Smallanthus sonchifolius (Poepp. & Endl.) H. Robinson (Asteraceae), conhecida popularmente como yacón, é um erva utilizada na medicina popular para o tratamento do diabetes. A ação hipoglicemiante do extrato aquoso das folhas do yacón foi comprovada em estudos recentes realizados por outros autores em animais diabéticos. Análises fitoquímicas preliminares revelaram que a espécie é rica em lactonas sesquiterpênicas (LST) e em derivados dos ácidos clorogênicos (ACG). Ambas as classes de substâncias possuem inúmeras atividades biológicas, como ação antioxidante, anti-inflamatória, e inibidora de enzimas que podem contribuir no quadro de melhora do estado diabético. Contudo, ainda não está comprovado se as atividades biológicas da espécie são resultantes da ação dos ACG ou das LST. Adicionalmente, análises toxicológicas do consumo das folhas do yacón ainda não foram realizadas. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar três extratos preparados com folhas do yacón, com o intuito de analisar o papel das diferentes classes químicas no desenvolvimento das atividades biológicas descritas para a espécie, bem como de seus potenciais efeitos tóxicos. Os extratos obtidos foram: o extrato aquoso (EA), no qual foram detectados tanto ACG (2,0 e 1,3 µg/mL dos picos mais intensos), quanto LST (99,7 e 319,0 µg/mL dos picos mais intensos); extrato de lavagem foliar (ELF), rico em LST (1257,4 e 1997,7 µg/mL das majoritárias) e o extrato polar (EP), rico em ACG (9,9 e 9,6 µg/mL dos picos mais intensos), mas sem LST. Os estudos toxicológicos demonstraram que o EP não causou efeitos tóxicos significativos em ratos, enquanto alterações em parâmetros bioquímicos específicos no sangue (creatinina 7,0 mg/dL, glicose 212,0 mg/dL, albumina 2,8 g/dL) de ratos tratados com o EA (10, 50 e 100 mg/kg) e ELF (10 e 100 mg/kg) apontaram para dano renal, confirmado por análises histológicas dos rins. Todos os extratos apresentaram atividade anti-edematogênica in vivo, em especial no modelo de edema induzido por óleo de cróton (EA: 25,9% inibição do edema a 0,5 mg/orelha; EP: 42,7% de inibição a 0,25 mg/orelha, ELF: 44,1% de inibição a 0,25 mg/orelha). O ELF demonstrou os melhores resultados na inibição da migração de neutrófilos, na indução da IL-10, na inibição do NO, TNF- e PGE2, quando comparado aos demais extratos. Todos os extratos inibiram de forma estatisticamente similar a atividade da -amilase, enquanto o EA e o EP foram mais eficazes na redução dos níveis glicêmicos após a administração oral de glicose (controle glicêmico: 201,8±5,2, EA: 169,0±4,9, EP: 176,7,3±7,3, ELF: 219,1±7,6 mg/dL). Com os dados obtidos neste trabalho pode-se concluir que o consumo do chá das folhas do yacón por períodos prolongados pode ser tóxico e seu uso não deve ser recomendado na medicina popular. As LST parecem ser as substâncias responsáveis por essa toxicidade. Tanto as LST, quanto os ACG contribuem para atividade anti-inflamatória, embora as LST parecem ter efeitos mais pronunciados. Contudo, a atividade anti-diabética da espécie parece estar relacionada principalmente à presença ao ACG e não à LST, sendo necessários estudos mais detalhados com ACG puros para verificar seu uso potencial no tratamento do diabetes. / Smallanthus sonchifolius (Poepp. & Endl.) H. Robinson (Asteraceae), known as yacón is a herb used in folk medicine to treat diabetes. The hypoglycaemic effect of the aqueous extract from yacón leaves was demonstrated in recent studies in diabetic animal models. Phytochemical analyzes have demonstrated that this species is rich in chorogenic acids (CGAs) and sesquiterpene lactones (STLs). Both classes of compounds have many biological activities such as antioxidant, anti-inflammatory and inhibit enzymes that can contribute in the improvement of the diabetic state. However, it is not yet established whether the biological activities of this species are due to the action of the CGAs or STLs. In addition, toxicological analysis of the consumption of yacón leaves has not yet been performed. Thus, the purpose of this study was to evaluate three extracts prepared from leaves of yacón, with the aim to analyze the role of different chemical classes in the development of the biological activities described for this species, as well as their potential toxic effects. The following extracts were obtained: aqueous extract (AE), were detected CGAs (2.0 and 1.3 mg / mL of the more intense peaks), and STLs (99.7 and 319 mg / mL of most intense peaks); leaf rinse extract (LRE), rich in STLs (1257.4 and 1997.7 mg / mL of major peaks), and the polar extract (PE) rich in CGAs (9.9 and 9.6 mg / mL of the more intense peaks), but without STLs. The toxicological studies in animals showed that the PE did not cause significant toxic effects, while changes in specific biochemical parameters in blood (creatinine 7.0 mg / dL, glucose 212.0 mg / dL, albumin 2.8 g / dL) of rats treated with AE (10, 50 and 100 mg / kg) and LRE (10 and 100 mg / kg) indicated kidney damage, which was confirmed by histological analysis of kidneys. All extracts showed anti-oedematogenics activity in vivo, particularly in the model of oedema induced by croton oil (AE: 25.9% of oedema inhibition at 0.5 mg / ear, PE: 42.7% of inhibition at 0.25 mg / ear, LRE: 44.1% inhibition at 0.25 mg / ear). The LRE showed the best results in the inhibition of neutrophil migration, induction of IL-10, as well as NO, TNF- and PGE2 inhibition, when compared to other extracts. All extracts inhibited in a statistically similar way the activity of -amylase, while the AE and the PE were more effective in reducing blood glucose levels after oral glucose adminstration (glycaemic control: 201.8 ± 5.2; AE: 169, 0 ± 4.9; PE: 7.3 ± 176,7,3; LRE: 219.1 ± 7.6 mg / dL). The data obtained in this work suggested that the consumption of tea from yacón leaves for prolonged periods can be toxic and their use should not be recommended in folk medicine. The STLs seem to be the substances responsible for this toxicity. Both STLs and CGAs contribute to the anti-inflammatory activity, although the STLs seem to have more pronounced effects. However, the anti-diabetic activity of the yacón leaves seems to be related to the presence of the CGAs and not to LST. More detailed studies with pure CGAs are required in order to determine their potential use in treatment of diabetes.

Orientador: Luciana Francisco Fleuri / Resumo: As inulinases catalisam a hidrólise da inulina, produzindo inulo-oligossacarídeos, frutose e glicose, por isso, possuem várias aplicações industriais. A fermentação submersa é mais usada na produção industrial de inulinase, contudo a fermentação em estado sólido tem demonstrado bons resultados quanto à obtenção de enzimas a baixo custo. O yacon (Smallanthus sonchifolius) é um tubérculo com alta concentração de antioxidantes e frutanos e por isso tem atraído o interesse na área de alimentos. A fermentação em estado sólido utilizando o yacon como substrato possui potencial para a produção de enzimas e também para utilização na alimentação animal. Objetivou-se com este trabalho avaliar a produção de inulinases utilizando 16 espécies fúngicas filamentosas cultivadas em fermentação em estado sólido utilizando resíduos agroindustriais como substrato, bem como identificar a melhor combinação substrato/micro-organismo para utilização do preparado enzimático sólido como prebiótico em rações de frango de corte. A atividade da inulinase foi muito superior com a utilização da farinha de yacon como substrato em fermentação em estado sólido em relação ao farelo de trigo, farelo de soja e bagaço de cana-de-açúcar, independente do fungo utilizado. As inulinases provenientes da farinha de yacon demonstraram grande amplitude de pH e temperatura, independente do micro-organismo fermentante. O preparado enzimático sólido de farinha de yacon com Aspergillus niger 40018 apresentou alta atividade d... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Inulinases catalyze the inulin hydrolysis, yielding inulo-oligosaccharides, fructose and glucose, therefore, they have many industrial applications. The submerged fermentation is more used at inulinase industrial production, however the solid state fermentation (SSF) has showed good results regarding to low cost enzymes. The yacon (Smallanthus sonchifolius) is a tuber root with high content of antioxidants and fructans and because of this it has attracted interest of food area. The solid state fermentation using the yacon root as substrate has potential to produce enzymes and to use in animal feeding. The aim of this work was to evaluate the inulinase production of 16 filamentous fungal species growing in solid state fermentation (SSF) on agroindustrial wastes as substrate, as well as to identify the best combination substrate/microorganism of the solid enzymatic preparation (SEP) to use as prebiotic in broilers diets. The inulinase activity was higher with yacon flour than wheat bran, soybean bran and sugarcane bagasse, independently of fungus. The inulinases from yacon flour showed large pH and temperature amplitude, independently of fungus. The SEP of yacon flour and Aspergillus niger 40018 showed high lipase and antioxidant activity and high fructooligosaccharides and it was selected to further trials with broilers. There was no alteration on performance, caecum pH and lipid profile with the SEP. The SEP promoted a stronger reduction of Salmonella Enteritidis number afte... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-05-07T12:43:52Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1485034 bytes, checksum: 8945717831159eb4cf758de474dd2842 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-07T12:43:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1485034 bytes, checksum: 8945717831159eb4cf758de474dd2842 (MD5) Previous issue date: 2017-12-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A raiz do yacon tornou-se amplamente conhecida por ser fonte de frutanos do tipo inulina, em especial os frutooligossacarídeos (FOS). Os FOS são compostos biofuncionais, classificados como fibras alimentares solúveis que, além de apresentarem características prebióticas, contribuem para redução da glicemia pós-prandial. Diante disso, pesquisas que visam potencializar a extração e purificação dessas substâncias são de grande interesse para indústria farmacêutica e alimentícia. O presente estudo teve como objetivos: (i) encontrar as combinações de amplitude e tempo de exposição do extrato do yacon a ondas ultrassônicas, com frequência de 20 kHz e potência máxima de 500 W, que contribua para maximizar a quantidade de FOS no extrato do yacon; (ii) verificar a influência do tratamento ultrassônico, nas condições otimizadas, na quantidade de FOS presente nas frações solúveis e insolúveis do yacon, após separação; (iii) avaliar a influência da variação do pH, o comportamento cinético e isotérmico de adsorção de soluções monocomponentes de FOS, sacarose, glicose e frutose em duas diferentes resinas catiônicas (UBK 530 e UBK 535L), e sugerir hipóteses sobre os mecanismo que envolve o processo de adsorção. O uso do ultrassom de sonda, trabalhando com 60% de amplitude por 5,5 minutos, aumenta quase 3 vezes o conteúdo de FOS no extrato do yacon, chegando a 8,58 g de FOS por 100g de yacon. Em adição, as quantidades de glicose e frutose não aumentaram significativamente quando comparado ao extrato não sonicado. Esta condição otimizada contribuiu para separação das frações solúveis e insolúveis, de forma que a maior parte dos FOS tenha sido transferido para a fração solúvel. Por último, verificou-se que a quantidade de FOS, frutose e sacarose adsorvida é maior em pH 3,5. O equilíbrio de adsorção destes açúcares e da glicose ocorre rapidamente, em aproximadamente 60 minutos, e o modelo cinético pseudo-segunda ordem foi o que melhor se ajustou aos dados. Tanto a isoterma de Langmuir quanto a de Freundlich se ajustaram bem aos dados de adsorção de FOS, sacarose, glicose e frutose. O mecanismo de adsorção da frutose se deve a complexação com íons cálcio presente na resina. Resinas contendo sódio adsorvem melhor sacarose dispersa em solução contendo potássio. É provável que a exclusão por tamanho também seja essencial para separação de carboidratos de tamanho maior. No entano, ainda há necessidade de estudos futuros que visam encontrar condições de adsorção de multicomponentes que irão permitir a recuperação dessas substâncias com alta pureza e em escala industrial. / The yacon root has become widely known to be a source of inulin-type fructan, especially fructooligosaccharides (FOS). FOS are biofunctional compounds classified as soluble dietary fibers, wich contribute to the reduction of postprandial blood glucose, and also have prebiotic characteristics. Therefore, research aimed at enhancing the extraction and purification of these substances is of great interest for the pharmaceutical and food industry. The present study aimed to: (i) find the best combination of amplitude of ultrasound waves and time for the yacon extraction, using an ultrasound probe with a frequency of 20 kHz and a maximum power of 500 W which contributes to maximize the amount of FOS in the yacon extract; (ii) verify the influence of the ultrasonic treatment, under optimized conditions, on the amount of FOS present in the soluble and insoluble fractions of yacon extract, after separation; (iii) evaluate the influence of pH variation, kinetic and isothermal adsorption behavior of FOS, sucrose, glucose and fructose monocomponent solutions on two different cationic resins (UBK 530 and UBK 535L), and to suggest hypotheses about the mechanism involved in the adsorption process. The use of ultrasound probe, working at 60% amplitude for 5.5 minutes, increases almost 3 times the FOS content in yacon extract, reaching 8.58 g of FOS per 100 g of yacon root. In addition, the amounts of glucose and fructose did not increase significantly when compared to the non-sonicated extract. This optimized condition contributed to the separation of the soluble and insoluble fractions, so that most of the FOS was transferred to the soluble fraction. Finally, it was found that the amount of adsorbed FOS, fructose and sucrose is higher at pH 3.5. The adsorption equilibrium of these sugars and of glucose occurs rapidly, in approximately 60 minutes, and the pseudo-second order kinetic model was the best fit for the data. For the isotherms both the Langmuir and Freundlich models fitted well to the adsorption data of FOS, sucrose, glucose and fructose. The mechanism of adsorption of fructose is due to the complexation with calcium ions present in the resin. Resins containing sodium as counter-ion adsorb better dispersed sucrose in potassium-containing solution. It is likely that size exclusion is also essential for separating larger carbohydrates. However, there is still a need for future studies to find conditions of adsorption of multicomponents that will allow the recovery of these substances with high purity and industrial scale.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:23:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Lorena Pereira de Souza Rosa.pdf: 1123488 bytes, checksum: 000fc4bd56ef5274dcff8c52cd78ed45 (MD5) Previous issue date: 2011-04-08 / The morbidity and mortality profile of the Brazilian population has changed recently in light of the increasing prevalence of chronic noncommunicable diseases. Of particular importance among these diseases is diabetes, a multiple-etiology disease characterized by insulin deficiency or decreased insulin production, or both. A major treatment goal is glycemic control, which requires medications that are expensive and have side effects. As a result, the demand for functional foods to complement this treatment is increasing. Among these foods is the yacon potato. To confirm its antidiabetic activity, glycemic profile studies in animals and humans have been carried out. The aim of this study was to evaluate the effect of yacon potato (Smallanthus sonchifolius) flour on glycemic control in nondiabetic rats and rats with streptozotocin-induced diabetes. Flour was prepared from vacon potato pulp and later a biological assay was carried out. Yacon potato flour was able to lower mean glycemia in diabetic rats, which can be explained by the FOS reserve. Animals treated with a FOS diet also had reduced blood glucose levels, confirming the ability of these fructans to control glycemia. The diabetes mellitus induction methodology proved effective, which validated the induction protocol developed. These results suggest that long-term studies with the diabetes model can best be assessed in relation to glycemic control, since there was better control starting in the third week of experiment. / Nos últimos tempos observaram-se mudanças no perfil de morbimortalidade da população brasileira, em função do aumento de prevalência das doenças crônicas não transmissíveis. Pode-se destacar entre elas o diabetes que é uma doença de etiologia múltipla que se caracteriza pela deficiência de produção de insulina, diminuição dessa produção ou ambas as condições. Um dos principais objetivos do tratamento é o controle glicemico, e para esse controle utiliza-se medicamentos que são caros e apresentam efeitos colaterais e por isso aumenta cada vez mais a busca de alimentos funcionais capazes de complementar esse tratamento. Entre esses alimentos destaca-se a batata yacon. Na busca da confirmação da atividade antidiabetica desse tubérculo, estudos são desenvolvidos com animais e humanos com avaliação do perfil glicemico. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da farinha da batata yacon (Smallanthus sonchifolius) no perfil glicêmico de ratos não diabéticos e diabéticos induzidos por streptozotocina. Elaborou-se uma farinha com a polpa da batata yacon e posteriormente foi realizado um ensaio biológico. A farinha da batata yacon foi capaz de diminuir a média da glicemia dos ratos diabéticos, o que pode ser justificado pela reserva de FOS. Os animais tratados com dieta FOS também reduziram a glicemia confirmando a capacidade de controle glicêmico desses frutanos. Foi possível observar a eficácia da metodologia de indução do diabetes melitus, validando o protocolo de indução elaborado. Tais resultados sugerem que estudos crônicos com o modelo de diabetes podem ser melhor avaliados em relação ao controle glicêmico, já que observou-se um melhor controle a partir da terceira semana de experimento.