentou o percentual de digestibilidade. O efeito esperado da complexação faseolina-frações de polifenóis em reduzir a digestibilidade da faseolina foi muito discreto e muitas vezes inexistente, e o de aumento da digestibilidade pela cocção com ou sem maceração também foi limitado. Para os extratos brutos dos feijões, os resultados de DPPH variaram de 2,96 a 14,04 mg de TEAC.g-1 de extrato, e os de ABTS entre 13,70 e 29,51 mg de TEAC.g-1 de extrato. Em ambos os métodos de avaliação da atividade antioxidante, os resultados foram maiores para a maioria dos extratos das cultivares marrom e preta. Quanto às análises realizadas por CLAE, para ácidos fenólicos contatou-se que todos os extratos avaliados possuem os ácidos gálico, clorogênico, vanílico e sinápico, e que os dois primeiros foram os encontrados em maiores teores; praticamente todos os flavonóides foram detectados em quase todas as amostras, com exceção do Caempferol, que somente foi detectado nas amostras maceradas e cozidas. Para extratos de feijões brancos, os flavonóides encontrados em maiores concentrações foram a catequina e o caempferol-3-rutinosídeo; extratos de feijões marrons apresentaram predominantemente a catequina e o caempferol-3-glicosídeo; e em extratos de feijões pretos, predominantemente a catequina, caempferol-3-glicosídeo e quercetina-3-glicosídeo. De maneira geral, o efeito do tratamento térmico aumentou a atividade antioxidante, bem como a concentração dos compostos fenólicos avaliados nos extratos de feijões. / Common bean is one of the staples of the brazilian population and provides numerous health benefits. Nevertheless, it has antinutritional factors that prevent the use of some part of their nutrients, especially polyphenols. These can complex with proteins, decreasing their digestibility and utilization by the body. Thus, this research aimed to evaluate the antioxidant potential of common bean (Phaseolus vulgaris L.) and, after complexation of proteins and polyphenols, assess the effects of treatments given and of this complexation on protein digestibility. Was used two common bean cultivars in two different colors, black (Xamego) and brown (BRS9435-Comet), and a line of white color (G2358). The grains were analyzed as raw and cooked in an autoclave, soaked or not. The analyses that were performed are: content of tannins, total phenolics, antioxidant activity, electrophoresis, in vitro protein digestibility, and phenolic acids and flavonoids by HPLC. In the analyses of whole grains, raw BRS9435- Comet had the highest antioxidant activity and, despite soaking and cooking have shown low levels of tannins, phenolic compounds and antioxidant activity of most beans, soaking significantly increased the amount of total phenolic in black beans. There were changes in the electrophoretic profile of protein from grains by complexation with polyphenols. The bands with higher molecular weight, present in pure phaseolins, had a lower intensity when there was complexation with polyphenols. The digestibility of phaseolins from raw beans ranged from 95.67 to 97.66% and from cooked beans from 90.44 to 97.02%. Digestibility of pure phaseolins from soaked beans only exerted significant influence on white grains, reducing the digestibility of phaseolin. In general, the complexation of phaseolin and polyphenols increased percentage of digestibility. The expected effect of complexation of fractions of polyphenols and phaseolins in reduce the digestibility of phaseolins was very low and often non-existent, and the increase in the digestibility by cooking with or without soaking was also limited. For crude extracts of the beans, the results of DPPH ranged from 2.96 to 14.04 mg TEAC.g-1 extract, and of ABTS between 13.70 and 29.51 mg TEAC.g-1 extract. In both methods of assessing antioxidant activity, the results were higher for most of the extracts of brown and black cultivars. For analyses performed by HPLC it was found for phenolic acids that all extracts evaluated have the gallic acid, chlorogenic, vanillic and sinapic, and the first two were found at higher levels. Practically all flavonoids were detected in almost all samples, except for kaempferol, wich was only detected in soaked and cooked samples. For extracts from white beans, flavonoids found in highest concentrations were catechin and kaempferol-3-rutinoside; brown beans extracts showed mostly catechin and kaempferol-3- glucoside, and in extracts of black beans, mainly catechin, kaempferol-3-glucoside and quercetin-3-glucoside. In general, the effect of heat treatment increased the antioxidant activity and concentration of phenolic compounds evaluated in extracts of beans.

Ministerio de Ciencia y Tecnología y Fondos Europeos de Desarrollo Regional (FEDER), proyectos AGF99-0396, BIO-2002-03100 y BIO-2005-00332

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LeandroFD.pdf: 1531484 bytes, checksum: 8c328385e5fe3dc7294b86f55a82c108 (MD5) Previous issue date: 2007-06-15 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The cashew, a fruit from Brazilian Northeast is used to produce juice due to its flavor and vitamin C richness. However, its acceptance is limited due to its astringency. Caju?na is a derivate product appreciated by its characteristic flavor, freshness and lack of astringency, due to tannin removal. Caju?na is a light yellow beverage made from clarified cashew juice and sterilized after bottling. It differs from the integral and concentrated juice by the clarification and thermal treatment steps. Many problems such as haze and excessive browning could appear if these steps are not controlled. The objective of this work was divided into two stages with the aim to supply process information in order to obtain a good quality product with uniform characteristics (sensory and nutritional). Polyphenol-protein interaction was studied at the clarification step, which is an empirical process, to provide values on the amount of clarifying solution (gelatin) that must be added to achieve a complete juice clarification. Clarification essays were performed with juice dilutions of 1:2 and 1:10 and the effect of metabissulfite and tannic acid addition was evaluated. It was not possible to establish a clarification point. Metabissulfite did not influenced the clarification process however tannic acid addition displaced the clarification point, showing the difficulty visual monitoring of the process. Thermal treatment of clarified juice was studied at 88, 100, 111 e 121 ?C. To evaluate the non-enzymatic browning, vitamin C, 5-hidroximetilfurfural (5-HMF) and sugar variation were correlated with color parameters (reflectance spectra, color difference and CIELAB). Kinetic models were obtained for reflectance spectra, ascorbic acid and 5-HMF. It was observed that 5-HMF introduction followed a first order kinetic rate at the beginning of the thermal treatment and a zero order kinetic at later process stages. An inverse correlation was observed between absorbance at 420 nm and ascorbic acid degradation, which indicates that ascorbic acid might be the principal factor on caju?na non-enzymatic browning. Constant sugar concentration showed that this parameter did not contribute directly to the nonenzymatic browning. Optimization techniques showed showed that to obtain a high vitamin C and a low 5-HMF content, the process must be done at 120 ?C. With the water-bath thermal treatment, the 90 ?C temperature promoted a lower ascorbic acid degradation at the expense of a higher 5-HMF level / O caju, frut?fera origin?ria do Nordeste brasileiro ? utilizado para produ??o de suco devido ao seu sabor e ser rico em vitamina C. Entretanto, sua aceita??o ? limitada devido a sua adstring?ncia. Um produto bastante apreciado pelo seu sabor caracter?stico, refrescante e n?o adstringente, devido ? remo??o dos taninos, ? a caju?na. A caju?na ? uma bebida elaborada a partir do suco de caju clarificado e esterilizada no interior de garrafas, apresentando uma colora??o amarelo-?mbar. Ela diferencia-se dos sucos de caju integral e concentrado por meio das etapas de clarifica??o e tratamento t?rmico. Uma s?rie de problemas como turva??o e escurecimento excessivo do produto, pode aparecer se estas etapas n?o forem bem controladas. O objetivo deste trabalho foi dividido em duas etapas, mas com o mesmo prop?sito de fornecer subs?dios que possibilitem o controle do processo de maneira a se obter um produto de qualidade, com caracter?sticas mais uniformes (em termos sensoriais e nutricionais). Na clarifica??o, por se tratar de um processo emp?rico, buscou-se o entendimento das intera??es polifenol-prote?na para fornecer valores adequados de solu??o de clarificante (gelatina) necess?ria para promover a clarifica??o completa do suco. Realizaramse ensaios de clarifica??o com suco de caju dilu?do nas propor??es 1:2 e 1:10 e avaliou-se a influ?ncia da adi??o de metabissulfito e ?cido t?nico ao suco. Pelas t?cnicas utilizadas n?o foi poss?vel determinar um ponto de clarifica??o completa do suco de caju. O metabissulfito n?o influenciou o processo de clarifica??o enquanto que adi??o de ?cido t?nico deslocou o ponto de clarifica??o, mostrando a dificuldade da observa??o deste ponto pelo operador. O efeito do tratamento t?rmico no suco clarificado foi estudado nas temperaturas de 88, 100, 111 e 121 ?C. Para avaliar o escurecimento n?o-enzim?tico, a varia??o de vitamina C, 5- hidroximetilfurfural (5-HMF) e a??cares foram correlacionados com par?metros colorim?tricos (espectro de reflect?ncia, diferen?a de cor e CIELAB). Modelos cin?ticos foram obtidos para a mudan?a no espectro de reflect?ncia, ?cido asc?rbico e 5-HMF. A forma??o de 5-HMF seguiu dois mecanismos cin?ticos: taxa cin?tica de primeira ordem no come?o do tratamento t?rmico e taxa cin?tica de ordem zero em um per?odo mais avan?ado do processo. Observou-se correla??o inversa da absorb?ncia a 420 nm e a perda de ?cido asc?rbico, o que indica que o ?cido asc?rbico pode ser o fator principal que causa o escurecimento da caju?na. A concentra??o constante dos a??cares mostrou que eles n?o influenciaram diretamente o escurecimento n?o-enzim?tico. T?cnicas de otimiza??o mostraram que para se obter uma caju?na com concentra??o elevada de vitamina C e baixo teor de 5-HMF, o tratamento t?rmico deve ser realizado a 120 ?C. No caso da utiliza??o de banho-maria para o tratamento t?rmico, a temperatura de 90 ?C promove uma menor degrada??o de ?cido asc?rbico ? custa de um ?ndice de 5-HMF mais elevado

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-07-20T19:32:21Z No. of bitstreams: 1 virginiafernandesbraga.pdf: 2075207 bytes, checksum: 720e5dba0516d172aec1843372dcecc2 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-22T15:25:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 virginiafernandesbraga.pdf: 2075207 bytes, checksum: 720e5dba0516d172aec1843372dcecc2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-22T15:25:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 virginiafernandesbraga.pdf: 2075207 bytes, checksum: 720e5dba0516d172aec1843372dcecc2 (MD5) Previous issue date: 2011-04-20 / Pitcairnia albiflos Herb. (Bromeliaceae) atualmente se encontra na lista de espécies ameaçadas de extinção. Essa espécie é endêmica dos afloramentos rochosos do município do Rio de Janeiro, RJ, e vem sofrendo com o pisoteio de alpinistas, queimadas, invasão de gramíneas exóticas e extrativismo vegetal. A micropropagação pode ser utilizada como alternativa às condições de risco em que as populações dessa espécie se encontram submetidas, visando à recomposição de populações ameaçadas em ambiente natural, assim como o abastecimento do mercado consumidor. A etapa final da micropropagação é a aclimatização, período em que as plantas ficam mais susceptíveis e sofrem com o estresse oxidativo devido às mudanças nas condições ambientais. No presente trabalho foram avaliadas as atividades enzimáticas antioxidativas da CAT, SOD, POD, PPO e o conteúdo de prolina, além dos teores de pigmentos fotossintéticos em plantas de Pitcairnia albiflos cultivados in vitro, em meios de cultura contendo duas concentrações de sacarose (15 ou 30 g L-1), tampas não vedadas que permitiam trocas gasosas e frascos vedados com tampas e filme plástico de PVC, que impediam a ventilação. Sob essas condições, as plantas foram cultivadas em meios contendo GA3 ou ANA. Após o período de crescimento in vitro, as plantas foram transferidas para condições ex vitro em casa de vegetação. As análises supra-citadas e a determinação dos teores de carboidratos solúveis totais, sacarose, amido, açúcares redutores, conteúdo relativo de água e suculência também foram realizadas nas plantas previamente cultivadas in vitro com 15 ou 30 g L-1 de sacarose e GA3 em tubos com tampas vedadas, após submissão das mesmas a estresse hídrico durante 24, 38 ou 52 dias. Após o período de estresse hídrico, as plantas foram reidratadas durante 34 dias sob irrigação periódica em casa de vegetação. Nos tecidos cultivados in vitro percebeu-se o surgimento de características de hiperidricidade nas plantas cultivadas com 15 g L-1 de sacarose, GA3 e tubos com tampas vedadas, o que foi evidenciado pelo menor acúmulo de prolina, aumento das atividades das enzimas antioxidantes e menor acúmulo de pigmentos fotossintetizantes. Na condição ex vitro, as plantas cultivadas anteriormente em meio de cultura contendo 15 g L-1 de sacarose apresentaram maior atividade das enzimas antioxidantes não havendo, em alguns casos, diferenças significativas em comparação com a concentração mais elevada de sacarose. Nessa condição o acúmulo de prolina foi menor, o que é indicativo de maior estresse oxidativo nessas plantas durante a aclimatização. Durante o estresse hídrico houve queda na atividade de todas as enzimas estudadas, embora essa queda tenha sido mais acentuada para as plantas que inicialmente foram cultivadas com 15 g L-1 de vi sacarose. O acúmulo de prolina aumentou com o prolongamento do estresse hídrico, sendo maior nas plantas que foram cultivadas in vitro com 30 g L-1 de sacarose. Não houve diferenças significativas no conteúdo de pigmentos fotossintetizantes e nas suas relações para nenhuma das concentrações de sacarose, exceto para os carotenóides totais, que apresentaram aumento significativo ao longo do período de estresse hídrico para as plantas previamente cultivadas com a menor concentração de sacarose. Os conteúdos de carboidratos solúveis totais e sacarose aumentaram com o prolongamento do estresse, sendo mais acentuados na concentração de 30 g L-1 de sacarose. Os conteúdos de amido, o conteúdo relativo de água e a suculência apresentaram redução com o aumento do estresse hídrico. Após a reidratação, todas as plantas mostraram capacidade de recuperação, apresentando valores próximos aos dos controles para todas as variáveis analisadas. Ressalta-se, todavia, que as plantas tratadas com 30 g L-1 de sacarose tiveram melhor recuperação quando comparadas com aquelas que foram tratadas com 15 g L-1 de sacarose. Em função dos resultados obtidos, é possível concluir que a concentração de sacarose utilizada in vitro apresenta influência no processo de aclimatização ex vitro e também, posteriormente, no campo, na capacidade de recuperação das plantas à seca quando elas são submetidas a estresse hídrico. As plantas cultivadas in vitro com 15 g L-1 de sacarose se mostraram mais sensíveis à seca e, possivelmente, não sobreviveriam caso fossem transferidas dos tubos de ensaio diretamente para o campo. As plantas cultivadas in vitro com 30 g L-1 de sacarose aparentemente eram mais resistentes ao processo de aclimatização ex vitro, apresentando maiores chances de sobrevivência em campo, maior tolerância à seca e maior capacidade de recuperação após períodos prolongados de estresse hídrico. / Pitcairnia albiflos Herb. (Bromeliaceae) is currently in the list of endangered species. This species is endemic of the inselbergs of the city of Rio de Janeiro, RJ, and has been suffering with the mountaineer’s trampling, wildfires, invasion of exotic grasses and plant extraction. The micropropagation can be used as an alternative to the risk conditions under which populations of this species are submitted, aiming at the recomposition of endangered populations in the natural environment, as well as the supply of the consumer market. The final stage of the micropropagation is the acclimatization, period in which the plants become more susceptible and suffer from oxidative stress due to the changes in the environmental conditions. In the present study it were evaluated the antioxidative enzymatic activities of CAT, SOD, POD, PPO and proline content, besides the levels of photosynthetic pigments in plants of Pitcairnia albiflos grown in vitro in culture mediums containing two sucrose concentrations (15 or 30 g L-1). Part was covered with unsealed lids that allowed gas exchanges and part was kept in sealed flasks with lids and PVC plastic film, that didn’t allow the ventilation. Under these conditions, the plants were cultivated in culture mediums containing GA3 or NAA. After the in vitro growth period, the plants were transferred to ex vitro conditions at a greenhouse. The above mentioned analyses and the determination of total soluble carbohydrate levels, sucrose, starch, reducer sugars, relative water content and succulence were also performed on the plants previously grown in vitro with 15 or 30 g L-1 of sucrose and GA3 in tubes with sealed lids, after the submission of these to water stress during 24, 38 or 52 days. After the water stress period, the plants were rehydrated for 34 days under regular irrigation at the greenhouse. In the in vitro cultivated tissues it was noted the emergence of hyperhydricity characteristics in the plants grown with 15 g L-1 of sucrose, GA3 and tubes with sealed lids, which was evidenced by the lowest proline accumulation, the increased in the antioxidative enzymatic activities and the lowest accumulation of photosynthetic pigments. In the ex vitro condition, the plants previously grown in culture mediums containing 15 g L-1 of sucrose presented larger antioxidative enzymatic activities, which did not show, in some cases, significant differences compared with the largest concentration of sucrose. In this condition, the proline accumulation was lower, which is an indicative of larger oxidative stress in these plants during acclimatization. During the water stress, there was a fall in the activity of all studied enzymes, although that fall had been more evident in the plants that were initially cultivated with 15 g L-1 of sucrose. The proline accumulation increased with the extension of the water stress, being larger in the plants grown in vitro with 30 g L-1 of sucrose. There were no viii significant differences in the content of photosynthetic pigments and in their relation with any sucrose concentrations, except for total carotenoids, which significantly increased over the period of water stress for the plants previously grown with the lowest concentration of sucrose. The contents of total soluble carbohydrates and sucrose increased with the extension of the stress, being more accentuated in the 30 g L-1 of sucrose concentration. The contents of starch, the relative content of water and succulence presented a reduction with the increase of water stress. After the rehydration, all plants showed recovery capacity, presenting values close to those from the control groups for all the analyzed variables. It should be noted, however, that the plants treated with 30 g L-1 of sucrose had better recovery compared with those that were treated with 15 g L-1 of sucrose. According to the obtained results, it is possible to conclude that the concentration of sucrose used in vitro presents influence on the process of ex vitro acclimatization and also, later in the field, in the recovery capacity of the plants to drought when they are submitted to water stress. The plants grown in vitro with 15 g L-1 of sucrose were more sensitive to drought and, possibly, would not survive if they were transferred from the test tubes directly to the field. The plants grown in vitro with 30 g L-1 of sucrose were apparently more resistant to the ex vitro acclimatization process, presenting greater survival chances in the field, larger drought tolerance and larger recovery capacity after extended periods of water stress.

Tesis por compendio / [ES] El oscurecimiento de los tejidos de frutas y verduras dañados puede provocar cambios indeseables y el rechazo por parte del consumidor. Este deterioro, conocido como pardeamiento enzimático, es causado principalmente por la enzima polifenol oxidasa (PPO), que oxida los compuestos fenólicos en pigmentos rojizos llamados melanoides. De esta forma, la prevención de la actividad de PPO en el procesamiento postcosecha tanto en frutas y verduras como en sus licuados, ha recibido desde siempre mucha atención por parte de la industria alimentaria. Sin embargo, los tratamientos actuales presentan diversos inconvenientes, entre los que podemos destacar los efectos negativos en la calidad nutricional de los productos y su elevado coste. El cometido de esta tesis doctoral se centra en el desarrollo y evaluación de nuevas estrategias no térmicas para la inhibición de la PPO con el objetivo final de detener el pardeamiento enzimático. Para esto se abordaron dos estrategias diferentes. Por un lado, se seleccionaron y evaluaron varias poliaminas macrocíclicas. Se determinó que la estructura química influye fuertemente en el poder inhibidor, existiendo dos compuestos altamente eficaces contra el pardeamiento enzimático, los cuales presentan IC50 de 10 µM y 0.30 mM. Su eficacia se validó en zumo de manzana recién licuado retrasando el pardeamiento enzimático y la pérdida de compuestos fenólicos totales. Por otro lado, se estudió el desarrollo y aplicación de partículas de sílice mesoporosas funcionalizadas con diversos grupos químicos. Los resultados mostraron que tanto la estructura del material como la funcionalización son determinantes. El soporte UVM-7 ofreció la inhibición más fuerte sobre la enzima PPO, y una vez funcionalizado con grupos tiol este aumentó notablemente su poder inhibidor, deteniendo el pardeamiento enzimático en zumo de manzana. Por el contrario, los grupos amino, aunque mostraron menor poder inhibidor, fueron capaces de inmovilizar a la enzima y eliminarla del medio. Finalmente, el soporte UVM-7 fue magnetizado para su fácil eliminación del medio, evitando así la etapa de filtración. El soporte UVM-7 magnetizado y funcionalizado con tioles logró mantener la concentración inicial de vitamina C y flavonoides en el zumo de manzana. Además, la capacidad antioxidante y el contenido de fenoles totales se mantuvieron casi sin cambios. / [CA] L'enfosquiment de fruïtes i verdures provoca un alt rebuig per part del consumidor. Aquest fet genera grans pèrdues econòmiques i un gran desaprofitament d'aliments. Aquest deteriorament, conegut com enfosquiment enzimàtic, és causat principalment per l'enzim polifenol oxidasa (PPO), que oxida els compostos fenòlics en pigments vermellosos anomenats melanoïdines. D'aquesta manera, la prevenció de l'activitat de la PPO en el processament postcollita tant en fruites i verdures com en els seus liquats, ha rebut des de sempre molta atenció per part de la indústria alimentària. No obstant això, els tractaments actuals presenten diversos inconvenients, entre els quals podem destacar els efectes negatius en la qualitat nutricional dels productes o el seu elevat cost. L'objectiu d'aquesta tesi doctoral es centra en el desenvolupament i avaluació de noves estratègies no tèrmiques per a la inhibició de la PPO amb la finalitat de detindre el enfosquiment enzimàtic. Per això s'aborden dues estratègies diferents. D'una banda, es va seleccionar i avaluar diverses poliamines macrocícliques. Determinat que l'estructura química influeix fortament en el poder inhibidor, existint dos compostos altament eficaços contra el enfosquiment enzimàtic, els quals presenten IC50 de 10 µM i 0.30 mM. La seua eficàcia es va validar en el suc de poma recentment liquat retardant el enfosquiment enzimàtic i la pèrdua de compostos fenòlics totals. D'altra banda, es va estudiat el desenvolupament i aplicació de partícules de sílice mesoporoses funcionalitzades amb diversos grups químics. Els resultats van mostrar que tant l'estructura del material com la funcionalització foren determinants. El suport UVM-7 va oferir la inhibició més forta sobre l'enzim PPO, i una vegada funcionalitzat amb grups tiol aquest va augmentar notablement el seu poder inhibidor, detenint el enfosquiment enzimàtic en el suc de poma. Tot i això, els grups amina, encara que mostren menys poder inhibidor, foren capaços d'immobilitzar l'enzim i eliminar-la del medi. Finalment, el suport UVM-7 va ser magnetitzat per la seva fàcil eliminació del mig, evitant així l'etapa de filtració. El suport UVM-7 magnetitzat i funcionalitzat amb grups tiol va aconseguir mantindre la concentració inicial de vitamina C i flavonoides en el suc de poma. A més, la capacitat antioxidant i el contingut de fenols totals es van mantindre quasi sense canvis. / [EN] The browning of injured fruit and vegetable tissues can cause undesirable changes and consumers' rejection resulting in high economic losses and food waste. This damage, known as enzymatic browning, is mainly caused by the polyphenol oxidase enzyme (PPO) which oxidize the phenolic compounds found in these tissues into reddish pigments named melanonids. Thus, preventing PPO activity in post-harvest processing fruits and vegetables including their juices has received a lot of attention from the food industry. Nonetheless, the current alternatives have some drawbacks such as negative effects on the nutritional quality of products or high cost. Hence, the purpose of this doctoral thesis is focused on the development and evaluation of new non-thermal strategies for PPO inhibition and prevention of the enzymatic browning. For this purpose, two different strategies were addressed; On one hand, several macrocyclic polyamine compounds were selected and evaluated. The chemical structure was found to strongly influence the inhibitor power, and two different compounds were found to be efficient against the enzymatic browning with IC50 of 10 µM and 0.30 mM. Their effectiveness was proved in cloudy apple juice resulting in a delay of the enzymatic browning and the loss of total phenolic compounds. On the other hand, the development and application of mesoporous silica particles functionalized with diverse chemical groups were studied. The results showed that both the structure of the material and the type of functionalization are decisive. The UVM-7 support offered the strongest inhibition of the PPO. The functionalisation with thiol groups enhanced the inhibitor power stopping the enzymatic browning in cloudy apple juice. Alternatively, amine groups, although showing less inhibitory power, were able to immobilise the enzyme. Finally, the UVM-7 support was magnetized for easily elimination of the medium, thus preventing the juice filtration need. Cloudy apple juice treated with magnetized UVM-7 functionalized with tiol groups maintained the initial concentration of both vitamin C and flavonoids. Moreover, the antioxidant capacity and the total phenolic content remained almost unchanged. / Financial support by the Spanish Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (project RTI2018-100910-B-C44 and MAT2015-64139-C4-1), Ministerio de Economía y Competitividad (projects CTQ2016-78499-C6-1-R, Unidad de Excelencia MDM 2015- 0038 and CTQ2017-90852-REDC) and Generalitat Valenciana (projects PROMETEOII2015-002 PROMETEO/2018/024 and GVA/2014/13) is gratefully acknowledged. / Muñoz Pina, S. (2021). Mesoporous silica particles and macrocyclic ligands as modulators of polyphenol oxidase activity in food systems [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/174934 / TESIS / Compendio

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-05-23T12:29:44Z No. of bitstreams: 1 cristianoferraraderesende.pdf: 2182147 bytes, checksum: a1f62e02cb7c97296c57ea6461357835 (MD5) / Rejected by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br), reason: Primeira letra de cada palavra chave em maiúsculo, a não ser que seja nome próprio on 2016-07-02T11:34:23Z (GMT) / Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-07-04T10:21:07Z No. of bitstreams: 1 cristianoferraraderesende.pdf: 2182147 bytes, checksum: a1f62e02cb7c97296c57ea6461357835 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-13T16:11:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 cristianoferraraderesende.pdf: 2182147 bytes, checksum: a1f62e02cb7c97296c57ea6461357835 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-13T16:11:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 cristianoferraraderesende.pdf: 2182147 bytes, checksum: a1f62e02cb7c97296c57ea6461357835 (MD5) Previous issue date: 2012-03-05 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Bromeliaceae é uma família essencialmente neotropical, cujos representantes são muito utilizados para fins paisagísticos. Uma das principais fontes de abastecimento do mercado consumidor de bromélias é o extrativismo o que, associado à destruição do ambiente natural, tem levado a perdas irreparáveis na biodiversidade da família, especialmente na Mata Atlântica, onde cerca de 40% das espécies encontram-se sob alguma categoria de ameaça. Pitcairnia encholirioides L. B. Sm. é uma espécie “criticamente em perigo” de extinção, sendo conhecida somente uma população dessa espécie, com cerca de 900 indivíduos, encontrada em 2004 em um afloramento rochoso muito degradado e sujeito ao fogo e ao pisoteio de animais, no município de Santa Maria Madalena, RJ. A utilização das técnicas de micropropagação pode reverter os riscos de extinção garantindo taxas elevadas de multiplicação, fornecendo material necessário ao mercado consumidor, evitando, dessa forma, o extrativismo das plantas nos seus locais de origem. A instalação e a conservação in vitro de bancos de germoplasma possuem especial importância, garantindo a sobrevivência de espécies raras e/ou endêmicas e fornecendo plantas para iniciativas de reintrodução. A etapa final da micropropagação é a aclimatização ex vitro, realizada após os procedimentos de multiplicação e enraizamento in vitro. A aclimatização é um período crítico para as plantas devido à perda de água, o que causa estresse hídrico e, como consequência, estresse oxidativo, podendo provocar problemas metabólicos e perdas elevadas. No presente trabalho, Pitcairnia encholirioides foi cultivada in vitro por 150 dias em meio de cultura adicionado de dois reguladores de crescimento (GA3 ou ANA), além de duas concentrações de sacarose (15 ou 30 g L-1) e sob dois tipos de vedação dos tubos de ensaio (vedação hermética com tampas e filme de PVC ou vedação com tampas que permitiam trocas gasosas), totalizando 8 tratamentos, período após o qual as plantas foram transferidas para condições ex vitro, em casa de vegetação, permanecendo por mais 180 dias. Dois desses tratamentos foram selecionados para as análises de desidratação, quando suas plantas foram submetidas a 30, 42 ou 54 dias sem irrigação, além do controle irrigado periodicamente, sendo posteriormente reidratadas durante 90 dias. Após os períodos de cultivo in vitro e permanência das plantas em casa de vegetação, foram realizadas análises dos conteúdos de prolina, proteínas totais, atividades das enzimas do metabolismo antioxidativo SOD, CAT, POD e PPO, além 2 dos teores de pigmentos fotossintetizantes. Além desses parâmetros, após desidratação e reidratação foram também avaliados os teores de carboidratos. De maneira geral, o cultivo in vitro em meio adicionado da menor concentração de sacarose e em tubos vedados hermeticamente se mostrou prejudicial, o que foi evidenciado pelo menor acúmulo de prolina, aumentos nas atividades das enzimas antioxidativas e menor acúmulo de pigmentos fotossintéticos. Após o período de aclimatização, não foram encontradas diferenças entre os tratamentos para a maioria dos parâmetros analisados, ou os dados oscilaram de maneira a não permitir uma generalização quanto aos efeitos residuais da sacarose, do tipo de tampa e dos reguladores de crescimento utilizados durante o cultivo in vitro. No período em que as plantas foram submetidas à desidratação progressiva, houve maior acúmulo de prolina e proteínas solúveis totais, além de aumento nos teores de pigmentos fotossintéticos nos tecidos provenientes de plantas cultivadas in vitro em meio contendo 30 g L-1 de sacarose e GA3. Houve também, em geral, queda mais acentuada nas atividades das enzimas em meio suplementado com a menor concentração de sacarose e ANA, além de oscilações nos teores de pigmentos. As relações entre os pigmentos sofreram leve redução em ambos os tratamentos, e os teores de carboidratos solúveis totais, sacarose, açúcares redutores e amido aumentaram com o prolongamento do estresse. Após a reidratação, todas as plantas demonstraram elevada capacidade de recuperação, apresentando em todas as análises realizadas valores muito similares aos das plantas do controle, não submetidas à desidratação. Os resultados obtidos no trabalho permitem concluir que o cultivo in vitro em meio adicionado de 30 g L-1 de sacarose e em tubos de ensaio que permitem trocas gasosas é o mais apropriado para plantas de P. encholirioides. Ademais, a concentração de sacarose adicionada ao meio de cultura também influencia o desenvolvimento das plantas após aclimatização, sendo encontrados melhores resultados em plantas cultivadas nos meios de cultura suplementados com a maior concentração desse carboidrato. Acredita-se que as plantas cultivadas nessas condições apresentariam maior capacidade de sobrevivência ao transplantio e maior resistência a períodos prolongados de estresse hídrico, aos quais, frequentemente, estão submetidas no ambiente natural. / Bromeliaceae is essentially a neotropical family, whose representatives are widely used for landscaping. One major source of supply for the consumer market is the extraction, which coupled with the destruction of the natural environment, has led to irreparable losses in biodiversity of the family, especially in the Atlantic Forest, where about 40% of bromeliad species are under some category of threat. Pitcairnia encholirioides L. B. Sm. is a critically endangered species. In 2004, a unique population of this species was found, with about 900 individuals in a very degraded rocky outcrop, subject to fire and trampling by animals, located in Santa Maria Madalena, RJ. The use of micropropagation can guarantee high multiplication rates, providing necessary material for the consumer market, effectively obviating the extraction of plants in their places of origin. In addition, installation and in vitro conservation of germplasm banks have special importance, ensuring the survival of rare species and/or endemic and providing micropropagated plants for reintroduction initiatives. Following the procedures of in vitro multiplication and rooting, the final stage of micropropagation is the ex vitro acclimatization, a critical period for the plants due to water loss, which causes water stress and, consequently, oxidative stress, which can cause metabolic problems and high losses. In this study, Pitcairnia encholirioides was grown for 150 days in vitro in a culture medium supplemented with two growth regulators (GA3 or NAA), and two concentrations of sucrose (15 or 30 g L-1) in two types of sealing of test tubes (hermetic seal with lids and PVC film and seal with lids that allowed gas exchange), totaling eight treatments, after which the plants were transferred to ex vitro conditions in a greenhouse, staying for more than 180 days. Two of these treatments were selected for analysis of dehydration when their plants were subjected to 30, 42 or 54 days without irrigation, apart from control irrigated periodically, being subsequently rehydrated for 90 days. After periods of in vitro cultivation and maintenance of the plants in the greenhouse, they were analyzed for proline content, total protein, activities of antioxidant metabolism enzymes SOD, CAT, POD and PPO, besides the content of photosynthetic pigments. Apart from these parameters, after dehydration and rehydration, levels of carbohydrates were also assessed. In general, the in vitro culture in medium containing the lowest concentration of sucrose and hermetically sealed tubes proved to be harmful, which was evidenced by lower levels of proline, increased 4 activity of antioxidant enzymes and lower accumulation of photosynthetic pigments. After the acclimatization period, no differences were found between treatments for most parameters, or data varied so as to not allow a generalization about the residual effects of sucrose, the type of cover and of the growth regulators used in the in vitro cultivation. During the period in which the plants were subjected to water stress, higher accumulation of proline and total soluble proteins occurred, and also increased levels of photosynthetic pigments in tissues from plants grown in vitro in medium containing 30 g L-1 sucrose and GA3. There was also, in general, sharper decrease in enzyme activity in medium with the lowest concentration of sucrose and NAA, as well as fluctuations in pigment. Relations between pigments suffered slight reduction in both treatments, and total soluble carbohydrates, sucrose, reducing sugars and starch increased with increasing stress. After rehydration, all plants showed high resilience, presenting for all analyzes values very similar to those of control plants not subjected to dehydration. The results indicate that the in vitro culture in medium supplemented with 30 g L-1 sucrose and tubes that allow gas exchange are the most appropriate. Moreover, the concentration of sucrose added to the culture medium also influences the development of plants after acclimatization, with best results found in plants grown in media supplemented with higher amount of this carbohydrate. It is believed that plants grown under these conditions would have higher capacity of resistance to transplanting and could survive for prolonged periods of water stress, which are often subjected in the natural environment.