Orientador: Valdemiro Carlos Sgarbieri / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-16T14:32:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ziegler_FabianeLaFlor_D.pdf: 4176640 bytes, checksum: fccef651838684499cf4cf698073b39e (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O objetivo geral da presente pesquisa foi avaliar o efeito de um concentrado de proteínas do soro do leite bovino (WPC) enriquecido com o fator de crescimento e transformação beta (TGF-?) e lactoferrina, em pacientes pediátricos com Leucemia Mieloide Aguda - LMA (Capítulo 2); desenvolver um modelo de mucosite gastrointestinal induzida por quimioterápicos, em ratos Wistar, para posterior avaliação da eficácia das proteínas lácteas na proteção da mucosa (Capítulo 3); avaliar os efeitos pelo WPC e por uma caseína comercial, in vivo e in vitro sobre células leucêmicas humanas transplantadas em camundongos imunodeficientes (NOD/SCID) e em cultura de células (Capítulo 4). Para todos os estudos foi utilizado WPC enriquecido com TGF-??e lactoferrina doado pela empresa Hilmar Cheese Company (Cal, USA). No capítulo 2 realizou-se estudo de intervenção nutricional, prospectivo, duplo cego com placebo controlado, onde foram avaliados 21 pacientes, entre 0 a 19 anos, virgens de terapia, admitidos no Centro Infantil Boldrini, Campinas - SP. Foram avaliados quanto à adequação da ingestão alimentar, estado nutricional (EN), dosagem de glutationa (GSH) eritrocitária, hemograma, produção de citocinas no plasma e em cultura de células, imunoglobulina A salivar e evolução da mucosite. Foram comparados os resultados bioquímicos dos pacientes com um grupo controle de indivíduos saudáveis da mesma faixa etária. Utilizou-se o software SPSS para as análises estatísticas (p<0,05). O protocolo de pesquisa foi aprovado pela Comissão Nacional de Ética em Pesquisa (CONEP) com registro 14097. Tomados em conjunto os resultados indicaram que o WPC apresentou efeito positivo sobre o EN dos pacientes, porém não influenciou na composição corporal. A distribuição % dos macronutrientes estava adequada em todos os tempos para os grupos WPC e maltodextrina (placebo), mas o % de adequação dos micronutrientes não atendia às recomendações em sua maioria. As análises bioquímicas não evidenciaram superioridade do WPC em relação ao placebo. Não houve diferença significativa entre os grupos sobre a avaliação clínica da mucosite oral. Na comparação dos pacientes com LMA e indivíduos saudáveis (controle) pode-se constatar níveis estatisticamente superiores do controle nos parâmetros bioquímicos de albumina, pré-albumina, eritrócitos, hematócrito, hemoglobina, plaquetas, produção de fator de necrose tumoral alfa (TNF-?), interleucina 6 (IL-6), interleucina 10 (IL-10) e interferon gama (IFN-?) quando estimuladas pela vacina BCG liofilizada e produção de IL-6 quando estimulada por fitohemaglutinina (PHA). No entanto, para a concentração de GSH eritrocitária e produção espontânea das citocinas TNF-??e IFN-??verificou-se que os pacientes com LMA apresentaram níveis estatisticamente superiores em relação ao controle saudável. No capítulo 3 foi elaborado um protocolo de indução de mucosite em ratos Wistar testando-se os quimioterápicos 5-Fluoruracila (5-FU) e sulfato de vincristina (SV), em administrações de diferentes concentrações e número de doses. Através desse experimento concluiu-se que o SV não foi um bom agente indutor de mucosite, ao contrário do 5-FU. A partir desses resultados foram realizados experimentos com 5-FU visando ajuste das condições dos experimentos inclusive do número, periodicidade e concentração das doses do quimioterápico. O melhor modelo de indução de mucosite gastrointestinal foi obtido através da administração de 3 doses de 5-FU com intervalo de 3 dias entre cada dose, nas concentrações entre 50 e 70 mg/Kg/dose. Os índices bioquímicos não foram influenciados pelo efeito da peletização da dieta e, de modo geral não houve diferença significativa entre os grupos tratados com WPC e com caseína. Independente da natureza da proteína (WPC ou caseína) observou-se maior proteção contra o 5-FU quando os animais receberam as dietas previamente à administração do quimioterápico. Ao contrário do esperado, o estímulo imunológico com hemáceas de carneiro não promoveu aumento nos níveis de GSH nos eritrócitos. As proteínas do soro do leite protegeram a mucosa, em termos de promover menor intensidade de mucosite, nos períodos mais críticos (72h após a 2ª e a 3ª dose de 5-FU) nas regiões de maior prevalência, duodeno e jejuno, quando se comparou com os resultados obtidos para os grupos tratados com caseína. Para os experimentos in vivo, do capítulo 4, utilizaram-se células de leucemia linfóide aguda (LLA) pediátrica humana, isoladas de pacientes do Centro Infantil Boldrini, as quais foram inoculadas em camundongos NOD/SCID. Nesses experimentos, utilizou-se dieta AIN-93G com WPC ou caseína e dieta comercial e o quimioterápico SV. Avaliou- se: peso corporal, consumo de dieta, razão entre peso dos órgãos (rim, baço e fígado) e peso corporal, evolução da leucemia, tempo de sobrevida, hemograma e níveis de glutationa em eritrócitos do sangue periférico. Nos experimentos in vitro foram usadas 6 linhagens celulares: K562 (Leucemia Mieloide Crônica), Nalm-6 (Leucemia Linfóide Aguda do tipo B), Jurkat (Leucemia Linfóide Aguda do tipo T), CEM (Leucemia Linfóide Aguda do tipo T), RAMOS (Linfoma Burkitt) e HL-60 (Leucemia Mieloide Aguda). Foram testadas a citotoxicidade (IC50) do WPC, a viabilidade celular e os níveis de glutationa total nas células leucêmicas estudadas em 4 tempos (0, 24, 48 e 72h) e 4 condições diferenciadas (células; células + WPC; células + WPC + ARAC-C; células + ARA-C). Todos os resultados, tanto do capítulo 3 como do 4, foram analisados através do software ¿Statística: Basic Statistics and Tables¿. Não houve diferença entre o WPC e a caseína em relação aos parâmetros avaliados nos experimentos in vivo, exceto na análise de Doença Residual Mínima (DRM), na qual a caseína se mostrou mais efetiva que o WPC. Constatou-se superioridade do WPC sobre os resultados de peso corporal, razão dos rins e baço pelo peso e evolução da leucemia em relação aos animais tratados com dieta comercial. Não foi possível verificar um efeito sinergístico entre o WPC e o quimioterápico sulfato de vincristina. No que se refere aos experimentos in vitro, o WPC apresentou IC50 para Nalm-6 de 6,72 mg/mL e para a linhagem CEM de 11,84 mg/mL. Verificou-se que as linhagens K562, Nalm-6 e HL-60 apresentaram perfis semelhantes em relação à viabilidade celular. No entanto, em relação à produção de glutationa total, cada linhagem comportou-se de maneira diferenciada, sendo que a maior produção em todas as condições e tempos estudados, foi para a linhagem HL-60 seguida pela K562 / Abstract: The objective of this research was to evaluate the effect of a bovine milk whey protein concentrate (WPC), enriched with transforming growth factor beta (TGF-ß) and lactoferrin in pediatric patients with Acute Myeloide Leukemia (AML) (Chapter 2); in a chemotherapic-induced gastrointestinal mucositis model in Wistar rats (Chapter 3); evaluate in human leukemic cells in culture or transplanted into immune-deficient mouse NOD/SCID (Chapter 4). WPC enriched with TGF-ß and lactoferrin was donated by Hilmar Cheese Company (Cal, USA). Chapter 2 describes a randomized, double-blind, placebo controlled, prospective clinical trial of nutritional intervention with participation of 21 therapy-naïve patients with AML aged 0-19 years from Centro Infantil Boldrini, Campinas, SP. Food intake, nutritional status, red blood cell glutathione (GSH) concentration, haemogram, cytokine concentration in plasma and cell cultures, salivary immunoglobulin A (IgA) and evolution of mucositis were studied. Health individuals at the same age range were used as a control group. The statistical analysis was done using SPSS software (p < 0.05). The research protocol was approved by the National Committee of Ethics in Research (CONEP), resgistered by the number 14097. WPC showed a positive effect in the nutritional status of the patients, but it did not influence their body composition. Percentual distribution of macronutrients was adequate in all times of analyses for both WPC and maltodextrin (placebo) groups, but the percentage of adequacy of the majority of micronutrients did not reach recommendation. Other laboratorial analyses and evolution of mucositis did not show any difference between WPC and placebo groups. Comparison of AML patients with a group of healthy control showed higher concentrations of albumin, prealbumin, haematocrit, hemoglobin, platelets, Bacillus Calmette-Guérin (BCG) vaccine-stimulated tumor necrosis factor alpha (TNF-a), interleukin 6 (IL-6), interleukin 10 (IL-10) and interferon gamma (IFN-?) and phytohemaglutinin (PHA)- stimulated IL-6 in controls. On the other hand, patients with AML had higher red blood cell glutathione concentration and spontaneous TNF-a and IFN-??production in comparison to controls. Chapter 3 describes the experiments envolved in the development of a chemotherapic-induced model of mucosites, in Wistar rats, in which 5-Fluoruracila (5-FU) and Vincristine Sulfate (VS) were used, in various concentrations and number of doses. Through this experiment it was concluded that the VS was not a good promoter of mucositis in rats, unlike 5-FU. From these results, experiments were performed with 5-FU considering conditions of the experiments including the number, frequency and concentration of the doses of chemotherapic. The best model was obtained by the administration of 3 doses of 5-FU, each with a 3-days interval and concentrations in the range of 50 to 70 mg/Kg/dose. Haematological parameters and erythrocyte glutathione (GSH) were not influenced by pelletization of the diet and no difference was found between WPC and casein groups. Independent of the protein type (casein or WPC) the effect of 5-Fluoruracila was less deleterious when the diets were offered prior to the chemotherapic treatment. Contrary to expected, sheep red blood cells did not stimulate higher production of erythrocyte GSH by the WPC. WPC decreased mucosites intensity better than casein protecting the mucosa during the most critical periods (72h after 2nd and 3rd doses of 5-FU) in the intestinal regions of major prevalence of mucositis (duodenum and jejunum). More studies are required to support the WPC benefit in the protection and recovery of the mucosa GIT in experimental animal models, and possibly in humans. In chapter 4, cells originated from patients with Acute Lymphoid Leukemia (ALL) from Centro Infantil Boldrini were inoculated in NOD/SCID mice. The animals were fed with commercial diet or AIN-93G diet with WPC or casein as the only protein source and used the chemotherapic vincristine sulfate. Body weight, diet ingestion, ratio between organs (kidney, spleen and liver) and body weight, leukemia evolution, survival time, haemogram and glutathione levels were evaluated. The cell lineages K562 (Chronic Myeloid Leukemia), Nalm-6 (B cell, ALL), Jurkat (T cell, ALL), CEM (T cell, ALL), RAMOS (Burkitt¿s Lymphoma) and HL-60 (AML) were used for the in vitro assays, in which WPC cytotoxicity (IC50), cell viability and glutathione levels were accessed in four different times (0, 24, 48 and 72h) and conditions (cells; cells + WPC; cells + WPC + ARA-C; cells + ARA-C). Data were submitted to statistic analysis by using the: Basic Statistics and Tables software. There was no differences between WPC and casein in relation to the parameters evaluated in vivo, with the exception of the analysis of Minimal Residual Disease (MRD), in which casein seemed to be more effective than WPC. Results on body weight, ratio between organs and body weight and evalution of leukemia were better for the WPC group when compared with animals fed commercial diet. No synergistic effect between the WPC and vincristine sulfate could be observed. In the in vitro experiments, WPC IC50 was 6,72 mg/mL for Nalm-6 and 11,84 mg/mL for CEM cells. K562, Nalm-6 and HL-60 cell lineages showed similar viability profiles. However, each lineage produced different total glutathione concentration in the culture medium, with a higher production achieved by HL-60 cells, followed by K562 cells / Doutorado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Doutor em Alimentos e Nutrição

Orientadores: Rosiane Lopes da Cunha, Angelo Luiz Fazani Cavallieri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-12T20:41:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kuhn_KatiaRegina_M.pdf: 7905383 bytes, checksum: d2611d08a267478c25b7976ba7ea4940 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Biopolímeros, como as proteínas e os polissacarídeos, são utilizados pela indústria de alimentos por desempenharem um papel essencial na estrutura, textura e estabilidade dos produtos. O entendimento das interações biopoliméricas é importante para melhorar suas propriedades funcionais, como por exemplo, a capacidade de gelificação, e para o desenvolvimento de novos produtos. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo estudar as interações macromoleculares de sistemas contendo proteínas do soro de leite (WPI) e/ou polissacarídeo da linhaça (FG) em sistemas gelificados a frio pela adição de sais de cálcio ou sódio, buscando correlacionar estas interações com as propriedades mecânicas e de estrutura dos géis formados. Inicialmente realizou-se a caracterização reológica do polissacarídeo da linhaça e foi observado um comportamento de fluido pseudoplástico e propriedades de gel fraco. Com a adição de sais, verificou-se uma redução na viscosidade intrínseca e nos módulos elástico e viscoso das soluções. Em uma segunda etapa, foram estudados géis puros de WPI (5, 6, 7, 8 e 9% m/m) formados pela difusão de sais de cálcio ou sódio através de membranas de diálise e observou-se a formação de estruturas opaca e translúcida, sendo que o aumento na concentração de WPI levou a uma diminuição na claridade e porosidade dos géis e a um aumento na rigidez, elasticidade e capacidade de retenção de água, em ambos os sistemas (CaCl2 e NaCl). Os géis de WPI formados pela difusão de sais de cálcio apresentaram-se mais rígidos e elásticos, menos deformáveis e com menor capacidade de retenção de água em relação aos géis de sódio. Por último, foram estudados sistemas mistos WPI (8% m/m) ¿ FG (0,1; 0,3 e 0,5% m/m) utilizando dois procedimentos para incorporação de sais, a difusão através de membranas de diálise e a adição direta, e observou-se que o método de preparo dos géis levou a sistemas com propriedades mecânicas bastante distintas. No método de difusão lenta de sais, visualizou-se a formação de géis heterogêneos (separação de fases macroscópica). Nestes sistemas, o aumento na concentração de FG levou a diminuição da rigidez, deformabilidade e da capacidade de retenção de água dos géis como conseqüência da incompatibilidade termodinâmica entre os biopolímeros e descontinuidade da estrutura da rede do gel. No entanto, foi no método de adição direta de sais de sódio que obteve-se os géis bipoliméricos mais fortes, sendo este método o mais indicado visando melhor estrutura e propriedades mecânicas dos géis formados com maior viabilidade de uso em escala industrial / Abstract: Biopolymers, such as proteins and polysaccharides, are used by the food industry for playing an essential role in the structure, texture and stability of the products. An understanding of the biopolymers interactions is important for improvement of their functional properties, such as gelation, and for the new products development. Thus, the aim of this work it was to study macromolecular interactions between whey protein isolate (WPI) and/or flaxseed gum (FG) at cold-set gels formed by calcium or sodium salts addition, by correlation of these interactions with the mechanical properties and structure of the formed gels. Initially, flaxseed gum rheological characterization was realized and it was observed a shear thinning behavior and ¿weak gel¿ properties. Salts addition led to a decrease in intrinsic viscosity and in the storage and loss modulus of solutions. In a second step of this work, pure WPI gels (5, 6, 7, 8 and 9% w/w) formed by calcium or sodium salts diffusion through dialysis membranes were studied and it was observed the formation of structures opaque and translucent, where the increase WPI concentration led to a decrease in the clarity and porosity of the gels and to an increase in hardness, elasticity and water-holding capacity, in both systems (CaCl2 and NaCl). WPI gels formed by calcium salts diffusion were harder and more elastic, less deformable and with lesser ability to hold water in relation to sodium gels. Finally, mixed WPI (8% w/w) ¿ FG (0.1, 0.3 and 0.5% w/w) systems using two procedures for incorporation of salts were studied, the diffusion through dialysis membranes and the direct addition, and it was observed that the gels preparation method led to systems with quite different mechanical properties. By slow salts diffusion, it was observed the heterogeneous gels formation (macroscopic phase separation). In these systems, the increase FG concentration led to a decrease of the hardness, deformability and water-holding capacity of the gels as a consequence of the thermodynamic incompatibility between biopolymers and gel network discontinuity. However, it was by sodium salts direct addition that it were obtained stronger bi-polymeric gels, being this the most appropriate method to better structure and mechanical properties of the formed gels with higher viability for use in industrial scale / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Jaime Amaya-Farfán / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T05:36:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gasparetto_Daniela_M.pdf: 1174438 bytes, checksum: 483c9894a40b10e40510410a552369a3 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: As proteinas do soro de leite possuem alto valor nutritivo, sendo, portanto, extensamente estudadas em diversas areas do saber. A equipe do Laboratorio de Fontes Proteicas vem estudando a associacao entre o consumo do hidrolisado de proteina do soro de leite e seus efeitos biologicos e nutricionais, em varios niveis de atividade fisica. Seu consumo tem sido associada a diminuicao do estresse metabolico, reducao nos niveis de lactato, aumento das reservas de glicogenio muscular, maior estabilidade da albumina serica e melhora nos tempos de exaustao do animal treinado. Este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito do consumo do hidrolisado de soro de leite no estado metabolico redox do rato e na utilizacao de lipideos pelo organismo como fonte de energia durante a atividade fisica. Ratos Wistar machos foram divididos em 3 grupos de dieta: Padrao (AIN 93-G, dieta elaborada com caseina), Controle (AIN 93-G, elaborada com concentrado de proteinas do soro de leite) e Experimental (AIN 93-G, elaborada com hidrolisado de proteinas do soro de leite). Cada dieta foi subdividida em 4 grupos (n = 7): sedentarios, sedentarios-exaustos, treinados e treinados-exaustos. O hidrolisado apresentou maior poder antioxidante in vitro, do que o concentrado e tres fracoes do soro, ?-lactalbumina, ?-lactoglobulina e albumina serica bovina. O consumo das proteinas do soro de leite, hidrolisadas ou nao, aumentou a concentracao de triptofano no sangue e de BCAAs livres no musculo, alem de 10 outros aminoacidos analisados. Porem, reduziu o nivel de alanina aminotransferase serica. A enzima tambem teve sua concentracao reduzida pelo treinamento fisico enquanto que a exaustao aumentou-a. Contrariamente, o exercicio continuo aumentou os niveis de acidos graxos livres sericos, ao passo que a exaustao os diminuiu. Ambas as variaveis, por sua vez, elevaram nao somente a temperatura muscular, mas tambem o nivel de 15 aminoacidos musculares livres e a concentracao de triacilglicerois sericos. O treinamento possibilitou que os animais treinado-exaustos apresentassem tempos ate a exaustao mais longos que os sedentarios-exaustos. A exaustao tambem aumentou a concentracao de nove aminoacidos sericos (dentre eles BCAAs, Ala e Gln). O treinamento, bem como a exaustao e a dieta não interferiram na expressao dos genes PPAR a, PPAR d, PGC 1a, CPT 1ß e miostatina no musculo. Nao foram constatadas alteracoes no consumo, peso do tecido adiposo, lactato sanguineo, glutationa reduzida, alem dos parametros sericos: creatinina, aspartato aminotransferase, albumina, corticosterona e acido urico. Os resultados deste trabalho sugerem haver poucas diferencas entre as dietas formuladas com proteinas do soro de leite. Porem, eles tambem sugerem que o nivel de atividade a ser empregado em ensaios biologicos deva ser criteriosamente definido / Abstract: There is extensive research on whey proteins because of its particularly high level of nutritive value. The Protein Sources Laboratory team has studied the relationship between the intake of hydrolyzed whey protein and its biological and nutritional effects at several levels of physical exercise. It has been observed that time to exhaustion is improved, serum lactate levels and metabolic stress are reduced, muscle glycogen stores are increased, and serum albumin levels are preserved. This work aimed at assessing the effects of consuming the hydrolyzed whey proteins on the metabolic redox state and the utilization of lipids as energy during physical exercise. Male Wistar rats consumed 3 diets: Experimental (AIN 93-G, prepared with hydrolyzed whey protein), Control (AIN 93-G, prepared with concentrate whey protein) and Standard (AIN 93-G). Each diet was further grouped into 4 cases (n = 7): sedentary, exhausted-sedentary trained and exhausted-trained. The hydrolyzed whey protein presented a greater antioxidant effect in vitro, than the concentrate, and its main protein components. Both the hydrolyzed and unhydrolyzed whey protein increased the tryptophan blood concentration as well as the free BCAA muscle concentration, in addition to ten other amino acids. Moreover, it reduced the serum alanine aminotransferase level. Physical training also reduced its concentration, whereas exhaustion increased it. On the other hand, continuous physical exercise increased free fatty acids levels, whereas exhaustion decreased it. Moreover, both variables increased not only the muscle temperature but also 15 muscle amino acids levels as well as the triacylglycerols levels. Training led to longer time to exhaustion of the trained-exhausted than to sedentaryexhausted. Exhaustion also increased the concentration of nine serum amino acids (among them BCAAs, Ala e Gln). Both training and exhaustion, and diet had no affect on the gene expression of PPAR a, PPAR d, PGC 1a, CPT 1ß and myostatin in the muscle. No effect was observed for food intake, adipose tissue mass, blood lactate, reduced glutathione as well as serum parameters: creatinine, aspartate aminotransferase, albumin, corticosterone, uric acid. These findings indicated that there are few differences between the whey-protein based diets. However, they do point out that some level of activity should also be taken into account during the biological experiments / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição

Orientador: Flavia Maria Netto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T11:45:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vuolo_MilenaMorandi_M.pdf: 1172548 bytes, checksum: 0065404d0770c2d788c07526e0f82ae8 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O leite bovino contém proteínas que são consideradas antigênicas e capazes de induzir algum tipo de resposta imunológica, dentre elas destaca-se a ß-lactoglobulina (ß-Lg). A utilização da enzima transglutaminase (TG), que catalisa reações de ligação e-(?-glutamina)lisil inter ou intramoleculares, incorporação de aminas e desaminação tem demonstrado eficiência em alterar o potencial antigênico de alimentos. O presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito da reação de polimerização induzida pela TG na atividade antigênica da ß-Lg e sua digestibilidade, na presença dos agentes redutores glutationa (GSH) e ácido ascórbico (AA). As modificações da ß-Lg com a TG na presença dos agentes redutores foram realizadas através de experimentos fatoriais 22 nos quais as variáveis independentes foram a relação enzima:substrato (E/S) (0 ¿ 51,6 U TG g -1 de proteína) e concentração dos agentes redutores, [GSH] (0 - 0,67 mmol/L) ou [AA] (0- 0,02 mol/L) e as variáveis dependentes foram grau de polimerização e concentração de IgE. A polimerização foi avaliada por eletroforese em gel de poliacrilamida (SDS-PAGE), e grau de polimerização (GP) através da determinação de lisinas livres. A avaliação da antigenicidade foi feita por ELISA, utilizando soro de camundongos BALB/c sensibilizados com ß-Lg na forma nativa. A resistência das amostras à ação da pepsina foi avaliada por eletroforese em gel de poliacrilamida na presença de SDS e tricina (SDSPAGE/Tricina). Os tratamentos realizados com TG e GSH apresentaram polímeros de alta massa molar (MM > 97,4 kDa), exceto para a condição do ensaio 5 (0,34 mmol/L GSH), que não utilizou TG. Os tratamentos com TG e AA também apresentaram polímeros de alta massa molar (MM > 97,4 kDa), exceto para a condição do ensaio 2 (44,1 U de TG g -1 e 0,003 mol/L de AA) e ensaio 5 (0,01 mol/L AA, que não utilizou TG). O GP foi maior para as amostras tratadas com TG na presença de agentes redutores, quando comparadas às amostras tratadas somente com TG ou agente redutor. Os resultados mostraram que a presença dos agentes redutores levou ao aumento da polimerização pela TG ao desnaturar a proteína levando à maior exposição dos aminoácidos lisina e glutamina. Não houve diminuição na antigenicidade da ß-Lg tratada com TG na presença de GSH ou AA, porém houve aumento da antigenicidade de algumas amostras obtidas sob algumas das condições dos ensaios realizados com os agentes redutores quando comparadas à ß-Lg. Os tratamentos realizados com TG na presença dos agentes redutores não aumentaram a digestibilidade da ß-Lg pela pepsina. Os digeridos das amostras obtidas sob as condições relativas aos níveis extremos do planejamento experimental (±1,41) e o ponto central, foram avaliados quanto à sua antigenicidade. Os resultados mostraram que não houve diminuição da antigenicidade da ß-Lg tratada com TG e GSH ou TG e AA., quando comparadas à ß-Lg. A polimerização com TG na presença de agentes redutores GSH e AA não foi capaz de modificar a antigenicidade das amostras digeridas, sugerindo que não houve modificações na proteína capazes de aumentar sua digestibilidade pela pepsina ou modificar regiões de epítopos / Abstract: Cow¿s milk contains proteins which are considered antigenic and able to lead to immune response, among them ß-lactoglobulin (ß-Lg) is the most important. The transglutaminase (TG) is the only enzyme commercially used that catalyses inter or intramolecular cross linking reaction in various proteins and demonstrates efficiency to alter the antigenic potential of food. The current work aimed at studying the effect of the reaction of induced polymerization by TG in presence of the reducing agents glutathione (GSH) as well as ascorbic acid (AA) in the antigenic activity of ß-Lg and its digestibility. The modifications in ß-Lg induced by TG in presence of reducing agents were carried out using factorial experiments 22, in which the independent variables were the enzyme:substrate ratio (E/S) (0 ¿ 51,6 U TG g -1) and concentration of reducing agents, [GSH] (0 - 0,67 mmol/L) or [AA] (0- 0,02 mol/L), and the dependent variables were the polymerization degree and concentration of IgE. Polymerization was assessed by electrophoresis in polyacrylamide gel (SDSPAGE), and the polymerization degree (PD) was determined by the free lysine content. The assessment of antigenicity was by ELISA assay, using serum of BALB/c mice sensitized with native ß-Lg. The resistance of the samples to the action of pepsin was evaluated by electrophoresis in polyacrylamide gel in presence of SDS and tricine (SDSPAGE/Tricine). The treatments using TG and GSH showed high molecular weight polymers (MM > 97,4kDa), except for a test condition 5 (0,34 mmol/L GSH), where TG was not used. The treatments with TG and AA also showed polymers of high molecular weight (MM > 97,4kDa), except for the test condition 2 (44,1 U TG g -1 and 0,003 mol/L of AA) and test 5 (0,01 mol/L AA, without TG). The PD was higher in the samples treated with TG in presence of reducing agents, when compared to samples treated only with TG or reducing agents. The results showed that the presence of reducing agents led to the increase of polymerization by TG since they denature the protein, leading to increased exposure of the amino acids glutamine and lysine, substrate for TG. The results showed that there was no reduction in the antigenicity of ß-Lg treated with TG in presence of GSH or AA, however an increase in the antigenicity of some modified samples was observed when compared to the native ß-Lg. . The treatments carried out with TG and reducing agents did not increase the digestibility of the ß-Lg by pepsin. The antigenicity of the digested from the samples obtained under the conditions of the extreme levels of experimental planning (±1,41) and at the central point were assessed. The results showed that after digestion with pepsin there was no decrease of the antigenicity of ß-Lg treated with TG in the presence of GSH or AA as compared to digested ß-Lg. Polymerization with TG in the presence of reducing agents was not able to alter the antigenicity of the samples, which suggests that there were no modifications in the protein that would be able to increase its digestibility by pepsin as well as the epitopes regions of the ß-Lg / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição

Orientador: Jaime Amaya-Farfán / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-21T17:15:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Morato_PriscilaNeder_D.pdf: 813172 bytes, checksum: 96f9ce7da352faefcc39166ef5fe4fa9 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: As proteínas do soro do leite apresentam propriedades nutricionais e funcionais que influenciam a modulação de funções bioquímicas e fisiológicas.Estudos têm demonstrado que as proteínas do soro do leite (PSL), principalmente na forma hidrolisada (PSLH) possuem a capacidade de aumentar os níveis de glicogênio muscular. Considerando que a captação de glicose pela célula do músculo esquelético relaciona-se diretamente à atividade de proteínas transportadoras de glicose, este estudo se propôs realizar dois experimentos para conhecer os efeitos da PSL e da PSLH e de alguns dos seus produtos de hidrólise nos transportadores de glicose em músculos de ratos. No experimento 1, o objetivo foi verificar se o consumo de PSL e PSLH modulam a concentração de transportadores de glicose GLUT-1 e GLUT-4 na membrana plasmática (MP) de células musculares de animais sedentários e exercitados. Foram utilizados 48 ratos Wistar machos divididos em dois grupos: sedentários e exercitados, e cada um desses subdivididos em outros três, de acordo com a dieta, totalizando 6 grupos (n=8 por grupo). Os animais foram mantidos por 9 dias recebendo as dietas experimentais baseadas na AIN-93G, com as seguintes fontes protéicas: caseína (CAS), utilizada como controle, proteína do soro do leite (PSL), proteína do soro do leite hidrolisada (PSLH), e o animais exercitados foram submetidos a uma única sessão de exercício a 15m/min durante 60min um dia anterior ao sacrifício. Após o período experimental os animais foram sacrificados, os transportadores de glicose no músculo, GLUT-1 e GLUT-4, foram analisados por western blot. Adicionalmente, glicogênio, aminoácidos livres plasmáticos, insulina e indicadores bioquímicos de saúde foram determinados por métodos padrões. O consumo de PSLH elevou significativamente as concentrações de GLUT-4 na MP e de glicogênio, enquanto GLUT-1, insulina e os indicadores de saúde não apresentaram alterações. Baseado nas evidências do experimento 1, de que o consumo de PSLH eleva os estoques de glicogênio muscular e que também aumenta a concentração do transportador de glicose GLUT-4 na membrana plasmática, o experimento 2 teve como objetivo identificar quais componentes da PSLH poderiam modular a translocação do transportador de glicose GLUT-4 para a MP em músculo esquelético. Foram utilizados 49 ratos Wistar machos divididos em 7 grupos (n=7), que receberam soluções orais de glicose 30% mais 0,55 g/kg de peso corpóreo os seguintes componentes da PSLH: a) glicose (controle); b) PSLH; c) L-isoleucina; d) L-leucina; e) L-leucina mais L-isoleucina; f) peptídeo Lisoleucil- L-leucina; g) peptídeo L-leucil-L-isoleucina. Após receberem as soluções, os animais foram sacrificados, o transportador de glicose GLUT-4 no músculo foi analisado por western blot. Também foram analisados glicogênio, glicemia, insulina, aminoácidos livres plasmáticos e musculares, e indicadores bioquímicos de saúde por métodos clássicos. Entre os componentes testados da PSLH, o peptídeo leucil-isoleucina e o aminoácido isoleucina se mostraram mais eficientes em translocar GLUT-4 para a MP, favorecendo a captação de glicose pelo músculo esquelético. Os resultados obtidos nos experimentos indicam que o consumo da PSLH e de seus componentes ao aumentarem a translocação de GLUT-4 para a membrana plasmática, poderiam auxiliar no tratamento ou prevenção do diabetes do tipo II / Abstract: The milk whey proteins (WP) exhibit nutritional and functional properties which result in the modulation of the biochemical and physiological functions. Studies have shown that the WP, especially those in the hydrolyzed form (WPH),has the capacity to increase muscle glycogen levels. Considering that glucose uptake by the skeletal muscle cell is directly related to the activity of the glucose transporter proteins, the present study proposed to carry out two experiments to determine the effects of WP and WPH and of some of their hydrolysis products on the glucose transporters in rat muscles. The objective of experiment 1 was to verify if the consumption of WP and WPH are able to modulate the concentration of the glucose transporters GLUT-1 and GLUT-4 in the plasma membrane (PM) of muscle cells in sedentary and exercised animals. Forty-eight male Wistar rats were used, divided into sedentary and exercised groups, each of which was sub-divided into three sub-groups according to the diet, giving a total of 6 groups (n=8 per group). The animals were maintained for 9 days on experimental diets based on AIN-93G with the following protein sources: casein (CAS) used as the control, whey protein (WP) and whey protein hydrolysate (WPH). The exercised animals were submitted to a single exercise session for 60 min at 15m/min one day prior to euthanasia. After the experimental period, the animals were euthanized, and the muscle glucose transporters GLUT-1 and GLUT-4 analyzed by western blot. In addition, glycogen, free plasma amino acids, insulin and the biochemical health indicators were analyzed by standard techniques. The consumption of WPH significantly increased the concentrations of GLUT-4 in the PM and of glycogen, whereas GLUT-1, insulin and the health indicators remained unaltered. Based on evidence from experiment 1 that the consumption of WPH raised the muscle glycogen reserves and also the concentration of the glucose transporter GLUT-4 in the plasma membrane, the second experiment was designed to identify which WPH components could modulate translocation of the glucose transporter GLUT-4 to the PM in the skeletal muscle of the animals. Forty-nine male Wistar rats were used, divided into 7 groups (n=7), who were orally fed 30% glucose solutions plus 0.55 g/kg of body weight of the following WPH components: a) glucose (control); b) WPH; c) L-isoleucine; d) L-leucine; e) L-leucine plus L-isoleucine (50:50 mixture of both amino acids); f) L-isoleucyl-L-leucine peptide or g) L-leucyl-L-isoleucine peptide. After receiving the solutions, the animals were euthanized and the GLUT-4 determined by western blot. Glycogen, glycemia, insulin, free plasma and muscle amino acids, and the biochemical health indicators were also analyzed by classical methods. Of the WPH components tested, the peptide L-leucyl-L-isoleucine and the amino acid L-isoleucine were shown to be more efficient in translocating GLUT-4 to the PM, favoring the capture of glucose by the skeletal muscle. The results obtained from these experiments indicated that the consumption of WPH and its components increased GLUT-4 translocation to the plasma membrane, and could aid in the treatment and prevention of type ll diabetes / Doutorado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Doutora em Alimentos e Nutrição

Orientadores: Flavia Maria Netto, Ricardo de Lima Zollner / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-21T22:30:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Morais_JanainaMadruga_M.pdf: 1775595 bytes, checksum: 5ee1d5b4bacec45d3dfff615d49f7ca8 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O leite bovino contém várias proteínas capazes de induzir resposta alérgica, sendo que a ß-lactoglobulina (ß-Lg) e a a-lactalbumina (a-La), proteínas mais abundantes do soro, estão entre as principais proteínas antigênicas. A homogeneização à alta pressão (HAP) é uma tecnologia emergente que pode alterar a estrutura das proteínas do soro de leite (IPS) e, portanto, seu caráter alergênico. Estudos anteriores apontam que a polimerização com a enzima transglutaminase (TG) reduziu o potencial antigênico da ß-Lg. O presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito da HAP associada à polimerização por TG na suscetibilidade à digestão gástrica e gastrointestinal e na resposta antigênica da ß-Lg e a-La antes e após a digestão gástrica. Soluções de IPS (1% m/v), tratadas termicamente (72 °C/22 min) ou não, foram homogeneizadas a diferentes níveis de pressão (0, 100, 180 MPa) ou multiprocessadas por 3 ciclos consecutivos a 180 MPa. As amostras foram caracterizadas por turbidez, pelo teor de grupos sulfidrila reativos e livres e por eletroforese em sistema nativo e em SDS-PAGE em condições redutoras e não-redutoras. As amostras processadas foram polimerizadas com TG (25 U g-1 de proteína) e caracterizadas por eletroforese SDS-PAGE em sistema redutor e densitometria dos géis. Foi avaliada a suscetibilidade da ß-Lg e da a-La à digestão gástrica e gastrointestinal após tratamento térmico, HAP e polimerização, associados ou não. As condições de digestão foram: 182 U de pepsina g-1 de proteína e a relação 1:25 (enzima:proteína) para a pancreatina. A caracterização dos digeridos foi realizada por eletroforese SDS-PAGE/Tricina e cromatografia líquida de alta eficiência de fase reversa (CLAE-FR). A antigenicidade das proteínas foi avaliada pelo método ELISA, utilizando soro anti-ß-Lg ou anti-a-La de camundongos BALB/c imunizados com as proteínas nativas. A homogeneização das soluções de IPS, previamente tratadas termicamente ou não, resultou na diminuição da turbidez e do teor de grupos sulfidrila reativos e livres com o aumento dos níveis de pressão. A polimerização com TG resultou na formação de polímeros com massa molecular (MM) acima de 97,4 kDa, principalmente nas amostras tratadas termicamente e homogeneizadas a 180 MPa por 1 e 3 ciclos, alcançando aproximadamente 20% de polímeros de alta MM. As amostras pré-tratadas e polimerizadas foram mais suscetíveis à digestão gástrica e gastrointestinal, resultando em menor residual de proteína intacta em relação às amostras homogeneizadas pré-tratadas termicamente ou não. Foi observado aumento (P< 0,05) da capacidade de ligação à IgE anti-a-La para a amostra de IPS tratado termicamente e homogeneizado a 180 MPa (IPS-TT-180, 27,88 µg IgE mL-1), em relação ao IPS nativo (IPS-N, 12,80 µg IgE mL-1), sugerindo que a associação do tratamento térmico e HAP aumentou a exposição de seus epítopos. Após a digestão gástrica, não foi observada redução da atividade antigênica da a-La em nenhuma das amostras analisadas. Já para a ß-Lg verificou-se que após a digestão gástrica a amostra de IPS tratado termicamente, homogeneizado a 180 MPa e polimerizado (IPS-TT-180 TG) apresentou diminuição (P< 0,05) da resposta antigênica para IgE anti-ß-Lg (13,59 µg IgE mL-1) em relação ao IPS-N (34,21 µg IgE mL-1). Em conclusão, os tratamentos utilizados alteraram a estrutura das principais proteínas do IPS, resultando na diminuição moderada da resposta antigênica da ß-Lg e no aumento da antigenicidade da a-La / Abstract: Bovine milk contains several proteins, which can induce allergic response. The most abundant whey proteins, â-lactoglobulin (â-Lg) and á-lactalbumin (á-La) are among the major antigenic proteins of cow¿s milk. High pressure homogenization (HPH) is an emergent technology which can alter whey proteins (WPI) structures and possibly WPI antigenicity. Previous studies indicated that polymerization with transglutaminase enzyme (TG) reduced the antigenic potential of â-Lg. The objective of the present study was to evaluate the effect of HPH associated to polymerization by TG on the susceptibility to simulated gastric and gastrointestinal digestion and on antigenic response of â-Lg and á-La before and after gastric digestion. Solutions of WPI (1% w/v) previously heat treated (72 °C/22 min) or without heat treatment were homogenized at several pressure levels (0, 100 and 180 MPa) or at 180 MPa for three consecutive cycles. The samples were characterized by turbidity, content of exposed and free sulfhydryl groups and by electrophoresis on native system and SDS-PAGE under non-reducing and reducing conditions. The processed samples were polymerized with TG enzyme (25 U g-1 of protein) and characterized by SDS-PAGE under reducing conditions followed by densitometry of gels. The susceptibility of â-Lg and á-La to gastric and gastrointestinal digestion was evaluated after heat treatment, HPH and polymerization, associated or not with each other. The digestion conditions were: 182 U pepsin g-1 protein and pancreatin:protein ratio of 1:25. Characterization of the digests was carried out by SDS-PAGE/Tricine and reversed-phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC). Protein antigenicity was evaluated by ELISA assay, using serum from BALB/c mouse immunized with native â-Lg and á-La. The homogenization of the WPI solutions, previously heat treated or without heat treatment, resulted in reducing both turbidity and exposed and free sulfhydryl group content as the pressure levels increased. The polymerization with TG enzyme resulted in polymers with molecular mass (MM) above 97.4 kDa, mainly in the samples heat treated and homogenized at 180 MPa for 1 or 3 cycles, forming around 20% of high MM polymers. Either polymerized samples previously treated with heat and/or HPH were more susceptible to gastric and gastrointestinal digestion, resulting in less residual intact protein as compared to the homogenized samples previously heat treated or without heat treatment. It was observed higher (P< 0.05) binding capacity to anti-á-La IgE for the sample heat treated and homogenized at 180 MPa WPI (WPI-TT-180, 27.88 ìg IgE mL-1) than for native WPI (WPI-N, 12.80 ìg IgE mL-1) suggesting that the association of heat treatment and HPH increased the exposition of á-La epitopes. After gastric digestion it was not observed a reduction of á-La antigenic activity. In relation to â-Lg antigenicity, after gastric digestion, the WPI sample heat treated, homogenized at 180 MPa and polymerized (WPI-TT-180 TG) showed reduction (P< 0.05) of anti-â-Lg IgE response (13.59 ìg IgE mL-1) as compared to WPI-N (34.21 ìg IgE mL-1). In conclusion, the treatments studied altered the structure of major protein of WPI, resulting in moderate reduction of â-Lg antigenic response and increased á-La antigenicity / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestra em Alimentos e Nutrição

Orientador: Mirna Lúcia Gigante / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-20T14:18:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tenorio_ClariceGebaraMuraroSerrateCordeiro_D.pdf: 1568124 bytes, checksum: 730814d7588b5151a773a42ba77434ab (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A adição de micro-organismos probióticos em queijos tem sido explorada devido ao potencial desses produtos na proteção aos micro-organismos durante a estocagem e o consumo do produto, o que garante os efeitos benéficos à saúde conferidos pelos probióticos. O processo de microencapsulação é uma alternativa que pode aumentar a proteção dos micro-organismos probióticos adicionados aos produtos. Este estudo teve como objetivo a microencapsulação de Lactobacillus acidophilus e sua aplicação em queijo Prato. Primeiramente, foram avaliadas diferentes metodologias para a contagem seletiva de L. acidophilus, com o objetivo de selecionar o método mais eficiente para a contagem do probiótico adicionado ao queijo Prato produzido com Lactococcus lactis subsp. lactis e Lactococcus lactis subsp. cremoris. As metodologias consideradas seletivas, avaliadas tanto em culturas puras como em queijo Prato foram: ágar MRS adicionado de sorbitol incubado a 45ºC/72 horas em anaerobiose para contagem de L. acidophilus e ágar M17 incubado a 30ºC/72 horas em aerobiose para a contagem de Lactococcus lactis. Foram produzidas microcápsulas de pectina por gelificação iônica e coacervação complexa, recobertas com proteína de soro tratada ou não termicamente com a finalidade de avaliar o efeito do recobrimento sobre a viabilidade do L. acidophilus durante a simulação da passagem pelo trato gastrointestinal. As microcápsulas apresentaram alto teor de umidade, morfologia semelhante e viabilidade do L. acidophilus próxima de 8 log UFC/g, indicando que não houve perda de viabilidade durante o processo de microencapsulação. A microencapsulação do L. acidophilus conferiu maior proteção ao micro-organismo após exposição a suco gástrico artificial em pH 3,0 quando comparado ao micro-organismo livre. As microcápsulas recobertas com proteína do soro, por sua vez, não conferiram proteção adicional ao micro-organismo quando exposto às mesmas condições. Para a fabricação de queijo Prato probiótico foram escolhidos três tratamentos: 1) adição de Lactobacillus acidophilus livre; 2) adição de L. acidophilus em microcápsulas de pectina; 3) adição de L. acidophilus em microcápsulas de pectina recobertas com proteína de soro tratada termicamente. Os queijos probióticos apresentaram composição típica de queijo Prato tradicional, não havendo diferença entre os tratamentos. Durante 60 dias de armazenamento refrigerado, os queijos apresentaram aumento da proteólise, redução da firmeza, e boa aceitação e intenção de compra na avaliação sensorial. A população de L. acidophilus nos queijos apresentou redução de 1 ciclo logarítmico durante o armazenamento, apresentando contagens com valor inferior ao estabelecido pela legislação brasileira para produtos probióticos. Não houve redução significativa do micro-organismo probiótico durante a exposição dos queijos à simulação da passagem pelo trato gastrointestinal. Os resultados indicam que o queijo Prato é um veículo adequado para a adição de micro-organismos probióticos, porém nas condições avaliadas a microencapsulação do probiótico comercial Lactobacillus acidophilus La5 não conferiu proteção adicional ao micro-organismo no queijo / Abstract: The addition of probiotic microorganisms in cheese has been explored due to the potential of these products in protecting the microorganisms during storage and consumption, which ensures the health benefits of probiotics. The microencapsulation process is an alternative to increase protection of probiotics microorganisms added to the products. The aim of this study was the microencapsulation of Lactobacillus acidophilus and its application in Prato cheese. First, we evaluated different methodologies for the selective count of L. acidophilus in order to select the most efficient method for the enumeration of probiotic in Prato cheese produced with Lactococcus lactis subsp. lactis and Lactococcus lactis subsp. cremoris. The methodologies considered selective both in pure cultures and in Prato cheese were: MRSsorbitol agar under anaerobic conditions at 45 °C/72 h for enumeration of L. acidophilus and M17 agar under aerobic conditions at 30 °C/72 h for enumeration of Lactococcus lactis. Microcapsules were obtained by ionotropic gelation and complex coacervation and covered with whey protein (with or without heat treatment) for the purpose of evaluating the effect of coating on the viability of L. acidophilus during the simulation of the passage through the gastrointestinal tract. The microcapsules presented high moisture content, similar morphology and 8 log CFU / g viability of L. acidophilus, indicating no loss of viability during the microencapsulation process. Microencapsulation of L. acidophilus conferred greater microorganism protection after exposure to artificial gastric juice at pH 3.0 when compared to the free microorganism. The whey protein coated microcapsules, in turn, did not provide additional protection for the microorganism when exposed to the same conditions. For the manufacture of the probiotic Prato cheeses the following treatments were studied: 1) addition of free L. acidophilus, 2) addition of L. acidophilus in pectin microcapsules, 3) addition of L. acidophilus in pectin microcapsules coated with heattreated whey protein. The probiotic cheeses presented typical composition of Prato cheese, with no difference between treatments. During 60 days of refrigerated storage, the cheeses had increased proteolysis, decreased firmness and showed good sensorial acceptance and purchase intention. Population of L. acidophilus in the cheeses decreased 1 log cycle during storage, with counts below the limit established by Brazilian legislation for probiotic products. There was no significant reduction of the probiotic microorganism during the simulation of the passage through the gastrointestinal tract. Although the results indicate the cheese is a suitable vehicle for the addition of probiotic microorganisms, the microencapsulation of probiotic Lactobacillus acidophilus LA5 did not confer additional protection for the microorganism in cheese under the conditions studied / Doutorado / Tecnologia de Alimentos / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Flavia Maria Netto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-20T14:16:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VillasBoas_MarianaBattaglin_D.pdf: 3357506 bytes, checksum: 10d878e81440a9db2f379bd1dd93146f (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Tratamento térmico, alta pressão ou hidrólise enzimática, utilizados em conjunto ou separadamente, podem alterar determinantes antigênicos (epítopos) presentes nas proteínas, e têm sido estudados como estratégia para obtenção de produtos com menor potencial alergênico, porém ainda com sucesso limitado. A enzima transglutaminase (TG), que catalisa a reação de ligação cruzada inter ou intramolecular em diversas proteínas, também tem sido utilizada com este propósito. A associação da hidrólise enzimática com a polimerização por TG é uma estratégia ainda pouco explorada, mas que oferece boas perspectivas em relação à redução da antigenicidade de proteínas. Diante disso, o presente estudo teve como objetivos obter e caracterizar a ß-Lactoglobulina (ß-Lg) polimerizada por TG e a ß-Lg polimerizada pré e pós hidrólise enzimática com as proteases Alcalase, Neutrase ou bromelina, e avaliar o efeito destes processos na antigenicidade da proteína. A melhor condição de hidrólise da ß-Lg, com cada uma das proteases estudadas foi definida a partir de um delineamento composto central rotacional (DCCR), tendo como variáveis independentes a concentração de proteína (2,2 -7,8% p/v) e relação enzima : substrato (E:S), 6,9 - 28 U g-1 proteína e, como variável dependente o grau de hidrólise (GH), determinado pelo método pH-stat. A condição selecionada, 3% de proteína e E:S 25 U g-1, foi a utilizada para a hidrólise da ß-Lg pré ou pós polimerização com a enzima TG. As condições experimentais foram: (1) hidrólise da ß-Lg com as três enzimas, seguida de polimerização com TG (10 ou 25 U g-1) ou (2) polimerização da ß-Lg (7%p/v) com TG (10U TG g-1) realizada pós tratamento térmico ou na presença de agente redutor Cys (0,1 mol L-1), seguido por hidrólise com as diferentes proteases. As amostras hidrolisadas e as polimerizadas pré ou pós hidrólise foram caracterizadas por eletroforese SDS-PAGE/tricina, cromatografia líquida de alta eficiência de fase reversa (CLAE-FR), cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas (MS) e ensaios imunoquímicos (ELISA e Imunoblote). Os hidrolisados obtidos com Alcalase apresentaram 12,7% de GH e com Neutrase e bromelina aproximadamente 4%. Os perfis eletroforéticos da ß-Lg polimerizada pós tratamento térmico (ß-Lg TT TG) ou na presença de Cys (ß-Lg Cys TG), apresentaram bandas de massa molecular (MM) alta, porém a polimerização pós hidrólise, avaliada por eletroforese e cromatografia, não resultou em aumento da MM aparente dos hidrolisados. A ligação isopeptídica e-(?-Gln)Lys, catalisada pela TG, foi detectada em concentração mais elevada no material polimerizado pós hidrólise com alcalase, seguido do tratamento de polimerização da presença de Cys. No estudo da polimerização pré hidrólise, a alcalase foi a enzima que hidrolisou mais eficientemente tanto a ß-Lg como seus polímeros. Os polimerizados pre ou pós hidrólise com neutrase ou bromelina apresentaram ß-Lg residual, observada no perfil eletroforético e cromatográfico, sendo que para os hidrolisados com neutrase, a fração correspondente à ß-Lg residual apresentou maior intensidade. O tratamento isolado de hidrólise, principalmente com alcalase ou bromelina, ou a associação deste processo com a TG foram capazes de reduzir significativamente a resposta antigênica da ß-Lg. Os hidrolisados da ß-Lg com neutrase apresentaram reação antígeno-anticorpo apenas na região correspondente ao monômero da ß-Lg, sendo que a reação foi menos intensa após a polimerização do hidrolisado com a TG. As amostras foram submetidas à digestão in vitro e avaliadas por espectrometria de massas (MS/MS) quanto à identificação de epítopos lineares. Verificou-se que tanto a ß-Lg polimerizada após tratamento térmico ou na presença de Cys como a amostras polimerizadas pré ou pós hidrólise com bromelina apresentaram alguns fragmentos correspondentes aos epítopos, embora em menor número quando comparados aos epítopos identificados na ß-Lg nativa. Para o tratamento com a alcalase, isolado ou associado à TG, não foram identificados fragmentos correspondentes aos epítopos após digestão gastrointestinal das amostras. Os resultados obtidos indicaram que a hidrólise, principalmente com alcalase, associada ou não à polimerização com TG, foi capaz de reduzir a antigenicidade da ß-Lg, mostrando-se uma alternativa para a produção de alimentos hipoalergênicos / Abstract: Heat treatment, high pressure and enzymatic hydrolysis have been studied aiming at obtaining products with low allergenic potential since they can alter antigenic determinants (epitopes) in the protein. The transglutaminase (TG), an enzyme that catalyzes inter or intramolecular cross-link in different proteins has also been used to reduce the protein antigenicity. The association of enzymatic hydrolysis and polymerization by TG is another strategy for reducing the antigenicity of food proteins, promising that needs further research. Therefore, the present study aimed to obtain and characterize the ß-Lg polymerized by TG before or after enzymatic hydrolysis with the proteases alcalase, neutrase or bromelain and evaluate the effect of these processes on the protein antigenic response. The optimum conditions for hydrolysis of ß-Lg, obtained with the three different enzymes, were defined using a central composite rotatable design (CCRD), where the independent variables were protein concentration (2.2% -7.8 w / v) and enzyme: substrate ratio (E:S), 6.9 to 28 U g-1 protein, and the dependent variable (response) was the degree of hydrolysis (DH) determined by the pH-stat method. The hydrolysis condition defined by CCRD was 3% of protein (w/v) and E:S ratio 25 U g-1. The experimental conditions were: (1) hydrolysis of ß-Lg with the three enzymes used separately, followed by polymerization by TG (10 or 25 U g-1) or (2) polymerization of ß-Lg (7% w/v) by TG (10U g TG-1) after heat-treatment (80 °C/60 min) or in presence of reducing agent Cys (0.1 mol L-1), followed by hydrolysis. The samples were characterized by SDS-PAGE/tricine, reverse phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC), liquid chromatography coupled to mass spectrometry (HPLC-MS) and by immunochemical assays (ELISA and Imunoblote). The highest DH of the ß-Lg was obtained with alcalase (12.6%), while with neutrase or bromelain a DH of 4% approximately was achieved. The electrophoresis profiles of ß-Lg polymerized after heat treatment (ß-Lg TT TG) or in the presence of Cys (ß-Lg Cys TG) showed bands with high molecular mass (MM). On the other hand, the post-hydrolysis polymerization, analyzed by SDS-PAGE and RP-HPLC, resulted in no increase in the MM of the hydrolysates. The highest concentration of the cross-link, by formation of the isopeptide bound e-(?-Gln) Lys, was found in the sample polymerized after hydrolysis with alcalase, followed by the sample ß-Lg Cys TG. The polymerized pre or pos hydrolysis with neutrase or with bromelain showed residual ß-Lg, observed in electrophoretic and chromatographic profiles, and for hydrolysates with neutrase, the band corresponding to ß-Lg showed higher residual intensity. Alcalase was the enzyme which hydrolysed more efficiently both untreated and polymerized ß-Lg. Using neutrase or bromelain to hydrolyse polymerized ß-Lg, a residual ß-Lg (18.3 kDa) was observed in the electrophoretic and chromatographic profiles. The avaluation of antigenicity showed that hydrolysis treatment used alone, especially with alcalase or bromelain, or the combination of this process with TG was capable to reduce significantly the antigenic response of ß-Lg. The ß-Lg hydrolysed with neutrase showed antigen-antibody reaction only in the region corresponding to the ß-Lg monomer, and this reaction was less intense after the association of hydrolysis with neutrase and polymerization by TG. The samples were submitted to in vitro digestion and then analyzed by mass spectrometry (MS / MS) to identification of linear epitopes in the protein. It was verified that the polymerized samples (ß-Lg TT TG or ß-Lg Cys TG) as well as those polymerized before or after hydrolysis with bromelain, retained some fragments corresponding to the epitopes, although to a lesser extent when compared to the epitopes identified in the untreated ß-Lg. Interestingly that for the treatment with alcalase, associated or not with the TG, no epitopes were identified after gastrointestinal digestion. These results indicated that the hydrolysis, especially with alcalase, and the association of hydrolysis with polymerization, were capable to reduce the ß-Lg antigenicity and could be an alternative for elaboration of hypoallergenic products / Doutorado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Doutor em Alimentos e Nutrição

Orientadores: Jaime Amaya-Farfan, Fernanda de Pace / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-27T02:35:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Monteiro_NaiceEleidianeSantana_M.pdf: 1835989 bytes, checksum: ec62cf398adabcdca614249ae2d4692b (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Caracterizada como um dos mais importantes problemas que a saúde pública enfrenta atualmente no Brasil e no mundo, a obesidade está associada a um quadro de inflamação subclínica, que predispõe à resistência à insulina e ao desenvolvimento de diabetes mellitus, além de representar fator etiológico para diversas outras doenças crônicas não transmissíveis. Sabendo da importância que os alimentos com propriedades bioativas podem ter no tratamento da obesidade é que a utilização das proteínas do soro do leite na dieta vem sendo alvo de diversos estudos, devido aos benefícios que podem trazer à saúde humana. Dentre as propriedades da whey protein, citam-se a capacidade de regular a função imune, atuar como agente antimicrobiano, estimular a síntese de proteína muscular, suprimir o apetite e atuar na redução da gordura corporal, além das propriedades de aumentar a expressão gênica de proteínas anti-estresse (HSPs) e de ativar o transportador de glicose GLUT4, ambas descobertas pelo nosso grupo da FEA. O presente estudo teve como objetivo investigar o impacto que as proteínas do soro do leite, seja na sua forma íntegra ou na forma hidrolisada, possam exercer sobre a homeostase e a proteção do organismo de camundongos, contra os danos causados por uma dieta hiperlipídica. Para alcançar este objetivo, 34 camundongos C57BL/6 recém-desmamados foram divididos em quatro grupos de forma aleatória e alimentados com as seguintes dietas: grupo controle normolipídico (AIN93-G), grupo controle hiperlipídico (HFCAS), grupo hiperlipídico com substituição da caseína pela proteína do soro de leite concentrada (HFWPC), e grupo hiperlipídico, com adição da proteína do soro do leite hidrolisada (HFWPH), por 9 semanas. Os camundongos foram acompanhados quanto ao consumo alimentar e ganho de peso por meio de avaliação poderal em dias alternados, parâmetros bioquímicos e de endotoxemia avaliados por técnicas convencionais, biomarcadores inflamatórios analisados por western blot, além da avaliação do perfil histopatológico do fígado e do estudo metagenômico da microbiota intestinal. Os resultados demonstraram que alimentação com a formulação contendo whey protein, em ambas as formas, por 9 semanas, não diminuiu ganho de peso em comparação aos demais tratamentos, mas foi efetiva em reverter a disbiose causada pela dieta gordurosa, reduzir o processo inflamatório para níveis indistinguíveis do controle, em atenuar a infiltração gordurosa no tecido hepático, além de modular a microbiota intestinal. A caseína não mostrou tais propriedades / Abstract: Recognized as one of the most important issues currently facing public health in Brazil and in the world, obesity is associated to a subclinical inflammation framework, which predisposes to insulin resistance and the development of diabetes mellitus, in addition to representing an etiological factor for several other chronic diseases. Owing to the bioactive properties that the milk whey proteins may have on human health, such as the ability to regulate immune function, act as an antimicrobial agent, stimulate protein synthesis, suppress appetite thus helping to reduce body fat, besides the two newly discovered functions from our laboratory regarding the up-regulation of protective HSPs and activation of the glucose transporter 4 (GLUT4), it is thought that these proteins may also have anti-inflammatory action and, therefore, this study was designed to investigate the impact that whey protein, either in its normal form or in the hydrolyzed form, may exert on homeostasis protecting the mouse from the adverse effects of a high-fat diet. To accomplish this, 34 C57BL/6 male mice were randomly divided into four groups that received the following diets for 9 weeks: Normolipidic control (AIN93-G), Hyperlipidic control (HFCAS), Hyperlipidic with whey protein concentrate instead of casein (HFWPC) and a Hyperlipidic group with hydrolyzed whey protein (HFWPH) as the only source of protein. Diet intake and weight gain were monitored and recorded every other day. Biochemical parameters and endotoxemia were evaluated using commercial kits, and inflammatory biomarkers were analyzed by western blotting, besides the evaluation of histopathological liver profile and metagenomic study of the intestinal microbiota. The results showed that feeding the formulation contendowheyprotein, in both its forms, for 9 weeks, not decreased weight gain compared to the other treatments, but was effective in reversing dysbiosis caused by high-fat diet, reduce inflammation to levels indistinguishable control and mitigate the fatty infiltration of the casein hepático, in addition to modulate the gut microbiota. Casein did not show such properties / Mestrado / Nutrição Experimental e de Alimentos / Mestra em Alimentos e Nutrição

A estrutura e o comportamento de proteínas são de grande interesse a uma infinidade de áreas de conhecimento, com especial destaque para alimentação e saúde. As proteínas compõem uma fundamental classe de moléculas biológicas, com capacidade para interagir com diversas outras estruturas e formar complexos. Dois tópicos principais são abordados neste trabalho: (a) avaliação da formação de complexos entre três proteínas do soro do leite (-lactoalbumina, -lactoglobulina e lactoferrina) em diferentes condições experimentais de força iônica e pH da solução através de derivadas da energia livre e (b) avaliação de aspectos relacionados com a fundamentação teórica dos modelos moleculares com granularidade grossa e uso do dielétrico contínuo empregados para estudo do fenômeno da complexação molecular, através da análise, em larga escala, da correlação de cargas em proteínas disponíveis no banco de dados de proteínas. Os estudos teóricos de complexação foram realizados através do emprego de simulações Monte Carlo Metropolis, com o modelo do solvente contínuo, constante dielétrica homogênea e sal implicitamente descrito. Os estudos de complexação permitem compreender os mecanismos moleculares envolvidos, elucidando, inclusive, controvérsias experimentais e oferecendo orientação para aplicações. Já os resultados do estudo de correlação de cargas em estruturas experimentais de proteínas permitem justificar as aproximações do modelo. / The structure and behavior of proteins are of great interest for a number of science fields, with special emphasis to food industry and health. Proteins comprise a fundamental group of biological molecules, with the capacity of interacting with several other structures and creating complexes. Two major topics are covered in this study: (a) evaluation of complex formation among three whey proteins (-lactalbumin, -lactoglobulin and lactoferrin) under different experimental conditions of ionic strength and pH of solution through free energy derivatives and (b) evaluation of features related to the theoretical basis of the coarse-grained molecular models and the use of continuous dielectric which are employed to investigate the molecular complexation phenomenon, through analysis, on a large scale, of charge correlation in proteins available in the protein data bank. The theoretical studies of complexation were performed through the use of Monte Carlo Metropolis simulations, with continuous solvent model, homogeneous dielectric constant and salt implicitly described. The complexation studies allow to understand the molecular mechanisms involved, also elucidating experimental controversies and offering orientation to applications; whereas the results of the charge correlation study in experimental structure of proteins allow justify the approximations of the model.