O presente trabalho teve por objetivo a avaliação físico-química e biológica de uma fração de saponinas enriquecida, obtida a partir de frutos verdes de Ilex paraguariensis A. St. Hil (mate). A espécie apresenta grande importância econômica para vários países sul-americanos, dentre eles o Brasil. Os frutos verdes da espécie acumulam significativa quantidade de saponinas, entretanto, são considerados subproduto da indústria do beneficiamento das folhas de mate. O extrato liofilizado dos frutos (EX40) foi obtido por turboextração na proporção planta-solvente de 1:10 utilizando como solvente solução hidroalcoólica a 40%. Para análise do extrato bruto foi desenvolvido e validado um método analítico por CLAE-UV, que permitiu: 1) quantificar o marcador químico ilexosídeo II em EX40; 2) estimar o conteúdo em saponinas totais do extrato, tendo sido obtidos valores de 8,2 g% e 47,6 g% respectivamente. Uma fração enriquecida em saponinas, denominada MSF, foi obtida mediante fracionamento em fase sólida a partir de EX40, utilizando resina hidrofóbica poliaromática e gradiente metanol:água de polaridade decrescente. Os maiores teores de saponinas foram obtidos para as frações contendo 70 e 90 % de metanol. A reprodutibilidade do processo foi avaliada por CLAE-UV, considerando o desvio padrão relativo (DPR) entre a área dos dois picos majoritários de MSF produzidas em seis lotes distintos. Valores de DPR de 8,17% para o pico I (ilexosídeo II) e 5,96 % para o pico II (majoritário) foram obtidos. A toxicidade da fração foi avaliada pelo potencial hemolítico in vitro e citotoxicidade sobre cultura de células de mamífero (MDBK ATCC CCL-22). Para atividade hemolítica foi determinado um valor de IC50 de 0,2 g/L (0,22 mM, expresso em ilexosídeo II). O valor de IC50 para citotoxicidade foi 3,8 g/L (4,04 mM, expresso em ilexosídeo II), caracterizando um produto de baixa toxicidade. Dentre as várias atividades biológicas descritas para saponinas, selecionouse avaliar MSF quanto ao seu potencial como imunoadjuvante, assim como a atividade tricomonicida. Para o primeiro caso, MSF foi testada em uma vacina contendo herpesvírus bovino tipo 5 como antígeno viral, nas doses de 100 e 500 μg. Entretanto, o incremento no título de IgG totais, avaliado por ELISA, não foi significativo. A atividade tricomonicida foi comparada aos tensoativos polissorbato 80 e tiloxapol e a uma fração enriquecida em saponinas de Quillaja saponaria. Após 24 h de incubação foi observado para MSF um efeito dose-dependente, atingindo letalidade total dos trofozoítos na concentração de 0,6 g/L. Esse efeito foi superior ao observado para polissorbato 80 e tiloxapol e similar ao de quillaia. O tratamento com metronidazol, administrado tanto após tratamento prévio dos trofozoítos com MSF quanto em associação com essa fração, não revelou qualquer alteração significativa no efeito de ambos os produtos, o que sugere ausência de interação entre MSF e MTZ e a possível existência de mecanismos de ação distintos. A caracterização físico-química enfatizou o estudo do tamanho e forma das micelas, seu comportamento reológico e capacidade de solubilizar compostos hidrofóbicos. A concentração micelar crítica foi determinada em 0,41 g/L utilizando um corante hidrofóbico como marcador. A análise por microscopia eletrônica de transmissão (MET) e CRIO-MET revelou a presença simultânea de micelas alongadas, com tamanho superior a 500 nm, e micelas esféricas de tamanho menor. Para a fração de micelas esféricas, a análise por espalhamento de nêutrons a baixo ângulo permitiu estabelecer diâmetro de 17,9 Å, perfazendo 23,1 e 32,6 % das micelas observadas em soluções de MSF a 0,5 e 1,0 % m/v, respectivamente. O comportamento reológico de MSF nas concentrações de 0,25 a 4,0 %, determinado por reometria dinâmica com controle de deformação, foi do tipo viscoelástico para todas as concentrações. Esse fato corrobora a existência de agregados não-esféricos, filiformes, semelhantes a micelas tipo wormlike. A solubilização micelar de fármacos mediante MSF foi avaliada utilizando como substâncias-modelos os fármacos flurbiprofeno – FLB (ácido fraco) e carbamazepina - CBZ (base fraca), ambos pouco solúveis, e saponinas de quillaia como produto de comparação. Nas concentrações de 0,13 a 1,5 % as saponinas de quillaia foram mais eficientes frente ao flurbiprofeno, enquanto MSF foi capaz de aumentar significativamente a solubilidade da carbamazepina. O incremento na solubilização gerado por MSF foi de 0,0145 e 0,0129 g/L para CBZ e FLB, respectivamente. / The present work aimed the physicochemical and biological evaluation of a saponin enriched fraction from the green fruits of Ilex paraguariensis A. St. Hil. (mate), a species of great economical importance in several Southern American countries, including Brazil. Despite possessing high amounts of saponins, mate green fruits have no commercial use to date and are considered a waste product from the mate leaves processing companies. Mate fruits lyophilized extract (EX40) was produced using turbo-extraction having a 40:60 mixture of water and ethanol as solvent and a 1:10 drug/solvent proportion. An HPLC-UV method was developed and validated aiming at: I) Quantify the EX40 chemical marker, ilexoside II; II) Determine the EX40 total saponin content. The values obtained were of 8.20 wt% and 47.60 wt%, respectively. An enriched saponin fraction (MSF) was obtained from EX40 through a solid phase extraction process within a polyaromatic resin and a decreasing solvent polarity gradient of methanol and water. The higher recovery of mate saponins was achieved with the 70 and 90 % methanol-containing fractions. The process reproducibility was assessed by HPLC-UV through the analysis of the relative standard deviation (RSD) of the two major MSF saponins peak areas obtained in six different batches. RSD values of 8.17 % for peak I (ilexoside II) and 5.96 % for peak II (major peak) were obtained. The MSF toxicity was evaluated according to its haemolytical activity and in vitro cytotoxicity against a mammalian cell culture lineage (MDBK ATCC CCL-22). Values of IC50 of 0.2 g/L (0.22 mM expressed as ilexoside II) and 3.8 g/L (4.04 mM as Ilexoside II) were found for the haemolysis and cytotoxicity respectively. Therefore we could classify MSF as a low toxicity product. Among the several biological activities ascribed to saponins, this work focused on the investigation of MSF immune enhancer potential and its anti-trichomonads vaginalis activity. For the first evaluation, MSF wad added to a bovine herpesvirus 5 vaccine, at 100 and 500 μg doses. However total IGg titres determined by ELISA were not statistically significant. The antitrichomonads activity of MSF was compared a saponin enriched fraction from the species Quillaja saponaria (Quillaja) and to tyloxapol and polysorbate 80. After 24h of incubation MSF presented a dose-dependent activity with total trophozoites lethality at a concentration of 0.6 g/L. The activity was higher than the synthetic surfactants and similar to Quillaja. The treatment with metronidazole (MTZ), peformed in association and after exposing the trophozoites with MSF did not show any synergistic effect of MZT and MSF which suggest an absence of interaction between the compounds and also that they probably have distinct mechanisms of action. The physicochemical evaluation of MSF focused the determination of MSF micelles size and shape, their rheological behaviour and ability to increase the solubility of hydrophobic compounds. MSF critical micellar concentration was determined as 0.41 g/L using a hydrophobic dye as a probe. The transmission electron microscopy (TEM) and CRYO-TEM analysis revealed the occurrence of filiform micelles higher than 500 nm and smaller sizes spherical micelles simultaneously. The spherical micelles radius of 17.9 Å were determined using small angle neutron scattering.and they corresponded to 23.1 and 32.6 % of the total micelles in MSF solutions of 0.5 and 1.0 % w/v, respectively. The rheological behavior of MSF ranging in concentration from 0.25 to 4.0% was determined on a dynamic strain control rheometer and a viscoelastic behavior was observed for all concentrations. These findings corroborate the occurrence of nonspherical micelles very long in size (wormlike). MSF ability to improve the solubilisation of poor aqueous soluble drugs was assessed using carbamazepine (CBZ) and flurbiprofen (FLB) as a model of amphiphilic basic and acidic coumpounds. Saponin enriched fractions were evaluated in concentrations ranging from 0.13 to 1.5 %. Quillaja was more efficient toward the weak acid while MSF was able to increase significantly the CBZ solubility. The increase on CBZ and FLB solubility after MSF addition was of 0.0145 and 0.0129 g/L, respectively.

LIMA, G. P. G. Purificação, caracterização bioquímica e atividade biológica in vitro contra insetos praga de um novo inibidor de tripsina isolado de sementes de Sapindus saponaria L. (Sapindaceae). 2012. 122 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2015-03-12T15:00:00Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_gpglima.pdf: 2370771 bytes, checksum: 509ae0531057d53f967b325467f88d5c (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2016-03-29T17:18:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_gpglima.pdf: 2370771 bytes, checksum: 509ae0531057d53f967b325467f88d5c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-29T17:18:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_gpglima.pdf: 2370771 bytes, checksum: 509ae0531057d53f967b325467f88d5c (MD5) Previous issue date: 2012 / Environmental toxicity, low biodegradability and increased resistance in agricultural pest insects and in insect vectors of diseases to insecticides traditionally used for their control have encouraged the development of chemical alternatives with greater specificity and biodegradability especially from plants. In this way, the present study aimed the purification, characterization and evaluation of activity towards pest insect digestive enzymes of a new trypsin inhibitor obtained from Sapindus saponaria seeds. This new trypsin inhibitor obtained from S. saponaria seeds (SSTI2) belongs to Potato I inhibitor family and was purified by protein precipitation with trichloroacetic acid, affinity chromatography and reverse phase chromatography using UFLC system. The native inhibitor and its fragments generated by enzymatic treatment with trypsin and pepsin were analyzed and sequenced by MALDI-TOF and ESI-TOF mass spectrometry, determining its accurate molecular mass (MM = 7571, 976 Da) and primary structure (64 of 69 amino acids). The SSTI2 showed an IC50 of 8.3 x 10-2 μmol.L-1 against bovine trypsin, and a much lower inhibitory activity on the enzymes chymotrypsin (13.24 ± 0.28%) and papain (5.28 ± 0 , 42%), but was unable to inhibit proteolysis promoted by bromelain. In spite to show moderate inhibition of total digestive enzymes (4.74 ± 0.45% to 56.06 ± 1.41%), the inhibitor was very effective upon trypsin-like enzymes present in Aedes aegypti (92.44 ± 0.99%), Anthonomus grandis (77.93 ± 0.12%), Anticarsia gemmatalis ( 32.21 ± 0.57%) and Spodoptera frugiperda (71.44 ± 1.23%) guts. This strong inhibitory effect of SSTI2 on the catalytic activity of trypsin-like peptidases of insect’s midguts suggests a possible suppressive effect on development and survival of insects fed with diets containing the inhibitor. Thus, future in vivo assays and evaluation of other biochemical properties will be important to establish the potential biotechnological application of SSTI2, especially for the combat of Ae. aegypti, A. grandis and An. gemmatalis. Furthermore, the sequence of SSTI2 elucidated in this study allows the chemical synthesis, cloning of coding gene sequence and heterologous expression of this potential new biotechnological tool. / A toxicidade ao meio ambiente, a baixa biodegrabilidade e a crescente resistência de insetos praga da agricultura e de insetos vetores de doenças aos inseticidas tradicionalmente utilizados tem estimulado o desenvolvimento de alternativas com maior biodegradabilidade e especificidade, especialmente de origem vegetal. Nesse sentido, o presente estudo consistiu na purificação, caracterização e avaliação do efeito biológico in vitro de um novo inibidor de tripsina obtido das sementes de Sapindus saponaria sobre as enzimas digestivas de insetos. Através de precipitação com ácido tricloroacético (TCA), cromatografia de afinidade à tripsina e cromatografia de fase reversa em sistema UFLC, foi purificado um novo inibidor de tripsina (SSTI2) pertencente ao grupo de inibidores do tipo Batata I, uma categoria de inibidores de peptidases serínicas com reconhecido efeito tóxico sobre insetos. O inibidor nativo e fragmentos desse gerados por tratamento enzimático com tripsina e pepsina foram analisados e sequenciados por espectrometria de massa do tipo MALDI-TOF e ESI-TOF, determinando assim a sua massa molecular acurada (MM = 7571, 976 Da) e elucidando a sua estrutura primária (64/69 aminoácidos). O inibidor apresentou uma IC50 de 8,3 x 10-2 μmol.L-1 contra a tripsina bovina, mas apresentou baixa atividade inibitória sobre as enzimas quimotripsina (13,24 ± 0,28%) e papaína (5,28 ± 0,42%), e não foi capaz de inibir a proteólise promovida pela bromelaína. O SSTI2 inibiu moderadamente a atividade catalítica das enzimas digestivas totais dos insetos, com percentual de inibição variando entre 4,74 ± 0,45% a 56,06 ± 1,41%. No entanto, o inibidor foi eficaz em atuar sobre as enzimas digestivas do tipo tripsina presentes nos intestinos dos insetos Aedes aegypti (92,44 ± 0,99%), Anthonomus grandis (77,93 ± 0,12%), Anticarsia gemmatalis (32,21 ± 0,57%) e Spodoptera frugiperda (71,44 ± 1,23%). Esse expressivo efeito inibitório do SSTI2 sobre a atividade catalítica das peptidases do tipo tripsina provenientes do intestino médio dos insetos sugere um possível efeito supressor no desenvolvimento e sobrevivência de insetos alimentados com dietas contendo o inibidor. Assim, futuros estudos in vivo e avaliações de outras propriedades bioquímicas do inibidor serão importantes para determinar a potencial aplicação biotecnológica do SSTI2, especialmente para o combate de A. aegypti, A. grandis e A. gemmatalis. Além disso, a sequência do SSTI2 elucidada nesse estudo possibilita a síntese, clonagem do gene codificante e expressão heteróloga dessa potencial ferramenta biotecnológica.

Ilex paraguariensis A. St. Hil. é uma espécie nativa da América do Sul popularmente conhecida como mate ou erva-mate. Três principais classes de compostos bioativos estão presentes nas folhas: metilxantinas, polifenóis e saponinas, nas quais são atribuídas diversas atividades biológicas, incluindo efeitos no metabolismo lipídico. Do ponto de vista químico e biológico, essa espécie é bastante estudada. Em relação ao processo de obtenção, enriquecimento e purificação das frações do mate, porém, a pesquisa tecnológica revela-se restrita. Este trabalho teve como objetivo avaliar a atividade dos principais grupos de compostos do mate sobre o metabolismo de ratos Wistar submetidos à uma dieta hiperlipídica. A extração de polifenóis, metilxantinas e saponinas das folhas foi otimizado mediante um desenho experimental do tipo Box-Behnken, obtendo-se rendimentos máximos de 357, 41 e 15 mg/g de planta seca, respectivamente. Uma fração enriquecida em polifenóis e metilxantinas (MXPL) e outra enriquecida em saponinas (SFL) foram preparadas por fracionamento em fase sólida de resina polimérica, metanol e água em gradiente decrescente de polaridade. Os rendimentos para polifenóis, metilxantinas e saponinas foram 497, 88 e 245 mg/g de material seco, respectivamente. Vinte quatro ratos Wistar machos foram submetidos a uma dieta hiperlipídica e seis ratos submetidos à uma dieta padrão durante cinco semanas. Posteriormente, foram separados em dois grupos controles (dieta padrão e hiperlipídica), um grupo tratado com extrato de mate (YME), outro tratado com MXPL e outro tratado com SFL. Nenhum aumento significativo no peso corporal em ratos com dieta hiperlipídica foi observado, contudo, houve alterações evidentes em outros parâmetros relevantes relacionados ao metabolismo. Resultados referentes à redução de peso corporal, níveis plasmáticos de glicose e lipogênese se contrapõem a outros antes relatados na literatura, sugerindo uma relação com o modelo animal utilizado. Atividades observadas para o extrato e frações indicam claramente que essas podem ser diferentes e até opostas, levando acreditar que os principais compostos do mate possuam diferentes efeitos no metabolismo quando testados separadamente. / Ilex paraguariensis A. St. Hil. is a South American native species commonly known as mate or yerba mate and is widely used as stimulant tea-like beverages. Methylxanthines, polyphenols and saponins are the main compounds present in its leaves. To these, are attributed several biological activities, including effects in lipid metabolism. Although there are a range of studies of mate, in the point of view of technological processing and biological testing of enriched and purified fractions revealed to be restricted. In this sense, the aim of this study is to evaluate the activity of the main compounds found in mate on the lipid metabolism of male Wistar rats fed with a high-fat diet. For this propose, it was obtained and optimized an extract of mate leaves (YME) by a Box-Behnken design, obtaining maximum yields of 357, 41 and 15 mg/g dry material, respectively. Subsequently, the main compounds were separated by solid phase extraction and fractionation using a polymer resin, methanol and water, in decreasing gradient polarity, achieving an enriched fraction of polyphenol and methylxanthines (MXPL) and an enriched fraction of saponins (SFL). Yields for polyphenols, saponins and methylxanthines were 497, 88 and 245 mg/g of dry material, respectively. Twenty four male Wistar rats were submitted to a high-fat diet and six to a standard diet, during five weeks and separated in five groups (standard diet (control) (n = 6); high-fat diet (n = 6); YME-treated group (n = 6); MXPL-treated group (n = 6); SFL-treated group (n = 6). No significant increase in rats body weight fed with high-fat diet was observed. However, there were evident alterations in fat other relevant parameters related to metabolism. Dissimilar results regarding the reduction of body weight, plasma levels of glucose and lipogenesis, for instance, are opposed to other studies, previously reported in the literature, suggesting that the animal model might be determinant in the evaluation of these activities. Likewise, effects observed in the crude extract and enriched fractions clearly indicate that these may be different, even opposite, leading to believe that the main compounds of mate have different effects on metabolism when are tested separately.

As saponinas são tensoativos naturais, caracterizadas principalmente por sua atividade espumógena. Ilex paraguariensis A. St. Hil, conhecida como "erva-mate", é uma espécie vegetal rica em saponinas e de importância econômica e cultural para este Estado. Estudos anteriores demonstraram que os frutos imaturos de I. paraguariensis, uma parte do vegetal sem valor comercial, apresenta teores mais elevados de saponinas que as folhas da erva-mate. O objetivo deste trabalho foi avaliar a potencialidade das saponinas dos frutos imaturos de I. paraguariensis como adjuvante espumógeno, sob o ponto de vista físico-químico e tecnológico, bem como a avaliação do potencial de irritação dérmica. Para isso, foram empregados um extrato bruto liofilizado (EXL) obtido por turbólise na proporção de 1:10 droga-solvente em etanol:água (40:60 v/v) como líquido extrator e dois produtos purificados ricos em saponinas, denominados Fr.7090 e P6, obtidos por um processo de fracionamento em fase sólida e eluição com metanol-água (método I) e por um processo de complexação com polímero polivinílico por contato direto (método II), respectivamente. Para a caracterização do perfil das saponinas e monitoramento de processos, foi desenvolvida uma metodologia analítica por CLAE em fase reversa C18, em sistema gradiente acetonitrila: ácido fosfórico 0,5 % com detecção em 205 nm. A atividade de superfície das saponinas foi avaliada através do abaixamento da tensão superficial, CMC, excesso de superfície e área superficial. Os perfis de espumabilidade e estabilidade da espuma das saponinas do EXL e da Fr. 7090 foram avaliados através de medidas da espumabilidade, drenagem, tempo de permanência da espuma e resistência. Como tensoativos de comparação foram utilizados o laurilsulfato de sódio (LSS) e polissorbato 80 (Poli. 80), empregados nas mesmas condições e concentrações que as soluções de saponinas. A influência de eletrólitos sobre os perfis espumógenos foi avaliado utilizando NaCl, KBr, KNO3, MgCl2 e Na2HPO4, mantendo a força iônica constante em 0,024 M. Para a análise das propriedades espumógenas das saponinas, a espuma foi gerada em coluna de vidro por insuflação de ar durante 20 segundos, mantendo um fluxo de 2 L min-1. O perfil de drenagem das espumas das saponinas na concentração de 10 CMC foi avaliado e expresso como percentual de volume de líquido retido na espuma (VLE %), no tempo zero e ao longo de 60 minutos. A estabilidade da espuma das saponinas de Fr.7090 e P6 foi avaliada considerando a altura da coluna de espuma em função do tempo e pelo registro e análise fotográficos da espuma até 480 minutos. Para avaliar a influência do tamanho micelar sobre as propriedades espumógenas dos tensoativos, o diâmetro efetivo das micelas foi determinado por medidas de espalhamento de luz dinâmica. Dados adicionais sobre a sua estabilidade foram obtidos mediante a análise fotográfica bidimensional, em câmara geradora de espuma projetada para esta finalidade. A resistência da espuma foi caracterizada mediante a velocidade de queda de uma esfera através da coluna de espuma, sob condições experimentais padronizadas. A Fr. 7090 apresentou um elevado grau de espumabilidade semelhante ao LSS e superior ao Poli. 80. Quanto ao perfil de drenagem, as saponinas apresentaram um valor de VLE % em 60 minutos (T1h) de 12,0 % e 15,2 %, para o EXL e Fr. 7090, respectivamente, em relação a 7,15 % para ambos tensoativos sintéticos. As saponinas apresentaram um perfil de estabilidade diferenciado, com maior estabilização estrutural com o tempo. As espumas das saponinas apresentaram uma resistência superior aos tensoativos sintéticos, porém, somente a 25 CMC. A adição de eletrólitos às soluções de saponinas influenciou negativamente os perfis espumógeno e de estabilidade da espuma das saponinas. As análises por espalhamento da luz sugerem micelas de dimensões maiores em relação aos tensoativos não-iônicos ou a possível formação de estruturas supramicelares, mesmo baixas concentrações. Pela análise bidimensional, a espuma do EXL apresentou menor alteração da forma e número das bolhas de ar com o tempo, comparado à espuma de LSS. O potencial de irritação dérmica das saponinas foi avaliado pelo teste de irritação primária dérmica de Draize in vivo, em coelhos machos albinos. A avaliação biológica classificou as saponinas como produtos não-irritantes. Pelos resultados, concluiu-se que as saponinas dos frutos imaturos de Ilex paraguariensis apresentam um potencial emprego tecnológico, tanto pelas suas propriedades espumógenas, como pela ausência de irritação cutânea. / Saponins are natural surfactants, characterized mainly for its foaming properties. Ilex paraguariensis A. St. Hil, known as "erva-mate", is a rich vegetal specie in saponins and of economic and cultural importance for this State. Previous studies had demonstrated that the immature fruits of I. paraguariensis, one has left of the vegetable without commercial value, presents higher concentrations of saponins that the leaves of "erva-mate". The objective of this work was to evaluate the saponins potentiality of the immature fruits of I. paraguariensis as adjuvant foaming, under the technological and physical-chemical point of view, as well as the evaluation of the cutaneous irritation potential. For this, it had been used a rude extract (EXL) obtained by tubo-extraction using ethanol 40% (v/v) as extractor liquid and two rich purified products in saponins obtained by a process in solid phase and elution with methanolwater (method I) and a complexation process with polyvinyl polymer (method II), respectively. For the characterization of saponins profile was developed an analytical methodology using HPLC in C18 reversed phase, with a system gradient composed by acetonitrile:phosphoric acid 0,5 % with detection in 205 nm. The surface activity of saponins was evaluated through the lower of the superficial tension, CMC, surface density and superficial area. Foambility and stability profiles of the saponins foam of the EXL and Fr. 7090 had been evaluated through foamability mensuraments, draining, permanence time of the foam and resistance of the films. As surfactants of comparison it had been used sodium dodecylsulphate (LSS) and polyssorbate 80 (Poli. 80). These had been analyzed in the same conditions and concentrations of saponins solutions. The electrolytes influence on the foaming profiles was evaluated using NaCl, KBr, KNO3, MgCl2 and Na2HPO4, keeping the constant ionic strenght in 0,024 M. For the analysis of the foams properties of the saponins, the foam was generated in glass column by air insufflation during 20 seconds, with a constant flow of 2 L min-1. The draining profile of the saponins foams in the concentration of 10 CMC was evaluated and expressed as percentile of volume of restrained liquid in the foam (VLE %), in time zero and throughout 60 minutes. The stability of the saponins foam of Fr.7090 and P6 was evaluated considering the height of the foam column in function of the time and for the photographic register and analysis of the foam till 480 minutes. To evaluate the influence of the micellar size on the foaming properties of the surfactants, the effective diameter of micelles was determined by dynamic light scattering mensuraments. Additional data on its stability had been obtained by means of the bidimensional photographic analysis, in generating foam chamber projected for this purpose. The resistance of the foam was characterized by means of the speed of a sphere fall through the foam column, under standardized experimental conditions. Fr. 7090 presented one high degree of similar foambility to the LSS and superior to Poli. 80. As much as to the draining profile, the saponins had presented a value of VLE % in 60 minutes (T1h) of 12,0 % and 15,2 %, for the EXL and Fr. 7090, respectively, in relation to 7,15 % for both synthetic surfactants The saponins showed a differentiated profile of stability, with bigger structural stabilization with the time. The saponins foams had presented a superior resistance to the synthetic surfactants, however, only 25 CMC. The addition of electrolytes had a negative influence on saponins foams profile and stability. The analyses for dynamic light scattering suggest bigger dimensions micelles in relation to the nonionic surfactants or the possible formation of highest micelles, even at low concentrations. To the bidimensional analysis, the EXL foam presented minor alteration of the form and number of the air bubbles with the time, compared with the LSS foam. The potential of the cutaneous irritation of the saponins was evaluated by the test of dermic primary irritation of the Draize test in albinic male rabbits. The biological evaluation classified the saponins as not-irritating products. For the results, it was concluded that the saponins of I. paraguariensis immature fruits presented a technologycal potential use, as for its foaming properties as for the absence of cutaneous irritation.

O presente trabalho teve por objetivo a avaliação físico-química e biológica de uma fração de saponinas enriquecida, obtida a partir de frutos verdes de Ilex paraguariensis A. St. Hil (mate). A espécie apresenta grande importância econômica para vários países sul-americanos, dentre eles o Brasil. Os frutos verdes da espécie acumulam significativa quantidade de saponinas, entretanto, são considerados subproduto da indústria do beneficiamento das folhas de mate. O extrato liofilizado dos frutos (EX40) foi obtido por turboextração na proporção planta-solvente de 1:10 utilizando como solvente solução hidroalcoólica a 40%. Para análise do extrato bruto foi desenvolvido e validado um método analítico por CLAE-UV, que permitiu: 1) quantificar o marcador químico ilexosídeo II em EX40; 2) estimar o conteúdo em saponinas totais do extrato, tendo sido obtidos valores de 8,2 g% e 47,6 g% respectivamente. Uma fração enriquecida em saponinas, denominada MSF, foi obtida mediante fracionamento em fase sólida a partir de EX40, utilizando resina hidrofóbica poliaromática e gradiente metanol:água de polaridade decrescente. Os maiores teores de saponinas foram obtidos para as frações contendo 70 e 90 % de metanol. A reprodutibilidade do processo foi avaliada por CLAE-UV, considerando o desvio padrão relativo (DPR) entre a área dos dois picos majoritários de MSF produzidas em seis lotes distintos. Valores de DPR de 8,17% para o pico I (ilexosídeo II) e 5,96 % para o pico II (majoritário) foram obtidos. A toxicidade da fração foi avaliada pelo potencial hemolítico in vitro e citotoxicidade sobre cultura de células de mamífero (MDBK ATCC CCL-22). Para atividade hemolítica foi determinado um valor de IC50 de 0,2 g/L (0,22 mM, expresso em ilexosídeo II). O valor de IC50 para citotoxicidade foi 3,8 g/L (4,04 mM, expresso em ilexosídeo II), caracterizando um produto de baixa toxicidade. Dentre as várias atividades biológicas descritas para saponinas, selecionouse avaliar MSF quanto ao seu potencial como imunoadjuvante, assim como a atividade tricomonicida. Para o primeiro caso, MSF foi testada em uma vacina contendo herpesvírus bovino tipo 5 como antígeno viral, nas doses de 100 e 500 μg. Entretanto, o incremento no título de IgG totais, avaliado por ELISA, não foi significativo. A atividade tricomonicida foi comparada aos tensoativos polissorbato 80 e tiloxapol e a uma fração enriquecida em saponinas de Quillaja saponaria. Após 24 h de incubação foi observado para MSF um efeito dose-dependente, atingindo letalidade total dos trofozoítos na concentração de 0,6 g/L. Esse efeito foi superior ao observado para polissorbato 80 e tiloxapol e similar ao de quillaia. O tratamento com metronidazol, administrado tanto após tratamento prévio dos trofozoítos com MSF quanto em associação com essa fração, não revelou qualquer alteração significativa no efeito de ambos os produtos, o que sugere ausência de interação entre MSF e MTZ e a possível existência de mecanismos de ação distintos. A caracterização físico-química enfatizou o estudo do tamanho e forma das micelas, seu comportamento reológico e capacidade de solubilizar compostos hidrofóbicos. A concentração micelar crítica foi determinada em 0,41 g/L utilizando um corante hidrofóbico como marcador. A análise por microscopia eletrônica de transmissão (MET) e CRIO-MET revelou a presença simultânea de micelas alongadas, com tamanho superior a 500 nm, e micelas esféricas de tamanho menor. Para a fração de micelas esféricas, a análise por espalhamento de nêutrons a baixo ângulo permitiu estabelecer diâmetro de 17,9 Å, perfazendo 23,1 e 32,6 % das micelas observadas em soluções de MSF a 0,5 e 1,0 % m/v, respectivamente. O comportamento reológico de MSF nas concentrações de 0,25 a 4,0 %, determinado por reometria dinâmica com controle de deformação, foi do tipo viscoelástico para todas as concentrações. Esse fato corrobora a existência de agregados não-esféricos, filiformes, semelhantes a micelas tipo wormlike. A solubilização micelar de fármacos mediante MSF foi avaliada utilizando como substâncias-modelos os fármacos flurbiprofeno – FLB (ácido fraco) e carbamazepina - CBZ (base fraca), ambos pouco solúveis, e saponinas de quillaia como produto de comparação. Nas concentrações de 0,13 a 1,5 % as saponinas de quillaia foram mais eficientes frente ao flurbiprofeno, enquanto MSF foi capaz de aumentar significativamente a solubilidade da carbamazepina. O incremento na solubilização gerado por MSF foi de 0,0145 e 0,0129 g/L para CBZ e FLB, respectivamente. / The present work aimed the physicochemical and biological evaluation of a saponin enriched fraction from the green fruits of Ilex paraguariensis A. St. Hil. (mate), a species of great economical importance in several Southern American countries, including Brazil. Despite possessing high amounts of saponins, mate green fruits have no commercial use to date and are considered a waste product from the mate leaves processing companies. Mate fruits lyophilized extract (EX40) was produced using turbo-extraction having a 40:60 mixture of water and ethanol as solvent and a 1:10 drug/solvent proportion. An HPLC-UV method was developed and validated aiming at: I) Quantify the EX40 chemical marker, ilexoside II; II) Determine the EX40 total saponin content. The values obtained were of 8.20 wt% and 47.60 wt%, respectively. An enriched saponin fraction (MSF) was obtained from EX40 through a solid phase extraction process within a polyaromatic resin and a decreasing solvent polarity gradient of methanol and water. The higher recovery of mate saponins was achieved with the 70 and 90 % methanol-containing fractions. The process reproducibility was assessed by HPLC-UV through the analysis of the relative standard deviation (RSD) of the two major MSF saponins peak areas obtained in six different batches. RSD values of 8.17 % for peak I (ilexoside II) and 5.96 % for peak II (major peak) were obtained. The MSF toxicity was evaluated according to its haemolytical activity and in vitro cytotoxicity against a mammalian cell culture lineage (MDBK ATCC CCL-22). Values of IC50 of 0.2 g/L (0.22 mM expressed as ilexoside II) and 3.8 g/L (4.04 mM as Ilexoside II) were found for the haemolysis and cytotoxicity respectively. Therefore we could classify MSF as a low toxicity product. Among the several biological activities ascribed to saponins, this work focused on the investigation of MSF immune enhancer potential and its anti-trichomonads vaginalis activity. For the first evaluation, MSF wad added to a bovine herpesvirus 5 vaccine, at 100 and 500 μg doses. However total IGg titres determined by ELISA were not statistically significant. The antitrichomonads activity of MSF was compared a saponin enriched fraction from the species Quillaja saponaria (Quillaja) and to tyloxapol and polysorbate 80. After 24h of incubation MSF presented a dose-dependent activity with total trophozoites lethality at a concentration of 0.6 g/L. The activity was higher than the synthetic surfactants and similar to Quillaja. The treatment with metronidazole (MTZ), peformed in association and after exposing the trophozoites with MSF did not show any synergistic effect of MZT and MSF which suggest an absence of interaction between the compounds and also that they probably have distinct mechanisms of action. The physicochemical evaluation of MSF focused the determination of MSF micelles size and shape, their rheological behaviour and ability to increase the solubility of hydrophobic compounds. MSF critical micellar concentration was determined as 0.41 g/L using a hydrophobic dye as a probe. The transmission electron microscopy (TEM) and CRYO-TEM analysis revealed the occurrence of filiform micelles higher than 500 nm and smaller sizes spherical micelles simultaneously. The spherical micelles radius of 17.9 Å were determined using small angle neutron scattering.and they corresponded to 23.1 and 32.6 % of the total micelles in MSF solutions of 0.5 and 1.0 % w/v, respectively. The rheological behavior of MSF ranging in concentration from 0.25 to 4.0% was determined on a dynamic strain control rheometer and a viscoelastic behavior was observed for all concentrations. These findings corroborate the occurrence of nonspherical micelles very long in size (wormlike). MSF ability to improve the solubilisation of poor aqueous soluble drugs was assessed using carbamazepine (CBZ) and flurbiprofen (FLB) as a model of amphiphilic basic and acidic coumpounds. Saponin enriched fractions were evaluated in concentrations ranging from 0.13 to 1.5 %. Quillaja was more efficient toward the weak acid while MSF was able to increase significantly the CBZ solubility. The increase on CBZ and FLB solubility after MSF addition was of 0.0145 and 0.0129 g/L, respectively.

As sementes de Chenopodium quinoa (quinoa) são conhecidas pelo seu elevado teor de proteína bem como de saponinas. Quimicamente as saponinas de quinoa são triterpenos sendo ácido fitolacagênico, hederagenina, ácido oleanólico e ácido serjânico, as agliconas mais comumente encontradas. Para as saponinas de quinoa existem relatos contraditórios de atividade imunoadjuvante. Complexos imunoestimulantes têm sido bastante estudados nos últimos anos por atuarem como carreadores de antígenos. Esses complexos são constituídos, de saponinas, colesterol, fosfolipídios e um antígeno (ISCOM); na ausência de um antígeno são denominados de matrizes ISCOM. Para as saponinas de quinoa a possibilidade de formação de matrizes ISCOM não está completamente elucidada. Esse trabalho teve como objetivo a caracterização química das principais saponinas presentes nas sementes de C. quinoa bem como a avaliação das atividades antifúngica e imunoadjuvante. Agregados micelares formados por auto-associação das saponinas, bem como os complexos formados quando da formulação com colesterol e fosfatidilcolina também foram avaliados. O método de purificação das saponinas de quinoa utilizando resina poliaromática permitiu a obtenção de duas frações saponosídicas principais denominadas FQ70 e FQ90. Nessas frações foram caracterizadas dez saponinas triterpênicas bidesmosídicas pela técnica de UPLC/Q-TOF-MS. Um método por CLAE foi desenvolvido e validado para a determinação do conteúdo de saponinas nas frações de quinoa. A atividade antifúngica das frações de quinoa foi avaliada pelo método da microdiluição em placa para a determinação da concentração inibitória mínima (CIM). As frações foram inativas frente a todas as leveduras avaliadas. No entanto, todos os fungos dermatófitos testados foram suscetíveis às frações de quinoa. Os agregados formados por auto-associação das saponinas em solução aquosa bem como as nanoestruturas formadas após a complexação das saponinas de quinoa com colesterol (CHOL) e fosfatidilcolina (PC) foram estudados em diferentes proporções. As técnicas de espalhamento de luz dinâmico (DLS) e microscopia eletrônica de transmissão (MET) demonstraram estruturas esféricas e micelas filiformes. Em condições experimentais similares àquelas relatadas para a formação de matrizes ISCOM de saponinas de Quillaja saponaria, foram observadas estruturas tubulares e micelas anelares. A composição de saponinas das frações de quinoa parece determinar o tipo de nanoestrutura observada por MET. A toxicidade das frações de quinoa foi avaliada pela determinação da atividade hemolítica, toxicidade frente à Artemia salina e toxicidade aguda em camundongos. FQ70 foi praticamente atóxica frente à A. salina, no entanto, FQ90 apresentou toxicidade. Ambas as frações de quinoa foram menos hemolíticas quando comparadas com Quil A (extrato purificado Q. saponaria). Para avaliar a atividade imunoadjuvante camundongos foram imunizados somente com ovoalbumina (OVA) ou com OVA e os adjuvantes Quil A (adjuvante controle), FQ70 ou FQ90. Hipersensibilidade do tipo tardia (DTH) foi avaliada 28 dias após o priming. A proliferação de esplenócitos com os mitógenos Concanavalina A (Con A)-, lipopolissacarídeo e OVA, foi avaliada 28 dias pós priming. Ambas as frações de quinoa promoveram um estímulo da resposta imune humoral e celular, porém de forma diferenciada. / Chenopodium quinoa (quinoa) seeds are a rich protein source and well-known for their high saponin content. Chemically, quinoa saponins are triterpene glycosides being phytolaccagenic, hederagenin, oleanolic and serjanic acids the most common aglycones found in seeds. Its immunoadjuvant properties have been examined and the results obtained were conflicting. Mixed micelles composed of saponin, cholesterol and phospholipids, either containing antigen (ISCOM) or not (ISCOM matrix), have been under intensive development in recent years due to their ability to act as antigen presenting-carriers with remarkable immunostimulating properties. The formation of ISCOM or other clearly defined micellar structures with quinoa saponins remained uncorroborated. The objectives of this study were the chemical structure characterization of main saponins present in C. quinoa seeds and the evaluation of antifungal and immunoadjuvant properties related to them. Also, micellar aggregates formed by self-association in aqueous solutions by quinoa saponins as well as nanostructures formed after their complexation with cholesterol (CHOL) and phosphatidylcholine (PC) were evaluated. The separation method of quinoa saponins using a polyaromatic resin allowed the preparation of two purified and enriched fractions, FQ70 and FQ90. Ten triterpenic saponins were chemically characterized by UPLC/Q-TOF-MS in quinoa saponin fractions. A LC-method was developed and validated aiming the saponin content assay in quinoa saponin fractions. The antifungal activity of quinoa fractions was evaluated by broth microdilution method for the determination of the minimal inhibitory concentration (MIC). Both fractions were inactive against all yeasts tested. However all dermatophyte fungi were susceptible to quinoa saponin fractions. The aggregates formed by self-association in aqueous solutions by two quinoa saponin fractions, as well as several distinctive nanostructures formed after their complexation with cholesterol and phosphatidylcholine at different ratios were studied. Dynamic Light Scattering (DLS) and Transmission Electron Microscopy (TEM) showed novel nanosized spherical vesicles formed by self-association and worm-like micelles in quinoa saponin fractions. When experimental conditions, similar to those reported for the preparation of Quillaja saponaria ISCOM matrices, tubular and ring-like micelles arose from quinoa saponin fractions. The saponin composition of quinoa fractions seems determines the nanosized structures viewed by TEM. The toxicity of quinoa fractions were assayed by haemolytic, toxicity to brine shrimps, and acute toxicity in mice tests. FQ70 was almost atoxic however, for FQ90 presented toxicity against shrimps. The quinoa saponin fractions were less haemolytic than Quil A (purified extract from Q. saponaria). To evaluate immunoadjuvant activity, mice were immunized subcutaneously with ovoalbumin (OVA) alone or adjuvanted with Quil A (adjuvant control), FQ70 or FQ90. Delayed-Type Hypersensitivity (DTH) were assayed 28 days post-priming and Concanavalin A (Con A)-, Lipopolysaccharide-, and OVA-stimulated splenocyte proliferation were also measured 28 days post-priming. The results suggested that the two quinoa saponin fractions enhanced significantly the production of humoral and cellular immune responses to OVA in mice.

Ilex paraguariensis A. St. Hil. é uma espécie nativa da América do Sul popularmente conhecida como mate ou erva-mate. Três principais classes de compostos bioativos estão presentes nas folhas: metilxantinas, polifenóis e saponinas, nas quais são atribuídas diversas atividades biológicas, incluindo efeitos no metabolismo lipídico. Do ponto de vista químico e biológico, essa espécie é bastante estudada. Em relação ao processo de obtenção, enriquecimento e purificação das frações do mate, porém, a pesquisa tecnológica revela-se restrita. Este trabalho teve como objetivo avaliar a atividade dos principais grupos de compostos do mate sobre o metabolismo de ratos Wistar submetidos à uma dieta hiperlipídica. A extração de polifenóis, metilxantinas e saponinas das folhas foi otimizado mediante um desenho experimental do tipo Box-Behnken, obtendo-se rendimentos máximos de 357, 41 e 15 mg/g de planta seca, respectivamente. Uma fração enriquecida em polifenóis e metilxantinas (MXPL) e outra enriquecida em saponinas (SFL) foram preparadas por fracionamento em fase sólida de resina polimérica, metanol e água em gradiente decrescente de polaridade. Os rendimentos para polifenóis, metilxantinas e saponinas foram 497, 88 e 245 mg/g de material seco, respectivamente. Vinte quatro ratos Wistar machos foram submetidos a uma dieta hiperlipídica e seis ratos submetidos à uma dieta padrão durante cinco semanas. Posteriormente, foram separados em dois grupos controles (dieta padrão e hiperlipídica), um grupo tratado com extrato de mate (YME), outro tratado com MXPL e outro tratado com SFL. Nenhum aumento significativo no peso corporal em ratos com dieta hiperlipídica foi observado, contudo, houve alterações evidentes em outros parâmetros relevantes relacionados ao metabolismo. Resultados referentes à redução de peso corporal, níveis plasmáticos de glicose e lipogênese se contrapõem a outros antes relatados na literatura, sugerindo uma relação com o modelo animal utilizado. Atividades observadas para o extrato e frações indicam claramente que essas podem ser diferentes e até opostas, levando acreditar que os principais compostos do mate possuam diferentes efeitos no metabolismo quando testados separadamente. / Ilex paraguariensis A. St. Hil. is a South American native species commonly known as mate or yerba mate and is widely used as stimulant tea-like beverages. Methylxanthines, polyphenols and saponins are the main compounds present in its leaves. To these, are attributed several biological activities, including effects in lipid metabolism. Although there are a range of studies of mate, in the point of view of technological processing and biological testing of enriched and purified fractions revealed to be restricted. In this sense, the aim of this study is to evaluate the activity of the main compounds found in mate on the lipid metabolism of male Wistar rats fed with a high-fat diet. For this propose, it was obtained and optimized an extract of mate leaves (YME) by a Box-Behnken design, obtaining maximum yields of 357, 41 and 15 mg/g dry material, respectively. Subsequently, the main compounds were separated by solid phase extraction and fractionation using a polymer resin, methanol and water, in decreasing gradient polarity, achieving an enriched fraction of polyphenol and methylxanthines (MXPL) and an enriched fraction of saponins (SFL). Yields for polyphenols, saponins and methylxanthines were 497, 88 and 245 mg/g of dry material, respectively. Twenty four male Wistar rats were submitted to a high-fat diet and six to a standard diet, during five weeks and separated in five groups (standard diet (control) (n = 6); high-fat diet (n = 6); YME-treated group (n = 6); MXPL-treated group (n = 6); SFL-treated group (n = 6). No significant increase in rats body weight fed with high-fat diet was observed. However, there were evident alterations in fat other relevant parameters related to metabolism. Dissimilar results regarding the reduction of body weight, plasma levels of glucose and lipogenesis, for instance, are opposed to other studies, previously reported in the literature, suggesting that the animal model might be determinant in the evaluation of these activities. Likewise, effects observed in the crude extract and enriched fractions clearly indicate that these may be different, even opposite, leading to believe that the main compounds of mate have different effects on metabolism when are tested separately.

As saponinas são tensoativos naturais, caracterizadas principalmente por sua atividade espumógena. Ilex paraguariensis A. St. Hil, conhecida como "erva-mate", é uma espécie vegetal rica em saponinas e de importância econômica e cultural para este Estado. Estudos anteriores demonstraram que os frutos imaturos de I. paraguariensis, uma parte do vegetal sem valor comercial, apresenta teores mais elevados de saponinas que as folhas da erva-mate. O objetivo deste trabalho foi avaliar a potencialidade das saponinas dos frutos imaturos de I. paraguariensis como adjuvante espumógeno, sob o ponto de vista físico-químico e tecnológico, bem como a avaliação do potencial de irritação dérmica. Para isso, foram empregados um extrato bruto liofilizado (EXL) obtido por turbólise na proporção de 1:10 droga-solvente em etanol:água (40:60 v/v) como líquido extrator e dois produtos purificados ricos em saponinas, denominados Fr.7090 e P6, obtidos por um processo de fracionamento em fase sólida e eluição com metanol-água (método I) e por um processo de complexação com polímero polivinílico por contato direto (método II), respectivamente. Para a caracterização do perfil das saponinas e monitoramento de processos, foi desenvolvida uma metodologia analítica por CLAE em fase reversa C18, em sistema gradiente acetonitrila: ácido fosfórico 0,5 % com detecção em 205 nm. A atividade de superfície das saponinas foi avaliada através do abaixamento da tensão superficial, CMC, excesso de superfície e área superficial. Os perfis de espumabilidade e estabilidade da espuma das saponinas do EXL e da Fr. 7090 foram avaliados através de medidas da espumabilidade, drenagem, tempo de permanência da espuma e resistência. Como tensoativos de comparação foram utilizados o laurilsulfato de sódio (LSS) e polissorbato 80 (Poli. 80), empregados nas mesmas condições e concentrações que as soluções de saponinas. A influência de eletrólitos sobre os perfis espumógenos foi avaliado utilizando NaCl, KBr, KNO3, MgCl2 e Na2HPO4, mantendo a força iônica constante em 0,024 M. Para a análise das propriedades espumógenas das saponinas, a espuma foi gerada em coluna de vidro por insuflação de ar durante 20 segundos, mantendo um fluxo de 2 L min-1. O perfil de drenagem das espumas das saponinas na concentração de 10 CMC foi avaliado e expresso como percentual de volume de líquido retido na espuma (VLE %), no tempo zero e ao longo de 60 minutos. A estabilidade da espuma das saponinas de Fr.7090 e P6 foi avaliada considerando a altura da coluna de espuma em função do tempo e pelo registro e análise fotográficos da espuma até 480 minutos. Para avaliar a influência do tamanho micelar sobre as propriedades espumógenas dos tensoativos, o diâmetro efetivo das micelas foi determinado por medidas de espalhamento de luz dinâmica. Dados adicionais sobre a sua estabilidade foram obtidos mediante a análise fotográfica bidimensional, em câmara geradora de espuma projetada para esta finalidade. A resistência da espuma foi caracterizada mediante a velocidade de queda de uma esfera através da coluna de espuma, sob condições experimentais padronizadas. A Fr. 7090 apresentou um elevado grau de espumabilidade semelhante ao LSS e superior ao Poli. 80. Quanto ao perfil de drenagem, as saponinas apresentaram um valor de VLE % em 60 minutos (T1h) de 12,0 % e 15,2 %, para o EXL e Fr. 7090, respectivamente, em relação a 7,15 % para ambos tensoativos sintéticos. As saponinas apresentaram um perfil de estabilidade diferenciado, com maior estabilização estrutural com o tempo. As espumas das saponinas apresentaram uma resistência superior aos tensoativos sintéticos, porém, somente a 25 CMC. A adição de eletrólitos às soluções de saponinas influenciou negativamente os perfis espumógeno e de estabilidade da espuma das saponinas. As análises por espalhamento da luz sugerem micelas de dimensões maiores em relação aos tensoativos não-iônicos ou a possível formação de estruturas supramicelares, mesmo baixas concentrações. Pela análise bidimensional, a espuma do EXL apresentou menor alteração da forma e número das bolhas de ar com o tempo, comparado à espuma de LSS. O potencial de irritação dérmica das saponinas foi avaliado pelo teste de irritação primária dérmica de Draize in vivo, em coelhos machos albinos. A avaliação biológica classificou as saponinas como produtos não-irritantes. Pelos resultados, concluiu-se que as saponinas dos frutos imaturos de Ilex paraguariensis apresentam um potencial emprego tecnológico, tanto pelas suas propriedades espumógenas, como pela ausência de irritação cutânea. / Saponins are natural surfactants, characterized mainly for its foaming properties. Ilex paraguariensis A. St. Hil, known as "erva-mate", is a rich vegetal specie in saponins and of economic and cultural importance for this State. Previous studies had demonstrated that the immature fruits of I. paraguariensis, one has left of the vegetable without commercial value, presents higher concentrations of saponins that the leaves of "erva-mate". The objective of this work was to evaluate the saponins potentiality of the immature fruits of I. paraguariensis as adjuvant foaming, under the technological and physical-chemical point of view, as well as the evaluation of the cutaneous irritation potential. For this, it had been used a rude extract (EXL) obtained by tubo-extraction using ethanol 40% (v/v) as extractor liquid and two rich purified products in saponins obtained by a process in solid phase and elution with methanolwater (method I) and a complexation process with polyvinyl polymer (method II), respectively. For the characterization of saponins profile was developed an analytical methodology using HPLC in C18 reversed phase, with a system gradient composed by acetonitrile:phosphoric acid 0,5 % with detection in 205 nm. The surface activity of saponins was evaluated through the lower of the superficial tension, CMC, surface density and superficial area. Foambility and stability profiles of the saponins foam of the EXL and Fr. 7090 had been evaluated through foamability mensuraments, draining, permanence time of the foam and resistance of the films. As surfactants of comparison it had been used sodium dodecylsulphate (LSS) and polyssorbate 80 (Poli. 80). These had been analyzed in the same conditions and concentrations of saponins solutions. The electrolytes influence on the foaming profiles was evaluated using NaCl, KBr, KNO3, MgCl2 and Na2HPO4, keeping the constant ionic strenght in 0,024 M. For the analysis of the foams properties of the saponins, the foam was generated in glass column by air insufflation during 20 seconds, with a constant flow of 2 L min-1. The draining profile of the saponins foams in the concentration of 10 CMC was evaluated and expressed as percentile of volume of restrained liquid in the foam (VLE %), in time zero and throughout 60 minutes. The stability of the saponins foam of Fr.7090 and P6 was evaluated considering the height of the foam column in function of the time and for the photographic register and analysis of the foam till 480 minutes. To evaluate the influence of the micellar size on the foaming properties of the surfactants, the effective diameter of micelles was determined by dynamic light scattering mensuraments. Additional data on its stability had been obtained by means of the bidimensional photographic analysis, in generating foam chamber projected for this purpose. The resistance of the foam was characterized by means of the speed of a sphere fall through the foam column, under standardized experimental conditions. Fr. 7090 presented one high degree of similar foambility to the LSS and superior to Poli. 80. As much as to the draining profile, the saponins had presented a value of VLE % in 60 minutes (T1h) of 12,0 % and 15,2 %, for the EXL and Fr. 7090, respectively, in relation to 7,15 % for both synthetic surfactants The saponins showed a differentiated profile of stability, with bigger structural stabilization with the time. The saponins foams had presented a superior resistance to the synthetic surfactants, however, only 25 CMC. The addition of electrolytes had a negative influence on saponins foams profile and stability. The analyses for dynamic light scattering suggest bigger dimensions micelles in relation to the nonionic surfactants or the possible formation of highest micelles, even at low concentrations. To the bidimensional analysis, the EXL foam presented minor alteration of the form and number of the air bubbles with the time, compared with the LSS foam. The potential of the cutaneous irritation of the saponins was evaluated by the test of dermic primary irritation of the Draize test in albinic male rabbits. The biological evaluation classified the saponins as not-irritating products. For the results, it was concluded that the saponins of I. paraguariensis immature fruits presented a technologycal potential use, as for its foaming properties as for the absence of cutaneous irritation.

As sementes de Chenopodium quinoa (quinoa) são conhecidas pelo seu elevado teor de proteína bem como de saponinas. Quimicamente as saponinas de quinoa são triterpenos sendo ácido fitolacagênico, hederagenina, ácido oleanólico e ácido serjânico, as agliconas mais comumente encontradas. Para as saponinas de quinoa existem relatos contraditórios de atividade imunoadjuvante. Complexos imunoestimulantes têm sido bastante estudados nos últimos anos por atuarem como carreadores de antígenos. Esses complexos são constituídos, de saponinas, colesterol, fosfolipídios e um antígeno (ISCOM); na ausência de um antígeno são denominados de matrizes ISCOM. Para as saponinas de quinoa a possibilidade de formação de matrizes ISCOM não está completamente elucidada. Esse trabalho teve como objetivo a caracterização química das principais saponinas presentes nas sementes de C. quinoa bem como a avaliação das atividades antifúngica e imunoadjuvante. Agregados micelares formados por auto-associação das saponinas, bem como os complexos formados quando da formulação com colesterol e fosfatidilcolina também foram avaliados. O método de purificação das saponinas de quinoa utilizando resina poliaromática permitiu a obtenção de duas frações saponosídicas principais denominadas FQ70 e FQ90. Nessas frações foram caracterizadas dez saponinas triterpênicas bidesmosídicas pela técnica de UPLC/Q-TOF-MS. Um método por CLAE foi desenvolvido e validado para a determinação do conteúdo de saponinas nas frações de quinoa. A atividade antifúngica das frações de quinoa foi avaliada pelo método da microdiluição em placa para a determinação da concentração inibitória mínima (CIM). As frações foram inativas frente a todas as leveduras avaliadas. No entanto, todos os fungos dermatófitos testados foram suscetíveis às frações de quinoa. Os agregados formados por auto-associação das saponinas em solução aquosa bem como as nanoestruturas formadas após a complexação das saponinas de quinoa com colesterol (CHOL) e fosfatidilcolina (PC) foram estudados em diferentes proporções. As técnicas de espalhamento de luz dinâmico (DLS) e microscopia eletrônica de transmissão (MET) demonstraram estruturas esféricas e micelas filiformes. Em condições experimentais similares àquelas relatadas para a formação de matrizes ISCOM de saponinas de Quillaja saponaria, foram observadas estruturas tubulares e micelas anelares. A composição de saponinas das frações de quinoa parece determinar o tipo de nanoestrutura observada por MET. A toxicidade das frações de quinoa foi avaliada pela determinação da atividade hemolítica, toxicidade frente à Artemia salina e toxicidade aguda em camundongos. FQ70 foi praticamente atóxica frente à A. salina, no entanto, FQ90 apresentou toxicidade. Ambas as frações de quinoa foram menos hemolíticas quando comparadas com Quil A (extrato purificado Q. saponaria). Para avaliar a atividade imunoadjuvante camundongos foram imunizados somente com ovoalbumina (OVA) ou com OVA e os adjuvantes Quil A (adjuvante controle), FQ70 ou FQ90. Hipersensibilidade do tipo tardia (DTH) foi avaliada 28 dias após o priming. A proliferação de esplenócitos com os mitógenos Concanavalina A (Con A)-, lipopolissacarídeo e OVA, foi avaliada 28 dias pós priming. Ambas as frações de quinoa promoveram um estímulo da resposta imune humoral e celular, porém de forma diferenciada. / Chenopodium quinoa (quinoa) seeds are a rich protein source and well-known for their high saponin content. Chemically, quinoa saponins are triterpene glycosides being phytolaccagenic, hederagenin, oleanolic and serjanic acids the most common aglycones found in seeds. Its immunoadjuvant properties have been examined and the results obtained were conflicting. Mixed micelles composed of saponin, cholesterol and phospholipids, either containing antigen (ISCOM) or not (ISCOM matrix), have been under intensive development in recent years due to their ability to act as antigen presenting-carriers with remarkable immunostimulating properties. The formation of ISCOM or other clearly defined micellar structures with quinoa saponins remained uncorroborated. The objectives of this study were the chemical structure characterization of main saponins present in C. quinoa seeds and the evaluation of antifungal and immunoadjuvant properties related to them. Also, micellar aggregates formed by self-association in aqueous solutions by quinoa saponins as well as nanostructures formed after their complexation with cholesterol (CHOL) and phosphatidylcholine (PC) were evaluated. The separation method of quinoa saponins using a polyaromatic resin allowed the preparation of two purified and enriched fractions, FQ70 and FQ90. Ten triterpenic saponins were chemically characterized by UPLC/Q-TOF-MS in quinoa saponin fractions. A LC-method was developed and validated aiming the saponin content assay in quinoa saponin fractions. The antifungal activity of quinoa fractions was evaluated by broth microdilution method for the determination of the minimal inhibitory concentration (MIC). Both fractions were inactive against all yeasts tested. However all dermatophyte fungi were susceptible to quinoa saponin fractions. The aggregates formed by self-association in aqueous solutions by two quinoa saponin fractions, as well as several distinctive nanostructures formed after their complexation with cholesterol and phosphatidylcholine at different ratios were studied. Dynamic Light Scattering (DLS) and Transmission Electron Microscopy (TEM) showed novel nanosized spherical vesicles formed by self-association and worm-like micelles in quinoa saponin fractions. When experimental conditions, similar to those reported for the preparation of Quillaja saponaria ISCOM matrices, tubular and ring-like micelles arose from quinoa saponin fractions. The saponin composition of quinoa fractions seems determines the nanosized structures viewed by TEM. The toxicity of quinoa fractions were assayed by haemolytic, toxicity to brine shrimps, and acute toxicity in mice tests. FQ70 was almost atoxic however, for FQ90 presented toxicity against shrimps. The quinoa saponin fractions were less haemolytic than Quil A (purified extract from Q. saponaria). To evaluate immunoadjuvant activity, mice were immunized subcutaneously with ovoalbumin (OVA) alone or adjuvanted with Quil A (adjuvant control), FQ70 or FQ90. Delayed-Type Hypersensitivity (DTH) were assayed 28 days post-priming and Concanavalin A (Con A)-, Lipopolysaccharide-, and OVA-stimulated splenocyte proliferation were also measured 28 days post-priming. The results suggested that the two quinoa saponin fractions enhanced significantly the production of humoral and cellular immune responses to OVA in mice.

O presente trabalho teve por objetivo a avaliação físico-química e biológica de uma fração de saponinas enriquecida, obtida a partir de frutos verdes de Ilex paraguariensis A. St. Hil (mate). A espécie apresenta grande importância econômica para vários países sul-americanos, dentre eles o Brasil. Os frutos verdes da espécie acumulam significativa quantidade de saponinas, entretanto, são considerados subproduto da indústria do beneficiamento das folhas de mate. O extrato liofilizado dos frutos (EX40) foi obtido por turboextração na proporção planta-solvente de 1:10 utilizando como solvente solução hidroalcoólica a 40%. Para análise do extrato bruto foi desenvolvido e validado um método analítico por CLAE-UV, que permitiu: 1) quantificar o marcador químico ilexosídeo II em EX40; 2) estimar o conteúdo em saponinas totais do extrato, tendo sido obtidos valores de 8,2 g% e 47,6 g% respectivamente. Uma fração enriquecida em saponinas, denominada MSF, foi obtida mediante fracionamento em fase sólida a partir de EX40, utilizando resina hidrofóbica poliaromática e gradiente metanol:água de polaridade decrescente. Os maiores teores de saponinas foram obtidos para as frações contendo 70 e 90 % de metanol. A reprodutibilidade do processo foi avaliada por CLAE-UV, considerando o desvio padrão relativo (DPR) entre a área dos dois picos majoritários de MSF produzidas em seis lotes distintos. Valores de DPR de 8,17% para o pico I (ilexosídeo II) e 5,96 % para o pico II (majoritário) foram obtidos. A toxicidade da fração foi avaliada pelo potencial hemolítico in vitro e citotoxicidade sobre cultura de células de mamífero (MDBK ATCC CCL-22). Para atividade hemolítica foi determinado um valor de IC50 de 0,2 g/L (0,22 mM, expresso em ilexosídeo II). O valor de IC50 para citotoxicidade foi 3,8 g/L (4,04 mM, expresso em ilexosídeo II), caracterizando um produto de baixa toxicidade. Dentre as várias atividades biológicas descritas para saponinas, selecionouse avaliar MSF quanto ao seu potencial como imunoadjuvante, assim como a atividade tricomonicida. Para o primeiro caso, MSF foi testada em uma vacina contendo herpesvírus bovino tipo 5 como antígeno viral, nas doses de 100 e 500 μg. Entretanto, o incremento no título de IgG totais, avaliado por ELISA, não foi significativo. A atividade tricomonicida foi comparada aos tensoativos polissorbato 80 e tiloxapol e a uma fração enriquecida em saponinas de Quillaja saponaria. Após 24 h de incubação foi observado para MSF um efeito dose-dependente, atingindo letalidade total dos trofozoítos na concentração de 0,6 g/L. Esse efeito foi superior ao observado para polissorbato 80 e tiloxapol e similar ao de quillaia. O tratamento com metronidazol, administrado tanto após tratamento prévio dos trofozoítos com MSF quanto em associação com essa fração, não revelou qualquer alteração significativa no efeito de ambos os produtos, o que sugere ausência de interação entre MSF e MTZ e a possível existência de mecanismos de ação distintos. A caracterização físico-química enfatizou o estudo do tamanho e forma das micelas, seu comportamento reológico e capacidade de solubilizar compostos hidrofóbicos. A concentração micelar crítica foi determinada em 0,41 g/L utilizando um corante hidrofóbico como marcador. A análise por microscopia eletrônica de transmissão (MET) e CRIO-MET revelou a presença simultânea de micelas alongadas, com tamanho superior a 500 nm, e micelas esféricas de tamanho menor. Para a fração de micelas esféricas, a análise por espalhamento de nêutrons a baixo ângulo permitiu estabelecer diâmetro de 17,9 Å, perfazendo 23,1 e 32,6 % das micelas observadas em soluções de MSF a 0,5 e 1,0 % m/v, respectivamente. O comportamento reológico de MSF nas concentrações de 0,25 a 4,0 %, determinado por reometria dinâmica com controle de deformação, foi do tipo viscoelástico para todas as concentrações. Esse fato corrobora a existência de agregados não-esféricos, filiformes, semelhantes a micelas tipo wormlike. A solubilização micelar de fármacos mediante MSF foi avaliada utilizando como substâncias-modelos os fármacos flurbiprofeno – FLB (ácido fraco) e carbamazepina - CBZ (base fraca), ambos pouco solúveis, e saponinas de quillaia como produto de comparação. Nas concentrações de 0,13 a 1,5 % as saponinas de quillaia foram mais eficientes frente ao flurbiprofeno, enquanto MSF foi capaz de aumentar significativamente a solubilidade da carbamazepina. O incremento na solubilização gerado por MSF foi de 0,0145 e 0,0129 g/L para CBZ e FLB, respectivamente. / The present work aimed the physicochemical and biological evaluation of a saponin enriched fraction from the green fruits of Ilex paraguariensis A. St. Hil. (mate), a species of great economical importance in several Southern American countries, including Brazil. Despite possessing high amounts of saponins, mate green fruits have no commercial use to date and are considered a waste product from the mate leaves processing companies. Mate fruits lyophilized extract (EX40) was produced using turbo-extraction having a 40:60 mixture of water and ethanol as solvent and a 1:10 drug/solvent proportion. An HPLC-UV method was developed and validated aiming at: I) Quantify the EX40 chemical marker, ilexoside II; II) Determine the EX40 total saponin content. The values obtained were of 8.20 wt% and 47.60 wt%, respectively. An enriched saponin fraction (MSF) was obtained from EX40 through a solid phase extraction process within a polyaromatic resin and a decreasing solvent polarity gradient of methanol and water. The higher recovery of mate saponins was achieved with the 70 and 90 % methanol-containing fractions. The process reproducibility was assessed by HPLC-UV through the analysis of the relative standard deviation (RSD) of the two major MSF saponins peak areas obtained in six different batches. RSD values of 8.17 % for peak I (ilexoside II) and 5.96 % for peak II (major peak) were obtained. The MSF toxicity was evaluated according to its haemolytical activity and in vitro cytotoxicity against a mammalian cell culture lineage (MDBK ATCC CCL-22). Values of IC50 of 0.2 g/L (0.22 mM expressed as ilexoside II) and 3.8 g/L (4.04 mM as Ilexoside II) were found for the haemolysis and cytotoxicity respectively. Therefore we could classify MSF as a low toxicity product. Among the several biological activities ascribed to saponins, this work focused on the investigation of MSF immune enhancer potential and its anti-trichomonads vaginalis activity. For the first evaluation, MSF wad added to a bovine herpesvirus 5 vaccine, at 100 and 500 μg doses. However total IGg titres determined by ELISA were not statistically significant. The antitrichomonads activity of MSF was compared a saponin enriched fraction from the species Quillaja saponaria (Quillaja) and to tyloxapol and polysorbate 80. After 24h of incubation MSF presented a dose-dependent activity with total trophozoites lethality at a concentration of 0.6 g/L. The activity was higher than the synthetic surfactants and similar to Quillaja. The treatment with metronidazole (MTZ), peformed in association and after exposing the trophozoites with MSF did not show any synergistic effect of MZT and MSF which suggest an absence of interaction between the compounds and also that they probably have distinct mechanisms of action. The physicochemical evaluation of MSF focused the determination of MSF micelles size and shape, their rheological behaviour and ability to increase the solubility of hydrophobic compounds. MSF critical micellar concentration was determined as 0.41 g/L using a hydrophobic dye as a probe. The transmission electron microscopy (TEM) and CRYO-TEM analysis revealed the occurrence of filiform micelles higher than 500 nm and smaller sizes spherical micelles simultaneously. The spherical micelles radius of 17.9 Å were determined using small angle neutron scattering.and they corresponded to 23.1 and 32.6 % of the total micelles in MSF solutions of 0.5 and 1.0 % w/v, respectively. The rheological behavior of MSF ranging in concentration from 0.25 to 4.0% was determined on a dynamic strain control rheometer and a viscoelastic behavior was observed for all concentrations. These findings corroborate the occurrence of nonspherical micelles very long in size (wormlike). MSF ability to improve the solubilisation of poor aqueous soluble drugs was assessed using carbamazepine (CBZ) and flurbiprofen (FLB) as a model of amphiphilic basic and acidic coumpounds. Saponin enriched fractions were evaluated in concentrations ranging from 0.13 to 1.5 %. Quillaja was more efficient toward the weak acid while MSF was able to increase significantly the CBZ solubility. The increase on CBZ and FLB solubility after MSF addition was of 0.0145 and 0.0129 g/L, respectively.