Yes / Evidence suggests that flavonoid-rich foods are capable of inducing improvements in memory and cognition in animals and humans. However, there is a lack of clarity concerning whether flavonoids are the causal agents in inducing such behavioral responses. Here we show that supplementation with pure anthocyanins or pure flavanols for 6 weeks, at levels similar to that found in blueberry (2% w/w), results in an enhancement of spatial memory in 18 month old rats. Pure flavanols and pure anthocyanins were observed to induce significant improvements in spatial working memory (p = 0.002 and p = 0.006 respectively), to a similar extent to that following blueberry supplementation (p = 0.002). These behavioral changes were paralleled by increases in hippocampal brain-derived neurotrophic factor (R = 0.46, p<0.01), suggesting a common mechanism for the enhancement of memory. However, unlike protein levels of BDNF, the regional enhancement of BDNF mRNA expression in the hippocampus appeared to be predominantly enhanced by anthocyanins. Our data support the claim that flavonoids are likely causal agents in mediating the cognitive effects of flavonoid-rich foods.

Autumn senescence is a visually spectacular phenomenon in which trees prepare for the oncoming winter. The mechanism for regulation of autumn senescence in trees has been very hard to pinpoint. In this thesis the main focus is to investigate how autumn senescence is regulated in aspens (Populus tremula). Previous work has established that autumn senescence in aspens is under daylight control, in this thesis the metabolic status and the effect on autumn senescence was investigated. The metabolic status was altered by girdling which leads to accumulation of photosynthates in the canopy. This resulted in an earlier onset of senescence but also the speed of senescence was changed. At the onset of senescence the girdled trees also accumulated or retained anthocyanins. The nitrogen status of aspens during autumn senescence was also investigated, we found that high doses of fertilization could significantly delay the onset of senescence. The effects of various nitrogen forms was investigated by delivering organic and inorganic nitrogen through a precision fertilization delivery system that could inject solutes directly into the xylem of the mature aspens. The study showed that addition of nitrate delayed senescence, addition of arginine did not have any effect on the autumn senescence in aspens, and furthermore the nitrate altered the trees leaf metabolism that was more profound in high dosages of supplied nitrate.  Cytokinins are plant hormones believed to delay or block senescence, studies have suggested that the decrease of cytokinins and/or cytokinin signalling may precede senescence in some plants. To investigate how cytokinin regulates autumn senescence in aspens we profiled 34 cytokinin types in a free growing mature aspen. The study begun before autumn senescence was initiated and ended with the shedding of the leaves, and spanned three consecutive years. The study showed that the individual cytokinin profiles varied significantly between the years, this despite that senescence was initiated at the same time each year. Senescence was furthermore not connected to the depletion of either active or total cytokinins levels. The gene pattern of genes known to be associated with cytokinin was also studied, but no gene expression pattern that the profile generated could explain the onset of senescence. These results suggest that the depletion of cytokinins is unlikely to explain the tightly regulated onset of autumn leaf senescence in aspen.

Os flavonóides são de grande interesse na nutrição e medicina devido ao seu potencial antioxidante e possível efeito protetor à saúde, reduzindo doenças crônico-degenerativas tais como doenças cardiovasculares e câncer. Entretanto, para produzir o efeito biológico in vivo, é essencial que suficiente quantidade do composto alcance a célula alvo, ou seja, que apresente uma boa biodisponibilidade. Este trabalho teve como objetivo inicial realizar um screening de alimentos vegetais para avaliar seu potencial antioxidante na dieta alimentar e permitir a selecão de um alimento mais interessante para o estudo do mecanismo de absorção e metabolização de flavonóides, a fim de estabelecer sua biodisponibilidade. As frutas, hortaliças e polpas congeladas de frutas foram analisadas quanto à atividade antioxidante pelo método de co-oxidação do ácido linoléico/&#946;-caroteno e pela inibição da peroxidação do lipossomo catalisada pelo íon cobre. Dentre as amostras analisadas, aquelas contendo antocianinas em sua composição apresentaram os maiores valores de atividade antioxidante. As frações de flavonóides neutros e ácidos de repolho roxo, alface roxa, jambolão, amora silvestre, casca de maçã gala e polpa congelada de açaí, amora e acerola, a 10 e 50&#181;M equivalente em ácido gálico, apresentraram os maiores valores de atividade antioxidante em ambos os sistemas. Dentro desse grupo, os principais flavonóides de amora silvestre (Morus sp.) foram identificados por espectrometria UV/Vis e MS/MS como cianidina-3- glucosídeo (cyn-3-glu) e cianidina-3-glucoramnosídeo (cyn-3-glurha). As duas cianidinas glicosiladas apresentaram pico máximo de absorção em 15 min quando um extrato concentrado foi administrado a ratos Wistar por via oral. A cyn-3-glu e cyn-3-glurha foram encontradas inalteradas no sangue e em pequena quantidade na forma metabolizada. A área abaixo da curva de concentração vs tempo (AAC0-8h) foi de 2,76 ± 0,88 &#181;g.h/mL e 9,74 ± 0,75 &#181;g.h/g (b.u.) para plasma e rim, respectivamente. Assim, estimou-se que somente 0,11% da concentração inicial administrada de cianidina total foi absorvida em 8h. Apesar da baixa absorção, a elevação da concentração de antocianinas no sangue resultou em significativa elevação da atividade antioxidante do plasma. No trato gastrointestinal (estômago, intestino delgado e intestino grosso), cyn-3-glu e cyn-3-glurha foram encotradas na sua maioria nas formas glicosiladas, mas pequena quantidade da forma aglicona também foi encontrada no porção do intestino, provavelmente resultado de hidrólise pelas &#946;-glicosidases endógenas ou da microflora colônica. Ainda, estudos de fermentação in vitro mostraram que as cianidinas glicosiladas são completamente metabolizadas pela microflora colônica. Como demonstrado pelo sistema de intestino evertido, o transporte das antocianinas da amora silvestre (Morus sp.) parece envolver o transportador de glicose sódio dependente, através da interação dos glicosídeos com este. Esta conclusão é reforçada pelo efeito inibitório da absorção das duas cianidinas glicosiladas pela adição de D-glicose e floridzina e pela remoção do íon sódio do meio de incubação no segmento de intestino evertido. / Flavonoids are of great interest in nutrition and medicine because of their potent antioxidant activity and possible protective effects on human health, reducing the risk of chronic diseases such as cardiovascular diseases and cancer. To produce a biological effects in vivo, it is essential that sufficient quantities reach the target tissue. The initial objective of the present study was to make a screening of dietetic vegetable to evaluate their antioxidant potential in the diet and select one of the most promising to study the bioavailability of flavonoid. Fruits, vegetables and commercial frozen pulps (FP) consumed in the diet, were analyzed for antioxidant activities using two different methods, one that determines the inhibition of copper-induced peroxidation of liposome, and other based on the inhibition of the co-oxidation of linoleic acid and &#946;-carotene. The anthocyanin-rich samples showed the highest concentration dependent antioxidant activities in both systems. At both 10 and 50 &#181;M gallic acid equivalent addition level, the neutral and acidic flavonoids of red cabbage, red lettuce, black bean, mulberry, Gala apple peel, jambolao, acai frozen pulp (FP), blackberry FP and the acidic flavonoids of acerola FP showed the highest antioxidant activities in both systems. The major flavonoids from wild mulberry (Morus sp.) were identified by UV/Vis e MS/MS spectrometric methods as cyanidin-3-glucoside (cyn-3-glu) and cyanidin-3-glucorhamnoside (cyn-3-glurha). The two glycosilated forms showed maximum concentration at 15 min after oral administration for rats Wistar. Te cyn-3-glu and cyn-3-glurha were found unchanged in plasma but a little amount was found in the metabolized form. The area under the curve of concentration vs time (AAC0-8h) was 2.76 ± 0.88 &#181;g.h/mL and 9.74 ± 0.75 &#181;g.h/g (b.u.) for plasma and kidney, respectively. Then, the estimated uptake of total cyanidin was 0.11% of the initial concentration. In spite of the low absorption, the increase in its anthocyanin content in plasma resulted in significant increase in antioxidant activity (p<0.5). Cyn-3-glu e cyn-3-glurha were found unchanged at gastrointestinal tract (stomach, small and large intestine), but a low amount of the aglycone form was presented, probably due to the endogen or microbial &#946;-glycosidases hydrolyses. Moreover, in vitro fermentation showed that the two glycosylated cyanidins were totally metabolized by the rat colonic microflore. As showed by everted sacs system, anthocyanins from wild mulberry (Morus sp.) were transported across the enterocite by sodium dependent glucose transporter (SGLT1). This conclusion was evidenced because cyn-3-glu and cyn-3-glurha absorption were inhibited by the addition of D-glucose, phloridzin (a potent inhibitor of SGLT1) and remotion of sodium ion from the incubation medium.

As antocianinas compreendem o maior conjunto de pigmentos solúveis em água do reino vegetal. A absorção da luz por estes compostos, responsáveis pelas cores vermelha, azul e roxa da maioria das frutas e flores, é produto de combinações de vários fatores, como o número de substituintes, a presença ou não de outras moléculas capazes de estabilizar a cor (“co-pigmentos"), o pH local do meio e a natureza do microambiente em que a antocianina se encontra. A reatividade química e fotoquímica das antocianinas já é relativamente complexa em solução aquosa na ausência de micelas, onde cada um dos processos químicos e fotoquímicos ocorre numa faixa de tempo distinta. Uma forma de se diminuir o número de espécies em solução é o emprego de antocianinas sintéticas com estruturas simplificadas, conhecidas como sais de flavílio, cuja variação no número, posição e tipo químico de substituinte permite um certo controle sobre as frações molares das espécies. Neste estudo procurou-se compreender os processos que regem o equilíbrio ácido-base e a hidratação do cátion flavílio em ambiente micelar. Estes dois processos exercem um papel central na estabilização da cor em antocianinas. Foram utilizados três sais de flavílio: o 4-carboxi-7-hidroxi-4\'-metoxiflavílio (CHMF), o 2-fenilbenzopirílio e o 4\'-metoxiflavílio. Os dois grupos ionizáveis do CHMF possuem pKas distintos (pKa1 = 0,73; pKa2 = 4,84), cujas dinâmicas de protonação/desprotonação são influenciadas pelas micelas de SDS de modos diferentes. O cátion é estabilizado preferencialmente pelas micelas aniônicas em relação ao zwitterion (pKa1SDS = 2,77), que por sua vez é mais favorecido que a base quinonoidal (pKa2SDS = 5,64). A estabilização do cátion está relacionada com as fortes interações eletrostáticas entre a espécie e a micela carregada negativamente. A base quinonoidal, que no caso específico do CHMF tem carga negativa, é desfavorecida em relação ao zwitterion. Adicionalmente, em SDS praticamente não se observa hidrólise da espécie zwitteriônica. Com relação ao 2-fenilbenzopirílio (pKw = 3,01) e o 4\'-metoxiflavílio (pKw = 4,47), a primeira observação feita é que a inclusão do grupo metoxi na posição C4\' estabiliza o cátion flavílio, diminuindo a extensão da hidrólise por meio de transferência de carga para o anel central. O efeito de estabilização do cátion pelo ambiente micelar, verificado pelo aumento do pKw, é mais pronunciado no 2-fenilbenzopirílio (pKwSDS = 4,73) do que no 4\'-metoxiflavílio (pKwSDS = 5,05). Os processos cinéticos mostram que a reação de hidratação (kw) do flavílio sem substituintes diminui 65 vezes em SDS, enquanto que a reação no sentido inverso se mantém dentro da mesma ordem de magnitude. Já no caso do 4\'-metoxiflavílio, foi verificado que ambas as constantes de velocidade aumentam, mas a constante de desidratação do hemicetal (k-w), que depende da concentração de prótons, é a mais afetada, aumentando cerca de 15 vezes. Este fato é um indicativo de que o pH na interface micelar é o fator de estabilização do cátion do 4\'-metoxiflavílio. Adicionalmente foram feitos cálculos computacionais de transições eletrônicas, pKa e potenciais de redução em nível ab initio para um conjunto cátions flavílios e respectivas bases quinonoidais. Os valores de pKa calculados apresentaram um desvio médio de +/- 0,5 unidade de pKa. / Anthocyanins comprise the major water-soluble pigment group in the Plant Kingdom. Light absorption by these compounds is responsible for the diverse colors in many flowers and fruits and can be modulated by phenomena such as self-association of flavylium cations or anhydrobases, copigmentation with other polyphenols and flavonoids, complexation with metal ions, incorporation of anthocyanins into microaggregates like micelles and the pH of the medium. The chemical and photochemical reactivity of anthocyanins is quite complex in aqueous solution and each process occurs in a different time range. The use of structurally simplified synthetic flavylium salts permits a certain control over the mole fractions of the various species in solution. In this study we used the synthetic flavylium ions 4-carboxy-7-hydroxy-4\'-methoxyflavylium (CHMF), 2-phenylbenzopyrylium and 4´-methoxyflavylium to investigate the main processes that influence the acid-base equilibrium and hydration of the flavylium cation in micellar environments. Such reactions play a central role in color stabilization of anthocyanins. CHMF has two ionizable groups with distinct pKas (pKa1 = 0,73; pKa2 = 4,84), and the protonation/deprotonation dynamics of these groups are affected differently by SDS micelles. The results show that SDS micelles stabilize the cationic form rather than the zwitterion (pKa1SDS = 2,77), which is favored relative to the quinonoidal base (pKa2SDS = 5,64). The preferential stabilization of the cation is related to electrostatic interactions of this form with the anionic micelle. The quinonoidal base, which in the specific case of CHMF is an anion, is disfavored relative to the zwitterion. In addition, the hydrolysis of the zwitterionic form is substantially reduced in micellar SDS solutions. The comparison of 2-phenylbenzopyrylium (pKw = 3,01) and 4´-methoxyflavylium (pKw = 4,47) shows that the methoxy group at the C4´ position stabilizes the cationic form, reducing the hydration by charge transfer to the central ring. The stabilization of the cationic form by the micellar environment, which is reflected in the increase of the pKw, is more pronounced for the 2-phenylbenzopyrylium cation (pKwSDS = 4,73) than for 4´-methoxyflavylium (pKwSDS = 5,05). Kinetic studies of the 2-phenylbenzopyrylium ion in SDS indicate a 65-fold reduction in the hydration rate constant (kw), while the inverse reaction has the same magnitude as in water. In the case of the 4´-methoxyflavylium ion, both rate constants associated with the equilibrium between the flavylium cation and hemicetal increased. However, the [H+]-dependent rate constant for dehydration of the hemicetal is affected to a greater extent, increasing about 15 fold, indicating stabilization of the 4\'-methoxyflavylium cation by the micellar interface. Finally, computational calculations were performed at the ab initio level for several flavylium cations and anhydrobases to estimate the electronic transitions, pKa and reduction potentials. The quality of the calculated pKa results were compared with experimental data and the mean absolute deviation is +/- 0.5 pKa unit.

O objetivo deste trabalho foi produzir pigmentos em pó a partir dos subprodutos de vinificação da uva tinta, variedade Bordô (Vitis labrusca), através da secagem em spray dryer utilizando maltodextrina como agente carreador. Foram estudados os efeitos das condições de processo sobre algumas propriedades físico-químicas, além da estabilidade e da atividade biológica do material obtido. Extratos etanólicos das cascas e sementes da uva foram obtidos e concentrados até um terço do volume inicial. Este extrato foi então misturado com o agente carreador maltodextrina 10 DE nas concentrações de 10, 20 ou 30% e atomizado em spray dryer, com vazão de alimentação de 44 mL/min e temperaturas do ar de entrada de 130, 150 ou 170°C, num total de nove ensaios. Além disso, foi obtida uma amostra de extrato concentrado liofilizado, sem a presença do agente carreador, para efeito de comparação. Avaliou-se o rendimento do processo de atomização; e para as amostras obtidas determinou-se o teor de umidade, retenção de antocianinas, higroscopicidade e solubilidade em água, a fim de verificar a influência das condições de processo sobre essas características. Estas amostras também foram avaliadas quanto à morfologia, distribuição do tamanho de partículas e isotermas de sorção de umidade. Todas as amostras obtidas (atomizadas e liofilizada) foram avaliadas quanto à cor instrumental, espectroscopia de infravermelho, estabilidade durante a estocagem, presença de compostos bioativos (fenólicos, flavonóides, antocianinas e proantocianidinas), além de atividade antioxidante, antimicrobiana e de inibição da arginase de Leishmania. As condições de processo avaliadas (temperatura de secagem e concentração de agente carreador) tiveram forte influência nas características estudadas. O teor de umidade, a retenção de antocianinas, a morfologia e o tamanho das partículas, foram bastante influenciados pela temperatura de secagem e pela concentração de agente carreador, enquanto que a higroscopicidade sofreu maior influência da concentração de agente carreador. Esse parâmetro também apresentou grande influência nas isotermas de sorção de umidade das amostras. Não houve grande interferência do processo de secagem na composição química do material obtido, evidenciada pelos espectros de infravermelho. Quanto à avaliação da estabilidade durante a estocagem, foi observado que as amostras contendo maltodextrina conservaram mais as antocianinas e a cor, quando comparadas com as amostras sem carreador e os extratos líquidos, indicando, que o processo de secagem e a presença do carreador, promoveram um efeito protetor aos compostos e sua cor. Todas as amostras apresentaram altos teores de flavonóides totais, antocianinas, proantocianidinas e elevados valores de atividade antioxidante variando de 314,06 a 441,04 &micro;molesTE/g de extrato seco pelo método DPPH e de 993,32 a 1138,68 &micro;molesTE/g de extrato seco pelo método FRAP. Apresentaram atividade antimicrobiana principalmente contra Staphylococcus aureus e Listeria monocytogenes. Além disso, tiveram grande capacidade de inibir a enzima arginase de Leishmania com porcentagem de inibição variando de 54,60 a 83,43%. Os resultados encontrados sugeriram que o processo de secagem em spray dryer com maltodextrina, dos extratos obtidos dos subprodutos da uva Bordô, produziu pós com diversas características interessantes, como baixa higroscopicidade, alta solubilidade e estabilidade, além de grande potencial biológico. Tais resultados evidenciam que este subproduto da indústria vinícola pode ser aproveitado como fonte natural de ingredientes funcionais. / The aim of this work was to produce powder pigments from grape byproducts of Bordo variety (Vitis labrusca) by spray drying using maltodextrin as carrier agent. The effects of process conditions on some physicochemical properties, stability and biological activity of the product were studied. Ethanol extracts were obtained from grape pomace (skins and seeds) and concentrated to one-third the initial volume. This extract was then mixed with the carrier agent 10 DE maltodextrin at concentrations of 10, 20 or 30% and atomized in a spray dryer, with feed flow rate of 44 mL/min and inlet drying air temperatures of 130, 150 or 170°C a total of nine tests. In addition, a sample of freeze-dried concentrated extract without carrier agent was obtained for comparison. It was evaluated process yield and the samples obtained were initially evaluated for moisture content, anthocyanins retention, hygroscopicity and solubility in water, in order to verify the influence of process conditions on these characteristics. These samples were also evaluated for morphology, particle size distribution and moisture sorption isotherms. All samples (spray-dried powders and freeze-dried extract) were evaluated for instrumental color, infrared spectroscopy, stability during storage, presence of bioactive compounds (phenols, flavonoids, anthocyanins and proanthocyanidins) plus antioxidant activity, antimicrobial activity and inhibition of Leishmania arginase. Process conditions evaluated (inlet drying air temperature and carrier agent concentration) had a strong influence on the characteristics studied. The moisture content, anthocyanin retention, morphology and particle size of the samples were strongly influenced by drying temperature and carrier agent concentration while the hygroscopicity suffered greater influence of the carrier agent concentration. The concentration of carrier agent also had great influence on the moisture sorption isotherms of the samples. There was no significant interference of the drying process on the chemical composition of the material evidenced by infrared spectroscopy. Regarding the evaluation of stability during storage, it was observed that the samples containing maltodextrin, retained much more anthocyanins and original color when compared with the sample without a carrier or liquid extracts, indicating both, the drying process and the presence of carrier, promoted a protective effect to the compounds and its color. All samples showed high levels of flavonoids, anthocyanins, proanthocyanidins and high levels of antioxidant activity ranging from 314.06 to 441.04 &micro;molTE/g of extract (dry weight), by DPPH and 993.32 to 1138.68 &micro;molTE/g of extract (dry weight) by FRAP method. Most samples showed antimicrobial activity against Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes. Moreover, had great ability to inhibit the enzyme arginase of Leishmania with inhibition percentage ranging from 54.60 to 83.43%. The results suggest that the drying process of Bordo grape pomace extracts in a spray dryer with maltodextrin, produced powders with various interesting characteristics such as low hygroscopicity, high solubility and stability, and large biological potential. This shows that this byproduct of wine industry can be used as a natural source of functional ingredients.

O camu-camu (Myrciaria dubia), fruta nativa da região amazônica e que vem sendo cultivada no estado de São Paulo, possui grande potencial de crescimento para exportação e mercado interno devido seu alto valor nutricional, já que é rico em antioxidantes como vitamina C e compostos fenólicos totais. Entretanto, esta fruta tropical é muito perecível e sua vida pós-colheita é limitada pela deterioração fisiológica e pelo desenvolvimento de patógenos que ocasionam podridões. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a conservação póscolheita de camu-camu in natura utilizando-se a refrigeração e a atmosfera modificada propiciada pelos filmes de policloreto de vinila (PVC), polipropileno biaxialmente orientado de 20 ?m de espessura (BOPP20) e polipropileno biaxialmente orientado de 50 ?m de espessura (BOPP50), e avaliar a durabilidade em relação ao controle (frutos sem revestimento de filmes) e a viabilidade de exportação dos mesmos. Os frutos foram armazenados em ambiente com controle de temperatura a 5±1°C e 90±2% UR, durante 15 dias, quando uma parte das amostras continuou nesta condição e outras duas partes foram transferidas para condições que simularam a comercialização do fruto com a quebra da cadeia do frio (10 e 15±1°C, 90±2% UR). As avaliações físicas, químicas e fisiológicas, além da incidência de podridão, foram realizadas a cada dois dias de armazenamento e o delineamento utilizado foi inteiramente casualizado, sendo na primeira etapa do experimento (15 dias a 5°C) em esquema fatorial duplo (4 embalagens x 8 periodos de armazenamento) e na segunda etapa em esquema fatorial triplo, ou seja, 4 embalagens x 3 temperaturas (5, 10 e 15°C) x 5 períodos. Os frutos revestidos por filmes plásticos tiveram a menor perda de massa em relação aos frutos sem revestimento (controle), os quais já se mostravam impróprios para comercialização com 15 dias, devido ao murchamento e enrugamento da casca, além da alta incidência de podridões. As características: teor de sólidos solúveis, pH, acidez titulável, ratio, ácido ascórbico e compostos fenólicos não sofreram influência significativa das embalagens e apresentaram menores variações durante o armazenamento em que não houve a quebra do frio (5±1°C). Os frutos revestidos por BOPP se mostraram impróprios também com 15 dias, já que a maior barreira aos gases deste filme em relação ao de PVC, ocasionou o acúmulo de CO2 ao redor dos frutos, desencadeando o processo fermentativo e por consequência, perda de antocianinas, coloração da casca e firmeza da polpa, perdas estas, intensificadas com o aumento da temperatura de armazenamento. Desta forma, a manutenção da temperatura a 5°C durante todo o armazenamento foi importante para a conservação pós-colheita do camu-camu, visto que os resultados nestas condições sofreram menores alterações. Esta baixa temperatura associada à embalagem de PVC possibilitou o aumento da vida útil dos frutos com maior conservação das qualidades químicas e físicas, por 23 dias. / The camu-camu (Myrciaria dubia), native fruit of the Amazon region and of São Paulo state crop, possesses a large potential for export and domestic market because of its high nutritional value high levels of antioxidants such as vitamin C and phenolic compounds. However, this tropical fruit is very perishable and their postharvest life is limited by physiological deterioration and development of rot pathogens. Thus, the aim of this work was to evaluate the postharvest conservation of camu-camu fruit by cooling and modified atmosphere by the films of polyvinyl chloride (PVC), biaxially oriented polypropylene of 20 ?m thickness (BOPP20) and biaxially oriented polypropylene 50 ?m thickness (BOPP50) and thus assess the durability compared to control (uncoated fruits films) and the feasibility of exporting. The fruits were stored in refrigerator with controlled temperature at 5 ± 1°C and 90 ± 2% RH for 15 days, when part of the samples was kept in this condition and other two parts were removed to conditions that simulated the marketing of the fruit with breaking the cold chain (10 and 15 ± 1°C, 90 ± 2% RH). The physical, chemical and physiological analysis, and the incidence of rot were evaluated every two days of storage and the experimental design was randomized, with the first stage of the experiment (15 days at 5°C) in a double factorial (4 packs x 8 storage periods) and in the second stage by triple factorial, or 4 packs x 3 temperatures (5, 10 and 15°C) x 5 storage periods. The fruits packed withplastic films had the lowest weight loss compared to unpacked fruits (control), which already showed themselves unfit for sale after 15 days due to shriveling and wrinkling the skin, in addition to the high incidence decay. The soluble solids, pH, titratable acidity, ratio, ascorbic acid and phenolic compounds were not influenced significantly by the packaging and showed lower variations at storage, there was no break by the cold (5 ± 1°C). The fruits packed with BOPP also proved unsuitable to 15 days, since the most of this gas barrier film over the PVC caused the accumulation of CO2 around the fruits producing fermentation process and consequently, loss of anthocyanins, skin color and firmness, these losses were intensified with increasing of storage temperature. Thus, maintaining the temperature about 5°Cthrough the storage period was important for post-harvest storage of camu-camu, since under these conditions results showed less changes. This low temperature associated with packing PVC improved the life of the fruits with the highest conservation of chemical and physical qualities, for 23 days.

Made available in DSpace on 2017-07-21T18:53:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elementos pre-textuais.pdf: 523607 bytes, checksum: 27be7027fc9c387998065d1e58c13784 (MD5) Previous issue date: 2010-02-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study evaluated the nutritional and technological potential in pitanga (Eugenia uniflora L.), based on its anatomical, physical, chemical. and macroscopic features. Anatomical analysis showed that the pericarp, the edible part of the fruit, consists of parenchymatous mesocarp and exocarp and endocarp epidermis. In cross section it was observed that the epidermis is composed of a single layer of cells, which explains the fragility of the fruit handling, and coated with a thin layer of cuticle, which gives sleek appearance to the fruit. The epicarp cells presented anthocyanins and carotenoids, responsible for the typical color of the fruit. The mesocarp didn’t have sclerenchyma, consisting of parenchyma cells bulky, thin walls, with conspicuous intercellular spaces. The evaluation of the anthocyanin extracts stability of pitanga indicated good stability in acidic pH, with the perspective of use as a colorant in food products. The pitanga juice was obtained by enzymatic treatment yielding 50% , in relation to the pulp. Showed intense color, flavor and kept the peculiar aroma of the fruit and preserved 43.8% of the vitamin C and 77% of phenolic compounds. The addition of juice to green tea provided the development of a functional beverage with sensory acceptance. The pectins were extracted sequentially with water and citric acid 5%, resulting four fractions, while those from acid extraction had a high yield. The monosaccharide composition analysis showed that all pectic fractions werw performed by the same monosaccharides, in different proportions, with a predominance of galacturonic acid, the main constituent of the pectin chain. The presence of arabinofuranose was confirmed by nuclear magnetic resonance (NMR). All fractions showed a degree of esterification below 50% were classified as LM pectin (low degree of esterification). High pressure size exclusion chromatography coupled with multidetection system (HPSECMALLS/RI/UV) indicated that the fractions are polydisperse, with a predominance of populations with high and medium molar mass. The rheological behavior of the fractions at concentration 30g.L-1 and 20% sucrose, demonstrated that viscous solution or weak gels were obtained in the most of analysis. However, for fraction EIV V, storage modulus (G’) showed a weak dependence on frequency and was always higher than loss modulus (G”) over all frequency range, characteristic of typical, gel-like system. These results indicate that the pitanga has a high technological potential. / Este trabalho visou avaliar o potencial nutricional e tecnológico da pitanga (Eugenia uniflora L.), com base nas suas características anatômicas, físicas, químicas e macroscópicas. A análise anatômica mostrou que o pericarpo, parte comestível do fruto, é formado por mesocarpo parenquimático e, epicarpo e endocarpo epidérmicos. Em corte transversal observou-se que a epiderme é constituída por uma única camada de células, o que justifica a fragilidade do fruto ao manuseio, e revestida por uma camada delgada de cutícula, que confere aspecto luzidio ao fruto. As células do epicarpo apresentam antocianinas e carotenóides, responsáveis pela cor típica do fruto. O mesocarpo não apresenta esclerênquima, sendo constituído por células parenquimáticas volumosas, de paredes delgadas, com espaços intercelulares conspícuos. A avaliação da estabilidade do extrato antôcianico de pitanga indicou boa estabilidade em pH ácido, com perspectiva de uso como corante em produtos alimentícios. O suco de pitanga foi obtido por tratamento enzimático, com rendimento de 50% em relação à polpa. Apresentou cor intensa, manteve o sabor e aroma peculiares do fruto e preservou 43,8% do teor de vitamina C e 77% de compostos fenólicos. A adição do suco ao chá verde proporcionou a elaboração de uma bebida funcional com aceitabilidade sensorial. As pectinas de pitanga foram extraídas sequencialmente com água e ácido cítrico 5%, obtendo-se quatro frações, sendo que as provenientes da extração ácida apresentaram maior rendimento. A análise da composição monossacarídica mostrou que todas as frações extraídas foram constituídas pelos mesmos monossacarídeos, em diferentes proporções, com predomínio de ácido galacturônico, principal constituinte da cadeia das pectinas. A presença de arabinofuranose foi comprovada por ressonância magnética nuclear (RMN). Todas as frações apresentaram grau de esterificação inferior a 50%, sendo classificadas como pectinas LM (baixo grau de esterificação). A análise cromatográfica por exclusão estérica acoplada a multidetectores (HPSEC-MALLS) indicou que as frações apresentam-se polidispersas, com predomínio de populações de alta e média massa molar. As análises reológicas de algumas frações obtidas na condição utilizada (concentração 30g.L-1 e 20% de sacarose), demonstraram que os géis formados apresentaram módulo de perda (G”) superior ao módulo de estocagem (G’), caracterizando o comportamento de uma solução viscosa ou gel fraco; entretanto a fração EIV V apresentou caráter sólido. Estes resultados indicam que a pitanga apresenta elevado potencial tecnológico.

Foram propostos, no projeto, estudos da interação de compostos modelos de antocianinas (íons hidroxiflavílios e hidroxi/metoxiflavílios sintéticos) com íons metálicos e com copigmentos orgânicos, bem como uma busca de sinergia na complexação ternária destes modelos de antocianinas com íons inorgânicos e copigmentos orgânicos. A partir dos resultados obtidos, pretendeu-se modelar e entender as interações antocianina - íon metálico - copigmento envolvidas na estabilização da cor de antocianinas in natura. Para realizar os estudos, quatro compostos modelos os cloretos dos íons 7,8-diidroxi-4-metilflavílio (DHMF), 8-hidroxi-4-metil-7-metoxiflavílio (HMMF), 3\',4\'-diidroxi-7-metoxiflavílio (B-DHMF) e 7,3\',4\'-trimetoxiflavílio (B-TMF) foram sintetizados. Todas as estruturas apresentam hidroxilas e/ou metoxilas vicinais (estruturas tipo catecol). Além de sua síntese e caracterização, foram estudadas as propriedades fotofísicas e as espécies presentes em solução quantificadas, de acordo com os multiequilíbrios aos quais estes compostos estão submetidos. Nos estudos de complexação por um íon metálico, o Al3+, foram determinadas estequiometrias de 1:1, 2:3 e 1:3 (relação flavílio:Al3+), dependendo da metodologia adotada. As constantes de complexação foram estimadas na ordem de 104 a 105 M-x, onde x depende da estequiometria determinada. A segunda etapa envolveu a interação com copigmentos orgânicos, tais como os ácidos p-cumárico (PCA), ferúlico (FRA), sinápico (SNA), vanílico (VNA) e siríngico (SRA). Utilizando espectroscopia de absorção e de fluorescência, determinaram-se estequiometrias de 1:1 para todos os pares pigmento-copigmento. As constantes dos equilíbrios também foram estimadas sem diferenças significativas entre os pares, embora a afinidade do flavílio pelos derivados de acido cinâmico seja ligeiramente maior. Com relação à base quinonoidal, em pHs em torno de 5,0, foram observadas interações menores, tendo sido concluído que os ácidos fenólicos estabilizam melhor a forma catiônica. A estabilidade do cátion flavílio frente à hidratação na presença destes copigmentos foi avaliada e, em comparação com a estabilidade promovida pelos íons Al3+ ou pela cucurbit[7]urila, é pouco significativa. Finalmente, a terceira etapa envolveu o estudo dos complexos ternários. Observaram-se diferenças na estabilização do cátion flavílio dependendo das concentrações dos dois tipos de copigmento - concentrações maiores de Al3+ foram requeridas para estabilizar o B-DHMF em comparação ao sistema supramolecular formado com DHMF. A partir destes estudos, foi concluído que a presença do copigmento orgânico, embora em pequena extensão, também é responsável pela manutenção da cor, quando envolvido no complexo ternário, evidenciando comportamento sinérgico. Como parte integrante do projeto, um trabalho em colaboração com o grupo da Profa Cornelia Bohne, na University of Victoria (UVic), no Canadá, foi desenvolvido, envolvendo a determinação das constantes de equilíbrio e de velocidade de uma reação do tipo hóspede-hospedeiro, entre um íon flavílio (B-TMF) e um composto orgânico cíclico (hospedeiro), a curcubit[7]urila - CB[7]. A estequiometria da reação foi determinada como 1:2 (B-TMF:CB[7]) sendo que concentrações de CB[7] suficientes para formar o complexo 1:2 promovem uma estabilização da forma catiônica do flavílio nunca vista antes, em pHs em que a reação de hidratação ocorre. / The proposal of this project was to study the reactions of model compounds of anthocyanins (synthetic hydroxyl- and hydroxyl/methoxyflavylium ions), with metal ions, as well as organic copigments or both, in a ternary complex. With results obtained from these systems, it was intended to propose mechanisms and understand how this structure - flavylium ion-metal ion-organic copigment - enables maintenance of the color of anthocyanins in natura. This study would provide information to investigate and search for evidence of synergic effect in the stabilization of these model compounds. Four model compounds were synthesized for the study - chloride salts of 7,8-dihydroxy-4-methylflavylium (DHMF), 8-hydroxy-4-methyl-7-methoxyflavylium (HMMF), 3\',4\'-dihydroxy-7-methoxyflavylium (B-DHMF) and 7,3\',4\'-trimethoxyflavylium (B-TMF). Each one of those compounds presents a catechol-like structure, with bounded hydroxyl and/or methoxy in vicinal positions. The main aims were to synthesize, characterize and study photophysical properties, with a view to determine the concentration of multiequilibria species according to the pH of the medium. The first step was an investigation of metallic complexes produced with Al3+ ions. The stoichiometries were determined as 1:1, 2:3 and 1:3 (flavylium:Al3+), depending on the methodology adopted. Complexation constants were estimated between 104 and 105 M-x, where x represents stoichiometry. A second step was the study of interaction of flavylium ions and organic copigments, such as the following phenolic acids: para-coumaric acid (PCA), ferulic acid (FRA), sinapic acid (SNA), vanilic acid (VNA) and siryngic acid (SRA). Using absorption and fluorescence spectroscopy, a stoichiometry of 1:1 for each of the pigment:copigment pairs was found. Equilibrium constants were determined, and there was no significant differences considering the structures of flavylium ions, although for cinnamic acid derivatives the constants found are slightly larger. The same reactions studied in pH of about 5.0, showed that affinities between the cationic forms and the phenolic acids are larger in comparison to the bases. The stability of the cation regarding the hydration reaction is much smaller in the presence of these organic acids than in the presence of Al3+ or cucurbit[7]uril. At last, the third step involved both types of copigment - metal ions and organic acids - in a supramolecular assembly with flavylium ions. It was observed that different concentrations of the two types of copigments studied are required for B-DHMF and DHMF to stabilize the cationic form; much larger concentrations of Al3+ in the complex in which B-DHMF are involved. It was also concluded that the presence of organic copigments, less representatively, are necessary for the maintenance of the color, an evidence of synergic behaviour. An additional study, which was not in the scope of the project, but did provide another source of flavylium stabilization, was the reaction inclusion of B-TMF with CB[7] cucurbit[7]uril. This step was developed in collaboration with Prof. Cornelia Bohne, at the University of Victoria (UVic), Canada. It consisted of the determination of the equilibrium and kinetic constants of this host-guest system, in which the flavylium cation interacts as the guest for the macrocyclic host. It was proposed a sequential 1:2 (B-TMF:CB[7]) mechanism that provides an alternative to avoid the hydration reaction of B-TMF, where CB[7] must be present in concentrations large enough to form the 1:2 complex.

O objetivo deste trabalho foi desenvolver e avaliar diferentes formulações de sorbets probióticos e simbióticos a base de polpa de juçara (Euterpe edulis), de modo a combinar os efeitos benéficos à saúde dos compostos fenólicos deste fruto com os benefícios dos probióticos e prebióticos. Para isso, foram utilizados os microrganismos L. acidophilus e L. paracasei e a fibra polidextrose, além da elaboração de uma amostra controle sem tais elementos para efeito de comparação. Primeiramente, a polpa de juçara pasteurizada utilizada na produção dos sorbets foi avaliada de acordo com suas características físico-químicas e seus compostos bioativos, tendo apresentado resultados adequados para o emprego na matriz alimentícia em questão. Em seguida, os sorbets foram caracterizados através de diversos parâmetros. Assim, a análise centesimal mostrou sorbets com alto índice de carboidratos e baixo valor calórico, enquanto os teores de sólidos solúveis apresentaram-se coerentes em todas as formulações analisadas. Os valores de overrun e densidade aparente relevaram que a incorporação de ar dos sorbets não foi tão elevada quanto de um sorvete lácteo, embora as amostras adicionadas de polidextrose - capaz de mimetizar as propriedades de corpo e espessamento da gordura - tenham obtido resultados mais próximos aos gelados tradicionais. Foram ainda mensurados os efeitos do armazenamento dos produtos a -18 °C durante 120 dias, através de avaliações de pH, coloração instrumental, estabilidade dos compostos fenólicos e antocianinas e viabilidade dos probióticos. O pH das amostras manteve-se constante durante todo o experimento, com valores entre 4,4 e 4,8, enquanto os parâmetros de coloração caracterizaram as amostras como vermelhas e apontaram tendência à perda de luminosidade. Já os polifenóis e antocianinas apresentaram teores elevados, decorrentes da adição da polpa de juçara, sem a ocorrência de degradação destes compostos ao longo da estocagem das amostras sob congelamento. As populações de ambos os microrganismos adicionados apresentaram-se estáveis em cerca de 8 log UFC/ g durante todo o período de armazenamento, o que corresponde a um resultado bastante satisfatório e superior ao recomendado pela legislação brasileira. Por outro lado, a sobrevivência in vitro de tais probióticos quando submetidos aos fluidos gastrointestinais não apresentou resultados adequados para a garantia da funcionalidade destes produtos, com queda de viabilidade superior a 4 ciclos logarítmicos. A aceitabilidade sensorial e intenção de compra apresentaram resultados positivos para todas as formulações, com maior aceitação das amostras probióticas em relação ao controle e menor interesse pelas amostras com adição de prebiótico. Tal resultado demonstra que a incorporação destas bactérias em sorbets de juçara é capaz de melhorar a qualidade do produto, enquanto a adição de polidextrose pode diminuir sua aceitabilidade nas condições empregadas. Em síntese, os sorbets elaborados apresentaram resultados satisfatórios, demonstrando a viabilidade na produção deste tipo de alimento funcional adicionado de probióticos, prebiótico e rico em polifenóis, sendo a combinação de tais elementos capaz de potencializar os efeitos benéficos destes compostos e trazer vantagens fundamentais à microbiota intestinal e à saúde de quem os consome. / This work aimed to develop and evaluate different formulations of probiotic and synbiotic jussara (Euterpe edulis) sorbets in order to combine the beneficial effects of the fenolic compounds of this fruit with the benefits of probiotics and prebiotics. For this, the microorganisms L. acidophilus and L. paracasei and the fiber polydextrose were used and a control sample without such elements was developed for comparison. First, the pasteurized jussara pulp used in the production of sorbets was evaluated according to its physicochemical characteristics and its bioactive compounds and the results obtained showed that it was appropriate for employment in the food matrix. Then, sorbets were characterized by various parameters. The centesimal composition showed high levels of carbohydrates and low caloric value, while the soluble solids content were consistent in all analyzed formulations. The overrun and apparent density values showed that the air incorporated into sorbets was not as high as a dairy ice cream, although the samples with polydextrose - able to mimic the body and thickening properties of fat - have obtained results closer to traditional ice cream. The effects of storage of the products at -18 ° C for 120 days were also measured by pH assessments, instrumental color, stability of phenolic compounds and anthocyanins and viability of probiotics. The pH of the samples remained constant throughout the experiment, with values between 4.4 and 4.8, while the color parameters characterized the samples as red and showed a tendency to lose brightness. The levels of polyphenols and anthocyanins were elevated as a result of the addition of jussara pulp, without degradation of these compounds during storage of samples under freezing. The populations of both added microorganisms were stable at about 8 log CFU/ g throughout the storage period, which is a very satisfactory result and better than the recommended by Brazilian legislation. On the other hand, in vitro survival of the probiotics through simulated gastrointestinal fluids did not present appropriate results to guarantee the functionality of these products, with decrease of viability higher than 4 log cycles. The sensory acceptability and purchase intent showed positive results for all formulations, with greater acceptance of probiotic samples compared to control and less interest in the samples with prebiotic. This result demonstrates that the incorporation of these bacteria in jussara sorbets is able to improve the quality of the product while the addition of polydextrose may decrease the acceptability in conditions employed. In short, sorbets showed satisfactory results, demonstrating the viability of production of functional food with addition of probiotics, prebiotics and rich in polyphenols. The combination of these elements can enhance the beneficial effects and bring fundamental benefits to intestinal microbiota and to health of those who consume them.

O milho roxo (Zea mays L.), cultura tradicional da região Andina, é conhecido por apresentar alto conteúdo de antocianinas. As antocianinas apresentam diversas propriedades biológicas demonstradas em estudos in vitro e in vivo; entre elas, alto poder antioxidante, atividade anti-inflamatória e quimiopreventiva; entretanto são compostos que se degradam facilmente. Assim, o objetivo deste trabalho foi obter um extrato aquoso rico em antocianinas, a partir do milho roxo, e estudar a estabilidade química das antocianinas presentes frente ao pH e temperatura. Inicialmente o milho roxo comercial, utilizado como matéria prima, foi caracterizado por CLAE-DAD-ESI-MS/MS por apresentar cinco derivados de cianidina, três derivados de peonidina, três derivados de pelargonidina, dois derivados de quercetina e dois derivados de isoramnetina, com presença de acilação nas antocianinas. O teor de antocianinas totais foi de 4,61 mg/g, sendo 3,16 mg cianidina 3-glucosídeo eq./g, 0,63 mg pelargonidina/g e 0,81 mg peonidina/g, além de 1,19 mg quercetina/g e 1,06 mg ácido protocatecúico/g. Para a otimização da obtenção do extrato aquoso e estudo de degradação térmica das antocianinas, foi realizado o delineamento experimental para análise de superfície de resposta. Um delineamento fatorial 33 (15 ensaios com 3 repetições do ponto central) foi aplicado para avaliar o efeito de três fatores,em três níveis, para a obtenção do extrato aquoso. Os fatores incluídos foram temperatura (70ºC, 95ºC e 120ºC), tempo de extração (10, 50 e 90 min) e pH da solução (3,0, 5,0 e 7,0). Foram avaliadas três respostas: teor de antocianinas monoméricas, teor de ácido protocatecúico e capacidade antioxidante, os quais foram encontrados: (a) para antocianinas monoméricas, a melhor condição de extração foi obtida no menor valor de pH (3,0) e tempo (10 min), com temperatura intermediária (95ºC); (b) para o ácido protocatecúico, a melhor concentração foi obtida em condições de maior valor de pH (7,0) e tempo (90 min), ou seja, oposto à condição anterior, com temperatura intermediária (95ºC); (c) para a capacidade antioxidante, a melhor condição foi obtida quando preparou-se o extrato no ponto central dos níveis (pH 5,0), tempo 50 min e temperatura (95ºC). Os modelos referentes às respostas de teor antocianinas monoméricas e teor de ácido protocatecúico foram validados, apresentando valores 40,30 mg cianidina 3-glucosídeo eq./L e 0,57 mg/100 mL, respectivamente. Os flavonoides identificados no extrato aquoso de milho roxo foram semelhantes à composição do milho roxo comercial, entretanto, com considerável degradação de derivados de cianidina e peonidina, principalmente aciladas, a ácido protocatecúico e ácido vanílico, respectivamente. Assim, os resultados sugerem que um extrato aquoso de milho roxo rico em antocianinas é obtido em condições de extração de menor valor de pH, onde as antocianinas estão em sua forma mais estável. Porém, quando esse extrato aquoso é exposto a maiores valores de pH e/ou alta temperatura, pode ocorrer degradação das antocianinas presentes aos seus respectivos ácidos fenólicos. / Purple corn (Zea mays L.), traditional culture of the Andean region, is known for its high content of anthocyanins. Anthocyanins exhibit several biological properties demonstrated in in vitro and in vivo, among them, high antioxidant, anti-inflammatory and chemopreventive activities, however they are unstable. The objective of this study was to obtain an aqueous extract rich in anthocyanins from purple corn and study the chemical stability of anthocyanins. Initially commercial purple corn, used as raw material, was characterized by HPLC-DAD-ESI-MS/MS by presenting five cyanidin derivatives, three peonidin derivatives, three pelargonidin derivatives, two quercetin derivatives and two isorhamnetin derivatives, with acylation in some anthocyanins. The anthocyanin content was 4.61 mg/g, which 3.16 mg cyanidin 3-glucoside eq./g, 0.63 mg pelargonidin/g and 0.81 mg peonidin/g, in addition 1.19 mg quercetin/g and 1.06 mg protocatechuic acid/g. To optimize the aqueous extract and study thermal degradation of anthocyanins, an experimental design was performed for response surface analysis. A 33 factorial design (15 trials with 3 replicates of the center point) was applied to evaluate the effect of three factors at three levels, to obtain the aqueous extract. The factors included were temperature (70°C, 95°C and 120°C), extraction times (10, 50 and 90 min) and pH solution (3.0, 5.0 and 7.0). Three variables were evaluated: monomeric anthocyanin content, protocatechuic acid content and antioxidant capacity, which were found: (a) for monomeric anthocyanins content, the best extraction condition was obtained at lower pH (3.0) and time (10 min), and intermediate temperature (95°C); (b) for protocatechuic acid content, the optimal concentration was obtained under higher pH (7.0) and time (90 min), opposite to the previous condition, with intermediate temperature (95°C); (c) for antioxidante capacity, the best condition was obtained when the extract was prepared at the midpoint of levels pH 5.0, time 50 min and 95°C. The mathematicals models concerting monomeric anthocyanins content and protocatechuic acid content has been validated, with values of 40.30 mg cyanidin 3-glucoside eq./L and 0.57 mg/100 mL, respectively. The flavonoids profile in the aqueous extract of purple corn were similar to the composition of commercial purple corn, however, with considerable degradation of cyanidin and peonidin derivatives, mainly acylated form, to protocatechuic acid and vanillic acid, respectively. Therefore, the results suggests that an aqueous extract of purple corn rich in anthocyanins can be obtained at lower pH, where the anthocyanins are in their most stable form. However, when the aqueous extract is exposed to higher pH and/or high temperature, anthocyanins degradation may occur to their respective phenolic acids.