Orientador: Gabriela Alves Macedo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-27T13:41:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_FabiolaAliagade_D.pdf: 3830264 bytes, checksum: c4a5b890059ac6893391ad89b28572c4 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Os ácidos fenólicos possuem propriedades biológicas que desempenham ação antioxidante, anti-inflamatória, antiproliferativa e antimicrobiana. Porém, esses fenólicos de cereais integrais podem ser difíceis de serem absorvidos totalmente pelo organismo, pois estão ligados a outros componentes da parede celular do vegetal ou a um antinutriente (taninos). O zinco, ferro e fósforo de grãos integrais são importantes para o desenvolvimento e manutenção do organismo. No entanto, os cereais ricos em fitato podem apresentar esses minerais complexados ao antinutriente e se tornarem indisponíveis para a absorção. Uma alternativa para melhorar a disponibilidade de ácidos fenólicos e minerais de cereais integrais é o tratamento enzimático. A tanase, tanino acil hidrolase (EC 3.1.1.20), é uma enzima com habilidade de atuar em ligações éster e depsídicas de taninos hidrolisáveis e já foi descrita como capaz de hidrolisar outros fenólicos como ácido tânico, ácido clorogênico, epigalocatequina, dentre outros. A fitase microbiana atua na desfitinização de cereais ricos em fitatos e sua ação melhora a bioacessibilidade de ferro e zinco na formulação infantil. A bioacessibilidade é uma alternativa aos ensaios 'in vivo' que apresentam alto custo de experimental, e pode ser medida pelo modelo de digestão 'in vitro'/absorção pelas células Caco-2. O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito de tanase de 'Paecilomyces variotii' e fitase comercial, adicionadas à farinha de centeio, quanto ao teor de fenólicos totais e à identificação e quantificação por CLAE-DAD dos ácidos fenólicos; à capacidade antioxidante (DPPH, ORAC e FRAP); à disponibilidade de minerais (zinco e ferro); ao teor de antinutrientes (tanino hidrolisável e fitato); e à bioacessibilidade dos ácidos fenólicos da farinha. A tanase adicionada à farinha foi capaz de reduzir o teor de tanino hidrolisável, aumentar os fenólicos totais e potencializar a capacidade antioxidante. A farinha tratada com fitase apresentou menor teor de fitato e aumento no conteúdo de fósforo inorgânico proveniente da degradação enzimática. A disponibilidade de zinco e ferro, medida pela razão molar entre os minerais e o fitato foi melhorada após o tratamento da farinha com fitase. Foram identificados os ácidos ferúlico, sinápico e vanílico da farinha de centeio, que após o tratamento com a tanase apresentou aumento no teor de ácido ferúlico em cinco vezes em relação à farinha não tratada. Esse resultado evidencia a ação inédita da tanase de 'P. variotii' como possível feruloil esterase. A farinha biotransformada com tanase apresentou maior teor dos ácidos vanílico, ferúlico e sinápico, porém ao se avaliar a bioacessibilidade houve menor eficiência de transporte desses ácidos quando comparada à farinha controle. Provavelmente, a farinha biotransformada apresentou saturação desses fenólicos sobre a porção apical das células Caco-2 que reduziu a capacidade do transportador de ácidos monocarboxílicos (MCT1) nas duas horas de incubação. Isso corrobora com os resultados obtidos da exposição das células Caco-2 aos padrões de ácidos ferúlico e vanílico na concentração de 50 µl.ml-1 que apresentaram inibição da expressão gênica do MCT1. Contudo, o uso de enzimas como fitase e tanase na farinha de centeio é interessante, pois potencializa sua ação antioxidante, aumenta o teor de fenólicos, aumenta a disponibilidade de zinco e ferro, aumenta o conteúdo de fósforo e reduz os antinutrientes. Para trabalhos futuros seria relevante estudar o tempo de residência de ácidos fenólicos da farinha de centeio no ensaio de transporte celular, pois duas horas de incubação pode ter sido insuficiente para verificar todo o potencial da farinha tratada com tanase / Abstract: Phenolic acids have biological properties that perform antioxidant, anti-inflammatory, antiproliferative and antimicrobial. However, these phenolic of whole grains may be difficult to be completely absorbed by the body because they are connected to other cell wall components of plant or an antinutrient (tannins). Zinc, iron and phosphorus of whole grains are important for the development and maintenance of the organism. However, cereals rich in phytate may have these minerals complexed to antinutrient and become unavailable for absorption. An alternative to improve the availability of phenolic acids and minerals of whole grains is the enzymatic treatment. Tannase, tannin acyl hydrolase (EC 3.1.1.20) is an enzyme with the ability to act on ester bonds and depside bonds of hydrolysable tannins and has been described as capable of hydrolyzing tannic acid, chlorogenic acid, epigallocatechin, among others. Microbial phytase acts on dephytinization of cereals rich in phytate and its action improves the bioaccessibility of iron and zinc in infant formulation. Bioaccessibility is an alternative to in vivo tests that has expensive experimental cost, and can be measured by 'in vitro' model of digestion / absorption by the Caco-2 cells. The aim of this study was to investigate the effect of tannase Paecilomyces variotii and of commercial phytase added to rye flour, as to the total phenolic content and the identification and quantification by HPLC-DAD of phenolic acids; to the antioxidant capacity (DPPH, ORAC and FRAP); to the availability of minerals (zinc and iron); to the antinutrients content (phytate and hydrolyzable tannin); and as to bioaccessibility of phenolic acids of the flour. Tannase added to flour was able to reduce the hydrolyzable tannin content, increase total phenolic and enhance the antioxidant capacity. Flour rye treated with phytase decreased phytate content and increased content of inorganic phosphorus from enzymatic degradation. Availability of zinc and iron of the flour after treatment with phytase was improved, it was measured by the molar ratio between the mineral and phytate. Acids ferulic, sinapic and vanillic were identified and quantified of the rye flour, which after treatment with tannase showed an increase in ferulic acid content in five times bigger that the untreated flour. This result shows the tanase being an original action of 'P. variotii' as possible feruloyl esterase. Biotransformed flour rye with tannase showed a higher content of vanillic acid, ferulic and sinapic, however, when assessing the bioaccessibility was lower transport efficiency of these acids when compared to the control flour. Probably the biotransformed flour showed saturation of these phenolics about the apical portion of Caco-2 cells, they reduced the capacity of the monocarboxylic acids transporter (MCT1) within two hours of incubation. This corroborates the results of exposure of Caco-2 cells to standards of ferulic acid and vanillic at concentration of 50 ?l.mL-1, that showed inhibition of gene expression MCT1. However, the use of enzymes such as phytase and tannase in rye flour is interesting because it enhances antioxidant capacity, it phenolic content is incremented, availability of zinc and iron is bettered, increases the phosphorus content and reduces antinutrients. For further work, would be relevant the study of the residence time of the phenolic acids of rye flour on the cell transport assay, since two hours of incubation may have been insufficient to verify the full potential of flour treated with tannase / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutora em Ciência de Alimentos

Este trabalho apresenta os estudos decorrentes da identificação de espécies moleculares associadas aos elementos Ca, Cu, Fe, Mg e Zn em amostras de castanha de caju (Anacardium Ocidentale), os quais foram realizados por: (1) digestão total da amostra, (2) digestão simulada in vitro, (3) extração de metais e proteínas empregando água, NaOH e Tampão Tris-HCl, (4) precipitação de proteínas com HCl ou acetona, (5) avaliação da associação entre espécies elementares e moleculares presentes nos diferentes meios extratores utilizando o acoplamento entre SEC-UV-SIMAAS e SEC-UV-ICP OES e (6) especiação de Fe em amostra de água de diálise empregando método espectrofotométrico. As determinações elementares nas amostras de castanha de caju demonstraram que os teores de Ca foram de (0,031 ± 0,001)%; Cu (19,1 ± 0,1) mg kg-1; Fe (53,5 ± 0,2) mg kg-1; Mg (0,22 ± 0,01) % e Zn (40 ± 3) mg kg-1, respectivamente. O emprego de soluções gástrica e intestinal simuladas revelou que 10% de Ca, 29% de Zn, 44% de Mg, 80% de Fe e 90% de Cu são extraídos durante a digestão. Após o processo de diálise, verificou-se que 100% do Zn e 90% do Ca, Fe e Mg passaram através da membrana de ester de celulose (tamanho de poro = 12 kDa). Porém, o cobre apresentou uma porcentagem de diálise de 70%. O processo de extração de proteínas indicou que a solução alcalina possui elevada capacidade de solubilização dos analitos, quando comparada com os demais extratos. A análise molecular das soluções extratoras demonstrou que em meio alcalino e tamponado há uma maior solubilização de compostos de alto peso molecular e o meio aquoso solubiliza espécies de baixo peso molecular. A precipitação realizada a partir dos extratos proteícos utilizando HCl propiciou uma alteração no perfil de distribuição molecular dos compostos presentes nos extratos aquoso e tamponado. Porém, o uso da precipitação em meio de acetona revela um perfil de separação diferente, pois em meio orgânico ocorre a seleção de compostos de baixo peso molecular (< 6,5 kDa). As análises por SEC-UV-ICP OES em soluções gastrointestinais revelou que os elementos estão distribuidos entre proteínas de alto e baixo peso molecular. Mas o processo de diálise demonstrou que algumas interações elementares e moleculares foram desfeitas após esta etapa de precipitação com HCl ou acetona. Porém, estes dados podem fornecer o primeiro indício da presença de metaloproteínas em amostras de castanha de caju. O monitoramento das espécies de ferro em amostras de água de diálise demonstra que apenas o íon trivalente (Fe3+) foi identificado. Sendo que, ao realizar a quantificação desta espécie, verifica-se que o teor de ferro livre presente na solução foi de 15%. Portanto, esta solução continha, aproximadamente, 85% de espécies químicas de ferro presentes no extrato gastrointestinal, as quais estão associadas a outros compostos presentes na amostra / In this work studies were done for the identification of molecular species associated to Ca, Cu, Fe, Mg and Zn in cashew nuts (Anacardium Occidental) using the following procedures: (1) sample acid digestion for total element determination; (2) in vitro digestion; (3) metals and proteins extraction using water, NaOH and Tris-HCl; (4) protein precipitation with HCl or acetone; (5) evaluation of association between elemental and molecular species in different extractors using SEC-UV-SIMAAS and SEC-UV-ICP OES and (6) iron speciation analysis in dialysis water using a spectrophotometric method. The elemental analysis showed that in cashew nuts there is a great quantity of Ca (0.031 ± 0.001) % and Mg (0.22 ± 0.01) %, but minor quantity of Cu (19.1 ± 0.1) mg kg-1, Fe (53.5 ± 0.2) mg kg-1 and Zn (40 ± 3) mg kg-1. The bioavailability studies reveal that Ca (10%), Zn (29%), Mg (44%), Fe (80%) and Cu (90%) were extracted during the in vitro digestion. After dialysis, 100% of Zn and 90% of Ca, Fe and Mg passed through the membrane, however, only 70% of Cu was dialysed in this step. The protein extraction procedures indicate that alkaline media has a great capacity for solubilization of analytes, if compared with other extracts. The molecular analysis of extracts showed that in alkaline and buffered media there is a presence of high molecular weight compounds and water extracted low molecular weight compounds. The HCl precipitation in water and buffered extractors change the molecular distribution profile and acetone precipitation selected low molecular weight compounds (< 6.5 kDa) for all extractors. The SEC-UV-ICP OES analysis in gastric intestinal solutions showed that the elements were distributed between high and low molecular weight compounds, but the dialysis procedure revealed the elemental and molecular correlations disappear to some metals. The monitoring of iron species by spectrophotometric method demonstrated that only 15% of trivalent iron was identified in the water dialysis. Therefore, this solution contain approximately 85% of iron species present in the gastrointestinal extract which are associated with others compounds in the sample.

Este trabalho apresenta os estudos decorrentes da identificação de espécies moleculares associadas aos elementos Ca, Cu, Fe, Mg e Zn em amostras de castanha de caju (Anacardium Ocidentale), os quais foram realizados por: (1) digestão total da amostra, (2) digestão simulada in vitro, (3) extração de metais e proteínas empregando água, NaOH e Tampão Tris-HCl, (4) precipitação de proteínas com HCl ou acetona, (5) avaliação da associação entre espécies elementares e moleculares presentes nos diferentes meios extratores utilizando o acoplamento entre SEC-UV-SIMAAS e SEC-UV-ICP OES e (6) especiação de Fe em amostra de água de diálise empregando método espectrofotométrico. As determinações elementares nas amostras de castanha de caju demonstraram que os teores de Ca foram de (0,031 ± 0,001)%; Cu (19,1 ± 0,1) mg kg-1; Fe (53,5 ± 0,2) mg kg-1; Mg (0,22 ± 0,01) % e Zn (40 ± 3) mg kg-1, respectivamente. O emprego de soluções gástrica e intestinal simuladas revelou que 10% de Ca, 29% de Zn, 44% de Mg, 80% de Fe e 90% de Cu são extraídos durante a digestão. Após o processo de diálise, verificou-se que 100% do Zn e 90% do Ca, Fe e Mg passaram através da membrana de ester de celulose (tamanho de poro = 12 kDa). Porém, o cobre apresentou uma porcentagem de diálise de 70%. O processo de extração de proteínas indicou que a solução alcalina possui elevada capacidade de solubilização dos analitos, quando comparada com os demais extratos. A análise molecular das soluções extratoras demonstrou que em meio alcalino e tamponado há uma maior solubilização de compostos de alto peso molecular e o meio aquoso solubiliza espécies de baixo peso molecular. A precipitação realizada a partir dos extratos proteícos utilizando HCl propiciou uma alteração no perfil de distribuição molecular dos compostos presentes nos extratos aquoso e tamponado. Porém, o uso da precipitação em meio de acetona revela um perfil de separação diferente, pois em meio orgânico ocorre a seleção de compostos de baixo peso molecular (< 6,5 kDa). As análises por SEC-UV-ICP OES em soluções gastrointestinais revelou que os elementos estão distribuidos entre proteínas de alto e baixo peso molecular. Mas o processo de diálise demonstrou que algumas interações elementares e moleculares foram desfeitas após esta etapa de precipitação com HCl ou acetona. Porém, estes dados podem fornecer o primeiro indício da presença de metaloproteínas em amostras de castanha de caju. O monitoramento das espécies de ferro em amostras de água de diálise demonstra que apenas o íon trivalente (Fe3+) foi identificado. Sendo que, ao realizar a quantificação desta espécie, verifica-se que o teor de ferro livre presente na solução foi de 15%. Portanto, esta solução continha, aproximadamente, 85% de espécies químicas de ferro presentes no extrato gastrointestinal, as quais estão associadas a outros compostos presentes na amostra / In this work studies were done for the identification of molecular species associated to Ca, Cu, Fe, Mg and Zn in cashew nuts (Anacardium Occidental) using the following procedures: (1) sample acid digestion for total element determination; (2) in vitro digestion; (3) metals and proteins extraction using water, NaOH and Tris-HCl; (4) protein precipitation with HCl or acetone; (5) evaluation of association between elemental and molecular species in different extractors using SEC-UV-SIMAAS and SEC-UV-ICP OES and (6) iron speciation analysis in dialysis water using a spectrophotometric method. The elemental analysis showed that in cashew nuts there is a great quantity of Ca (0.031 ± 0.001) % and Mg (0.22 ± 0.01) %, but minor quantity of Cu (19.1 ± 0.1) mg kg-1, Fe (53.5 ± 0.2) mg kg-1 and Zn (40 ± 3) mg kg-1. The bioavailability studies reveal that Ca (10%), Zn (29%), Mg (44%), Fe (80%) and Cu (90%) were extracted during the in vitro digestion. After dialysis, 100% of Zn and 90% of Ca, Fe and Mg passed through the membrane, however, only 70% of Cu was dialysed in this step. The protein extraction procedures indicate that alkaline media has a great capacity for solubilization of analytes, if compared with other extracts. The molecular analysis of extracts showed that in alkaline and buffered media there is a presence of high molecular weight compounds and water extracted low molecular weight compounds. The HCl precipitation in water and buffered extractors change the molecular distribution profile and acetone precipitation selected low molecular weight compounds (< 6.5 kDa) for all extractors. The SEC-UV-ICP OES analysis in gastric intestinal solutions showed that the elements were distributed between high and low molecular weight compounds, but the dialysis procedure revealed the elemental and molecular correlations disappear to some metals. The monitoring of iron species by spectrophotometric method demonstrated that only 15% of trivalent iron was identified in the water dialysis. Therefore, this solution contain approximately 85% of iron species present in the gastrointestinal extract which are associated with others compounds in the sample.

Introdução: O café é a segunda bebida mais consumida do mundo. O grão de café é uma das mais importantes \"commodities\" alimentares, sendo o principal produto de exportação agrícola. A produção mundial de café na safra 2016-2017 alcançou 153,869 milhões de sacas de 60 quilos. A bebida de café é consumida sob diversos métodos e preparações e a adição de açúcar e/ou leite são as mais comuns. O crescente consumo de cápsula de café expresso vem ganhando os lares da população brasileira com aumento de 29 % de 2010 a 2015, com estimativa de crescimento na ordem de 18 % de 2015 até 2020. A busca por diferentes tipos de café está relacionada com os efeitos sensoriais que o café pode exercer para os humanos. Entretanto, o café é considerado uma bebida bioativa com efeito antioxidante que atua como anticancerígeno, anti-obesidade, antidiabético, anti-hipertensivo e hepatoprotetor. Deste modo faz-se necessário avaliar a atividade antioxidante das cápsulas de café expresso de acordo com sua intensidade (torra) e avaliar o efeito da adição de ingrediente sobre os compostos fenólicos, a atividade antioxidante e sua bioacessibilidade. Objetivo: Avaliar o efeito de diferentes intensidades de torra e da adição de ingrediente sobre os compostos fenólicos e a atividade antioxidante das cápsulas de café expresso e sua bioacessibilidade. Material e Métodos: O presente projeto foi dividido em dois ensaios. O primeiro ensaio contou com quatorze cápsulas comerciais de café expresso, sendo treze tradicionais e uma descafeinada. O segundo ensaio contou com três cápsulas, sendo duas tradicionais e uma descafeinada. Todas foram adquiridas em estabelecimentos comerciais da cidade de São Paulo. No primeiro ensaio as bebidas foram preparadas como descrito na embalagem usando uma cafeteira doméstica e água. No segundo ensaio, às bebidas (preparadas de acordo ao primeiro ensaio), foram adicionados 40 mL leite e/ou 5 g de açúcar. A atividade antioxidante foi investigada pelo ensaio de eliminação de radicais ABTS, pela capacidade de absorção de radicais peroxila de oxigênio pelo (ORAC) e a capacidade de eliminação de radicais DPPH. O teor total de fenólicos foi determinado pelo método de Folin-Ciocalteau, as melanoidinas foram avaliadas pela absorbância a 420 nm e a digestão in vitro foi realizada por hidrólise assistida por enzimas digestivas. O perfil fenólico foi avaliado por CLAE/DAD. A capacidade de inibição da peroxidação lipídica foi determinada pela medição de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS). Resultados: No primeiro ensaio, todas as bebidas de café em cápsula apresentaram atividade antioxidante de acordo os métodos ORAC, DPPH e ABTS, variando de acordo a intensidade (torra) de cada cápsula. O teor de fenólicos variou de 191,41 a 374,36 mg equivalentes de ácido clorogênico/dose de café e as melanoidinas variaram entre 0,197 nm e 0,372 nm. No segundo ensaio, os fenólicos totais variaram de 129,40 a 541,81 mg equivalentes de ácido clorogênico/dose nas bebidas digeridas e não digeridas, respectivamente. A atividade antioxidante foi maior nas bebidas com adição de leite. O teor total de fenólicos foi maior nas amostras não digeridas. O perfil fenólico encontrado nas amostras não digeridas e digeridas, foi cafeína, ácido clorogênico, ácido cafeico, ácido p-cumárico e ácido ferúlico. Após a digestão in vitro, os ácidos fenólicos e a cafeína estavam mais bioacessíveis nas bebidas de café com adição leite e com leite e açúcar em comparação com as bebidas de café puras. As bebidas não digeridas apresentaram menor produção de TBARS em relação àquelas digeridas. Conclusão: Todas bebidas de café expresso em cápsulas estudadas apresentaram atividade antioxidante. A maior intensidade da torra pode influenciar a quantidade de fenólicos totais e atividade antioxidante. O conteúdo de ácidos fenólicos e cafeína e a atividade antioxidante das bebidas dependem dos ingredientes adicionado à preparação. Os compostos são mais bioacessíveis em bebidas com leite com açúcar e com leite, em comparação com bebidas puras. Os resultados sugerem que existem interações entre ácidos fenólicos e componentes do leite por meio de interação hidrofóbicas e/ou hidrofílicas que afetam a biodisponibilidade de ambos. / Introduction: Coffee is the second most consumed drink in the world. Coffee beans are one of the most important food \"commodities\" being the main agricultural export product. World coffee production in the 2016-2017 harvest reached 153,869 million bags of 60 kilos. The coffee drink is consumed of several methods and preparations, the addition of sugar and / or milk is the most common. The increasing consumption of espresso capsules has been gaining the homes of the Brazilian population with a 29% increase from 2010 to 2015, with an estimated growth of around 18% from 2015 to 2020. The search for different types of coffee is related to the sensory effects that coffee can exert on humans. However, coffee is considered a bioactive beverage with antioxidant effect that acts as anticancer, anti-obesity, antidiabetic, antihypertensive and hepatoprotective Thus, it is necessary to evaluate the antioxidant activity of the espresso capsules according to their intensity (roast) and to evaluate the effect of the addition of the ingredient on the phenolic compounds, the antioxidant activity and its bioacessibilide. Objective: To evaluate the effect of different roast intensities and the addition of the ingredient on the phenolic compounds and the antioxidant activity of the espresso capsules and its bioaccessibility. Material and Methods: The present project was divided into two trials. The first trial included: Fourteen commercial espresso capsules, thirteen traditional and one decaffeinated. The second trial had three capsules, two traditional and one decaffeinated. Both were purchased at food stores in the city of São Paulo. In the first assay the beverages were prepared as described on the package using a domestic kettle and water. In the second assay, the beverages were prepared according to the first test, but 40 ml of milk and / or 5 g of sugar. The antioxidant activity was investigated by the ABTS radical scavenging assay, oxygen radical scavenging ability (ORAC) and the DPPH radical scavenging ability. The total phenolic content was determined by the Folin-Ciocalteau method, as melanoidins were evaluated for absorbance at 420 nm and an in vitro digestion was performed by digestive enzyme assisted hydrolysis. The phenolic profile was evaluated by HPLC / DAD. Lipid peroxidation was determined by the action of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS). Results: In the first trial, all capsule coffee beverages presented antioxidant activity according to the ORAC, DPPH and ABTS methods, varying according to the intensity (roast) of each capsule. The phenolic range ranged from 191.41 to 374.36 mg of chlorogenic acid equivalent / mL of coffee and the melanoidins ranged from 0.197 nm to 0.372 nm. In the second assay, total phenolics ranged from 129.40 to 541.81 mg equivalents of chlorogenic acid / dose in the digested and undigested beverages, respectively. The antioxidant activity was higher in beverages with milk addition. The total phenolic content was higher in the undigested samples. The phenolic profile found in the undigested and digested samples was caffeine, chlorogenic acid, caffeic acid, p-coumaric acid and ferulic acid. After in vitro digestion, phenolic acids and caffeine were more bioaccessible in coffee drinks with added milk and with milk and sugar compared to pure coffee beverage. Undigested beverages presented lower TBARS production in relation to those digested. Conclusions: All espresso drinks in capsules studied have antioxidant activity. The intensity can influence the amount of total phenolics and antioxidant activity. The content of phenolic acids and caffeine and the antioxidant activity of the beverages depend on the ingredients added to the preparation. The compounds are more bioavailable in milk and sugar milk beverages compared to pure beverages. The results suggest that there are interactions between phenolic acids and milk components through hydrophobic and / or hydrophilic interaction that affects the bioavailability of both.

Brazil is the country with the greatest biodiversity on the planet and a major producer of food. Tropical fruits, especially natives from Brazil, may contain considerable amounts of carotenoids that have antioxidant, anti-inflammatory, provitamin A and anticancer actions, such as &beta;-carotene and lycopene. The food structure design concept aims to manipulate the food matrix for specific purposes, e.g. the preservation and manipulation of carotenoid bioaccessibility. The aim of this thesis was to explore tropical fruits, native and exotic from Brazil in the development of delivery systems for carotenoids. A screening step was carried out with 11 fruits, among which 2 were selected, the pitanga (Eugenia uniflora) and buriti (Mauritia flexuosa) fruits that were used for the production of microemulsions. At the screening were evaluated the proximate composition, fiber contents, carotenoid profiles and bioacessibilities. The nutritional value demonstrated that these fruits have high potential as raw-materials for healthy products due to their high fiber, minerals and carotenoid contents in addition to low energy value. Analysis by HPLC-DAD allowed the identification of 14 carotenoids in the 11 fruits studied for the screening. Results demonstrated the superiority of the bioaccessibility of xanthophylls (ranging 10 % - 52 %) in relation to carotenes, and the low bioaccessibility of lycopene from pitanga (1.1 %) and average bioaccessibility of &beta;-carotene from buriti (26 %). Pitanga and buriti had their carotenoid profiles analyzed and monitored throughout an in vitro simulation of the digestion coupled with caco-2 cell cultures. Although xanthophylls are more bioaccessible, the intestinal ephitelium absorb preferentially the provitamin A carotenoids, such &beta;-carotene and &beta;-criptoxanthin. In order to produce these microemulsions, high-speed homogenization (HSH) and ultrasound (US) were studied in combination with the use of surfactants (Whey Protein Isolate and Tween 80), and addition of corn oil as carotenoid carrier. The experiments have shown that the interaction of US and HSH is capable to break cell walls and release carotenoids with higher efficiency. Optical and fluorescence microscopy, as well as carotenoid analysis demonstrated that it was possible to manipulate the food matrix structure releasing the carotenoids from the plant cells and encapsulating them inside the oil droplets, what increased their retention after processing. The microemulsion were affected by time of processing and by surfactant related to their rheology, final structure, stability of emulsion and carotenoid stability to processing. Finally, a dynamic gastrointestinal system was used to compare the behavior of carotenoids from whole fruit pulps and selected microemulsions (2% Tween 80, 5% corn oil, processed by HSH-US 4 min -4 min). The results demonstrated that it was possible to increase the stability to digestion and bioaccessibility of total carotenoids, lycopene and &beta;-carotene from the microemulsions. / O Brasil é o país detentor da maior biodiversidade do planeta e um grande produtor de alimentos. Frutas tropicais, em especial as nativas brasileiras, podem conter quantidades consideráveis de carotenoides que possuem ação antioxidante, anti-inflamatória, provitamina A e anticâncer, como &beta;-caroteno e licopeno. O desenho estrutural dos alimentos (food structure design), visa manipular a matriz alimentar com fins específicos, por exemplo, a preservação e manipulação da bioacessibilidade de carotenoides. Na presente tese buscou-se explorar frutas brasileiras não-convencionais no desenvolvimento de sistemas de entrega de carotenoides. Foi realizada uma etapa de triagem com 11 frutas, dentre as quais, 2 foram selecionadas, a pitanga (Eugenia uniflora) e o buriti (Mauritia flexuosa), e utilizadas na produção de microemulsões. Nesta triagem foram avaliadas a composição centesimal, o teor de fibras, o perfil de carotenoides e a bioacessibilidade destes carotenoides. O valor nutricional das frutas demonstrou seu potencial para utilização em produtos saudáveis, devido a seus teores eleveados de fibras, minerais e carotenoides além do baixo teor calórico. A análise por HPLC-DAD permitiu identificar até 14 carotenoides nas amostras das 11 frutas estudadas na triagem. O estudo da bioacessibilidade dos carotenoides das 11 frutas demonstrou principalmente a superioridade da bioacessibilidade de xantofilas (variando de 10 a 52 %) em relação aos carotenos, e portanto a baixa bioacessibilidade de licopeno da pitanga (1,1%) e média bioacessibilidade de &beta;-caroteno do buriti (26%). Pitanga e buriti tiveram o perfil de carotenoides detalhadamente acompanhados através da simulação in vitro da digestão associada à absorção intestinal por culturas de células Caco-2. Neste estudo, observou-se que embora as xantofillas sejam mais bioacessíveis, o tecido epitelial do intestino absorve preferencialmente carotenoides provitaminicos A, como o &beta;-caroteno e a &beta;-criptoxantina. Para produzir as microemulsões foram estudados processamentos (homogeneização de alta-velocidade - HSH e ultrassom - US) em combinação com uso de surfactantes (Whey Protein Isolate e Tween 80) e adição de óleo de milho como carreador dos carotenoides. Os experimentos mostraram que a interação entre US e HSH é capaz de romper as paredes celulares e liberarem os carotenoides com maior eficiência. Ficou demonstrado através de microscopia ótica e de fluorescência, tanto quanto pela análise de carotenoides, que foi possível manipular estruturalmente a matriz alimentar liberando os carotenoides de dentro das células vegetais e encapsulando-os dentro das gotículas de óleo, além de aumentar sua retenção após o processamento. As microemulsões obtidas sofreram efeito do tempo de processamento e do surfactante em relação à reologia, estrutura final da matriz, estabilidade ao armazenamento e estabilidade dos carotenoides ao processo. Por fim, foi utilizado um sistema dinâmico de simulação da digestão gastrointestinal para comparar o comportamento dos carotenoides oriundos das polpas integrais das frutas e das microemulsões selecionadas (Tween 80 a 2%, óleo de milho a 5% e processado por HSH-US 4 min-4 min). Os resultados demonstraram que foi possível aumentar a estabilidade à digestão e a bioacessibilidade dos carotenoides totais, do licopeno e do &beta;-caroteno.

Potentially harmful elements (PHE) are found naturally in soils, usually in low concentrations. However, due to the intensity of the anthropic activities, the concentrations of these elements may increase and have negative effects on the environment and human health. Methods for risk assessment may predict or indicate the level of exposure to contamination of an area. In addition to the total or pseudo-total concentration of PHE, generally extracted with acidic solutions, it is possible to determine the reactive, bioavailable and bioaccessible levels of these elements in order to evaluate the degree of soil contamination. Urban soil samples located in residential areas were collected in Piracicaba, State of São Paulo (SP) and in Santo Amaro, State of Bahia, including soils collected near a primary lead smelter area (COBRAC/Plumbum), where researchers detected elevated levels of PHE. Soils samples in an old lead metallurgy plant (Usina do Calabouço / IPT), which today belongs to the Centro Integrado de Ensino Multidisciplinar (CIEM/ Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM) - Geological Survey of Brazil) in Apiaí, located in the Upper Ribeira Valley (SP) were also collected. In vitro methods have been used in several countries to assess the bioaccessibility of PHE in humans. In this study, procedures based on ingestion and inhalation of soils using the Unified BARGE Method (UBM) and Artificial Lysosomal Fluid (ALF) methods were used to obtain the bioaccessible concentration in the gastrointestinal and pulmonary tract, respectively. As the bioaccessible fraction does not estimate the concentration absorbed and transported into the bloodstream, the in vitro method using Caco-2 cells, which are derived from human colon adenocarcinoma, was used to assess the amount of PHE that intestinal cells can absorb. The mineralogical data was obtained, and the sequential extraction of As, Cd, Cu, Mn, Pb and Zn was carried out to evaluate their interaction with lung fluid and gastric/gastrointestinal fluids. As expected, mine tailing samples had the highest pseudo-total concentrations of PHE in comparison to soil and sediment samples, both in the bulk soil (2 mm) and in the 250 &mu;m and 10 &mu;m sizes. Both respiratory and oral bioaccessibility of PHE varied widely among matrices, indicating that they were influenced by matrices´ chemistry, physical and mineralogical characteristics. The respiratory bioaccessible fraction, calculated as a percentage of the PHE pseudo-total concentrations, ranged from 13 - 109% for As; 14 - 98% for Cd; 21 - 89% for Cu; 46 - 140% for Pb, 35 - 88% for Mn and; 21 - 154% for Zn. Gastric bioaccessibility was greater than gastrointestinal bioaccessibility, ranging from 0-33% and 0-26% for As; 0-69% and 0-40% for Cd; 18-75% and 12-89% for Cu; 24-83% and 7-50% for Pb; 43-105% and 27-97% for Mn; 14-88% and 6-46% for Zn. Pseudo-total concentration provided a good estimate of respiratory and oral bioaccessibility, but the in-vitro methods provided more accurate results. Caco-2 cell line (in vitro test) was a good model for evaluating the effect of PHE exposure, but further studies on the transport and bioavailability of PHE in intestinal cells are needed. / Elementos potencialmente nocivos (EPN), dentre eles os metais pesados, são encontrados naturalmente nos solos, geralmente em baixas concentrações. Porém, devido à intensidade das atividades antrópicas, as concentrações destes elementos podem aumentar e ocasionar efeitos negativos ao meio ambiente e à saúde humana. Métodos para a avaliação de risco podem prever ou indicar o nível da exposição de uma área à contaminação. Além do teor total ou pseudototal de EPN, geralmente extraídos com soluções ácidas, pode-se determinar os teores nas frações reativa, biodisponível, bioacessível destes elementos para avaliação do grau de contaminação do solo. Por sua vez, métodos in vitro têm sido utilizados em vários países para avaliar a bioacessibilidade de PHE em seres humanos. Neste trabalho foram utilizadas amostras de solo urbano coletadas em Piracicaba e solos coletados em áreas de uma antiga usina de metalurgia de chumbo (Usina do Calabouço/IPT) na cidade de Apiaí, ambas localizadas no Estado de São Paulo; e na cidade de Santo Amaro, Bahia, onde foram coletadas amostras de solos urbanos localizados em áreas residenciais, principalmente próximas a uma antiga área de refino de chumbo, onde foram detectados níveis elevados de EPN. Foram avaliados procedimentos baseados na ingestão e na inalação de solos coletados por meio dos métodos Unified BARGE Method (UBM) e do Artificial Lysosomal Fluid (ALF) para obtenção do teor bioacessível nos fluidos gastrointestinais e nos fluidos pulmonares, respectivamente. Como a fração bioacessível não estima a concentração absorvida e transportada para a corrente sanguínea, o método in vitro, utilizando células Caco-2, que são extraídas de adenocarcinoma do cólon humano, foi usado para avaliar a quantidade de EPN que as células intestinais podem absorver. As características mineralógicas das amostras e a extração sequencial de As, Cd, Cu, Mn, Pb e Zn foram obtidas para avaliar a interação com fluido pulmonar e do o suco gástrico e gastrointestinal. Como esperado, as amostras de rejeito de mineração apresentaram as maiores concentrações pseudototais de EPN em comparação com as amostras de solo e sedimento, tanto nas amostras < 2mm, como nas amostras de tamanho < 250 &mu;m e < 10 &mu;m. A bioacessibilidade respiratória e oral dos EPN variou amplamente entre as matrizes, indicando que foram influenciadas por características químicas, físicas e mineralógicas das matrizes. A fração bioacessível respiratória, calculada como porcentagem das concentrações de EPN pseudototal, variou de 13 a 109% para As; 14 - 98% para Cd; 21 - 89% para Cu; 46 - 140% para Pb, 35 - 88% para Mn e; 21 - 154% para Zn. A bioacessibilidade gástrica foi maior que a bioacessibilidade gastrointestinal, variando de 0 a 33% e 0 a 26% para As; 0-69% e 0-40% para Cd; 18-75% e 12-89% para Cu; 24-83% e 7-50% para Pb; 43-105% e 27-97% para o Mn; 14-88% e 6-46% para Zn. A concentração pseudototal forneceu uma boa estimativa para bioacessibilidade respiratória e oral, mas os métodos in vitro fornecem resultados mais precisos. A linhagem celular Caco-2 foi um bom modelo para avaliar o efeito da exposição ao PHE, mas são necessários mais estudos sobre o transporte e biodisponibilidade de PHE em células intestinais.

Brazil is the country with the greatest biodiversity on the planet and a major producer of food. Tropical fruits, especially natives from Brazil, may contain considerable amounts of carotenoids that have antioxidant, anti-inflammatory, provitamin A and anticancer actions, such as &beta;-carotene and lycopene. The food structure design concept aims to manipulate the food matrix for specific purposes, e.g. the preservation and manipulation of carotenoid bioaccessibility. The aim of this thesis was to explore tropical fruits, native and exotic from Brazil in the development of delivery systems for carotenoids. A screening step was carried out with 11 fruits, among which 2 were selected, the pitanga (Eugenia uniflora) and buriti (Mauritia flexuosa) fruits that were used for the production of microemulsions. At the screening were evaluated the proximate composition, fiber contents, carotenoid profiles and bioacessibilities. The nutritional value demonstrated that these fruits have high potential as raw-materials for healthy products due to their high fiber, minerals and carotenoid contents in addition to low energy value. Analysis by HPLC-DAD allowed the identification of 14 carotenoids in the 11 fruits studied for the screening. Results demonstrated the superiority of the bioaccessibility of xanthophylls (ranging 10 % - 52 %) in relation to carotenes, and the low bioaccessibility of lycopene from pitanga (1.1 %) and average bioaccessibility of &beta;-carotene from buriti (26 %). Pitanga and buriti had their carotenoid profiles analyzed and monitored throughout an in vitro simulation of the digestion coupled with caco-2 cell cultures. Although xanthophylls are more bioaccessible, the intestinal ephitelium absorb preferentially the provitamin A carotenoids, such &beta;-carotene and &beta;-criptoxanthin. In order to produce these microemulsions, high-speed homogenization (HSH) and ultrasound (US) were studied in combination with the use of surfactants (Whey Protein Isolate and Tween 80), and addition of corn oil as carotenoid carrier. The experiments have shown that the interaction of US and HSH is capable to break cell walls and release carotenoids with higher efficiency. Optical and fluorescence microscopy, as well as carotenoid analysis demonstrated that it was possible to manipulate the food matrix structure releasing the carotenoids from the plant cells and encapsulating them inside the oil droplets, what increased their retention after processing. The microemulsion were affected by time of processing and by surfactant related to their rheology, final structure, stability of emulsion and carotenoid stability to processing. Finally, a dynamic gastrointestinal system was used to compare the behavior of carotenoids from whole fruit pulps and selected microemulsions (2% Tween 80, 5% corn oil, processed by HSH-US 4 min -4 min). The results demonstrated that it was possible to increase the stability to digestion and bioaccessibility of total carotenoids, lycopene and &beta;-carotene from the microemulsions. / O Brasil é o país detentor da maior biodiversidade do planeta e um grande produtor de alimentos. Frutas tropicais, em especial as nativas brasileiras, podem conter quantidades consideráveis de carotenoides que possuem ação antioxidante, anti-inflamatória, provitamina A e anticâncer, como &beta;-caroteno e licopeno. O desenho estrutural dos alimentos (food structure design), visa manipular a matriz alimentar com fins específicos, por exemplo, a preservação e manipulação da bioacessibilidade de carotenoides. Na presente tese buscou-se explorar frutas brasileiras não-convencionais no desenvolvimento de sistemas de entrega de carotenoides. Foi realizada uma etapa de triagem com 11 frutas, dentre as quais, 2 foram selecionadas, a pitanga (Eugenia uniflora) e o buriti (Mauritia flexuosa), e utilizadas na produção de microemulsões. Nesta triagem foram avaliadas a composição centesimal, o teor de fibras, o perfil de carotenoides e a bioacessibilidade destes carotenoides. O valor nutricional das frutas demonstrou seu potencial para utilização em produtos saudáveis, devido a seus teores eleveados de fibras, minerais e carotenoides além do baixo teor calórico. A análise por HPLC-DAD permitiu identificar até 14 carotenoides nas amostras das 11 frutas estudadas na triagem. O estudo da bioacessibilidade dos carotenoides das 11 frutas demonstrou principalmente a superioridade da bioacessibilidade de xantofilas (variando de 10 a 52 %) em relação aos carotenos, e portanto a baixa bioacessibilidade de licopeno da pitanga (1,1%) e média bioacessibilidade de &beta;-caroteno do buriti (26%). Pitanga e buriti tiveram o perfil de carotenoides detalhadamente acompanhados através da simulação in vitro da digestão associada à absorção intestinal por culturas de células Caco-2. Neste estudo, observou-se que embora as xantofillas sejam mais bioacessíveis, o tecido epitelial do intestino absorve preferencialmente carotenoides provitaminicos A, como o &beta;-caroteno e a &beta;-criptoxantina. Para produzir as microemulsões foram estudados processamentos (homogeneização de alta-velocidade - HSH e ultrassom - US) em combinação com uso de surfactantes (Whey Protein Isolate e Tween 80) e adição de óleo de milho como carreador dos carotenoides. Os experimentos mostraram que a interação entre US e HSH é capaz de romper as paredes celulares e liberarem os carotenoides com maior eficiência. Ficou demonstrado através de microscopia ótica e de fluorescência, tanto quanto pela análise de carotenoides, que foi possível manipular estruturalmente a matriz alimentar liberando os carotenoides de dentro das células vegetais e encapsulando-os dentro das gotículas de óleo, além de aumentar sua retenção após o processamento. As microemulsões obtidas sofreram efeito do tempo de processamento e do surfactante em relação à reologia, estrutura final da matriz, estabilidade ao armazenamento e estabilidade dos carotenoides ao processo. Por fim, foi utilizado um sistema dinâmico de simulação da digestão gastrointestinal para comparar o comportamento dos carotenoides oriundos das polpas integrais das frutas e das microemulsões selecionadas (Tween 80 a 2%, óleo de milho a 5% e processado por HSH-US 4 min-4 min). Os resultados demonstraram que foi possível aumentar a estabilidade à digestão e a bioacessibilidade dos carotenoides totais, do licopeno e do &beta;-caroteno.

Potentially harmful elements (PHE) are found naturally in soils, usually in low concentrations. However, due to the intensity of the anthropic activities, the concentrations of these elements may increase and have negative effects on the environment and human health. Methods for risk assessment may predict or indicate the level of exposure to contamination of an area. In addition to the total or pseudo-total concentration of PHE, generally extracted with acidic solutions, it is possible to determine the reactive, bioavailable and bioaccessible levels of these elements in order to evaluate the degree of soil contamination. Urban soil samples located in residential areas were collected in Piracicaba, State of São Paulo (SP) and in Santo Amaro, State of Bahia, including soils collected near a primary lead smelter area (COBRAC/Plumbum), where researchers detected elevated levels of PHE. Soils samples in an old lead metallurgy plant (Usina do Calabouço / IPT), which today belongs to the Centro Integrado de Ensino Multidisciplinar (CIEM/ Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM) - Geological Survey of Brazil) in Apiaí, located in the Upper Ribeira Valley (SP) were also collected. In vitro methods have been used in several countries to assess the bioaccessibility of PHE in humans. In this study, procedures based on ingestion and inhalation of soils using the Unified BARGE Method (UBM) and Artificial Lysosomal Fluid (ALF) methods were used to obtain the bioaccessible concentration in the gastrointestinal and pulmonary tract, respectively. As the bioaccessible fraction does not estimate the concentration absorbed and transported into the bloodstream, the in vitro method using Caco-2 cells, which are derived from human colon adenocarcinoma, was used to assess the amount of PHE that intestinal cells can absorb. The mineralogical data was obtained, and the sequential extraction of As, Cd, Cu, Mn, Pb and Zn was carried out to evaluate their interaction with lung fluid and gastric/gastrointestinal fluids. As expected, mine tailing samples had the highest pseudo-total concentrations of PHE in comparison to soil and sediment samples, both in the bulk soil (2 mm) and in the 250 &mu;m and 10 &mu;m sizes. Both respiratory and oral bioaccessibility of PHE varied widely among matrices, indicating that they were influenced by matrices´ chemistry, physical and mineralogical characteristics. The respiratory bioaccessible fraction, calculated as a percentage of the PHE pseudo-total concentrations, ranged from 13 - 109% for As; 14 - 98% for Cd; 21 - 89% for Cu; 46 - 140% for Pb, 35 - 88% for Mn and; 21 - 154% for Zn. Gastric bioaccessibility was greater than gastrointestinal bioaccessibility, ranging from 0-33% and 0-26% for As; 0-69% and 0-40% for Cd; 18-75% and 12-89% for Cu; 24-83% and 7-50% for Pb; 43-105% and 27-97% for Mn; 14-88% and 6-46% for Zn. Pseudo-total concentration provided a good estimate of respiratory and oral bioaccessibility, but the in-vitro methods provided more accurate results. Caco-2 cell line (in vitro test) was a good model for evaluating the effect of PHE exposure, but further studies on the transport and bioavailability of PHE in intestinal cells are needed. / Elementos potencialmente nocivos (EPN), dentre eles os metais pesados, são encontrados naturalmente nos solos, geralmente em baixas concentrações. Porém, devido à intensidade das atividades antrópicas, as concentrações destes elementos podem aumentar e ocasionar efeitos negativos ao meio ambiente e à saúde humana. Métodos para a avaliação de risco podem prever ou indicar o nível da exposição de uma área à contaminação. Além do teor total ou pseudototal de EPN, geralmente extraídos com soluções ácidas, pode-se determinar os teores nas frações reativa, biodisponível, bioacessível destes elementos para avaliação do grau de contaminação do solo. Por sua vez, métodos in vitro têm sido utilizados em vários países para avaliar a bioacessibilidade de PHE em seres humanos. Neste trabalho foram utilizadas amostras de solo urbano coletadas em Piracicaba e solos coletados em áreas de uma antiga usina de metalurgia de chumbo (Usina do Calabouço/IPT) na cidade de Apiaí, ambas localizadas no Estado de São Paulo; e na cidade de Santo Amaro, Bahia, onde foram coletadas amostras de solos urbanos localizados em áreas residenciais, principalmente próximas a uma antiga área de refino de chumbo, onde foram detectados níveis elevados de EPN. Foram avaliados procedimentos baseados na ingestão e na inalação de solos coletados por meio dos métodos Unified BARGE Method (UBM) e do Artificial Lysosomal Fluid (ALF) para obtenção do teor bioacessível nos fluidos gastrointestinais e nos fluidos pulmonares, respectivamente. Como a fração bioacessível não estima a concentração absorvida e transportada para a corrente sanguínea, o método in vitro, utilizando células Caco-2, que são extraídas de adenocarcinoma do cólon humano, foi usado para avaliar a quantidade de EPN que as células intestinais podem absorver. As características mineralógicas das amostras e a extração sequencial de As, Cd, Cu, Mn, Pb e Zn foram obtidas para avaliar a interação com fluido pulmonar e do o suco gástrico e gastrointestinal. Como esperado, as amostras de rejeito de mineração apresentaram as maiores concentrações pseudototais de EPN em comparação com as amostras de solo e sedimento, tanto nas amostras < 2mm, como nas amostras de tamanho < 250 &mu;m e < 10 &mu;m. A bioacessibilidade respiratória e oral dos EPN variou amplamente entre as matrizes, indicando que foram influenciadas por características químicas, físicas e mineralógicas das matrizes. A fração bioacessível respiratória, calculada como porcentagem das concentrações de EPN pseudototal, variou de 13 a 109% para As; 14 - 98% para Cd; 21 - 89% para Cu; 46 - 140% para Pb, 35 - 88% para Mn e; 21 - 154% para Zn. A bioacessibilidade gástrica foi maior que a bioacessibilidade gastrointestinal, variando de 0 a 33% e 0 a 26% para As; 0-69% e 0-40% para Cd; 18-75% e 12-89% para Cu; 24-83% e 7-50% para Pb; 43-105% e 27-97% para o Mn; 14-88% e 6-46% para Zn. A concentração pseudototal forneceu uma boa estimativa para bioacessibilidade respiratória e oral, mas os métodos in vitro fornecem resultados mais precisos. A linhagem celular Caco-2 foi um bom modelo para avaliar o efeito da exposição ao PHE, mas são necessários mais estudos sobre o transporte e biodisponibilidade de PHE em células intestinais.

Introdução: O café é a segunda bebida mais consumida do mundo. O grão de café é uma das mais importantes \"commodities\" alimentares, sendo o principal produto de exportação agrícola. A produção mundial de café na safra 2016-2017 alcançou 153,869 milhões de sacas de 60 quilos. A bebida de café é consumida sob diversos métodos e preparações e a adição de açúcar e/ou leite são as mais comuns. O crescente consumo de cápsula de café expresso vem ganhando os lares da população brasileira com aumento de 29 % de 2010 a 2015, com estimativa de crescimento na ordem de 18 % de 2015 até 2020. A busca por diferentes tipos de café está relacionada com os efeitos sensoriais que o café pode exercer para os humanos. Entretanto, o café é considerado uma bebida bioativa com efeito antioxidante que atua como anticancerígeno, anti-obesidade, antidiabético, anti-hipertensivo e hepatoprotetor. Deste modo faz-se necessário avaliar a atividade antioxidante das cápsulas de café expresso de acordo com sua intensidade (torra) e avaliar o efeito da adição de ingrediente sobre os compostos fenólicos, a atividade antioxidante e sua bioacessibilidade. Objetivo: Avaliar o efeito de diferentes intensidades de torra e da adição de ingrediente sobre os compostos fenólicos e a atividade antioxidante das cápsulas de café expresso e sua bioacessibilidade. Material e Métodos: O presente projeto foi dividido em dois ensaios. O primeiro ensaio contou com quatorze cápsulas comerciais de café expresso, sendo treze tradicionais e uma descafeinada. O segundo ensaio contou com três cápsulas, sendo duas tradicionais e uma descafeinada. Todas foram adquiridas em estabelecimentos comerciais da cidade de São Paulo. No primeiro ensaio as bebidas foram preparadas como descrito na embalagem usando uma cafeteira doméstica e água. No segundo ensaio, às bebidas (preparadas de acordo ao primeiro ensaio), foram adicionados 40 mL leite e/ou 5 g de açúcar. A atividade antioxidante foi investigada pelo ensaio de eliminação de radicais ABTS, pela capacidade de absorção de radicais peroxila de oxigênio pelo (ORAC) e a capacidade de eliminação de radicais DPPH. O teor total de fenólicos foi determinado pelo método de Folin-Ciocalteau, as melanoidinas foram avaliadas pela absorbância a 420 nm e a digestão in vitro foi realizada por hidrólise assistida por enzimas digestivas. O perfil fenólico foi avaliado por CLAE/DAD. A capacidade de inibição da peroxidação lipídica foi determinada pela medição de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS). Resultados: No primeiro ensaio, todas as bebidas de café em cápsula apresentaram atividade antioxidante de acordo os métodos ORAC, DPPH e ABTS, variando de acordo a intensidade (torra) de cada cápsula. O teor de fenólicos variou de 191,41 a 374,36 mg equivalentes de ácido clorogênico/dose de café e as melanoidinas variaram entre 0,197 nm e 0,372 nm. No segundo ensaio, os fenólicos totais variaram de 129,40 a 541,81 mg equivalentes de ácido clorogênico/dose nas bebidas digeridas e não digeridas, respectivamente. A atividade antioxidante foi maior nas bebidas com adição de leite. O teor total de fenólicos foi maior nas amostras não digeridas. O perfil fenólico encontrado nas amostras não digeridas e digeridas, foi cafeína, ácido clorogênico, ácido cafeico, ácido p-cumárico e ácido ferúlico. Após a digestão in vitro, os ácidos fenólicos e a cafeína estavam mais bioacessíveis nas bebidas de café com adição leite e com leite e açúcar em comparação com as bebidas de café puras. As bebidas não digeridas apresentaram menor produção de TBARS em relação àquelas digeridas. Conclusão: Todas bebidas de café expresso em cápsulas estudadas apresentaram atividade antioxidante. A maior intensidade da torra pode influenciar a quantidade de fenólicos totais e atividade antioxidante. O conteúdo de ácidos fenólicos e cafeína e a atividade antioxidante das bebidas dependem dos ingredientes adicionado à preparação. Os compostos são mais bioacessíveis em bebidas com leite com açúcar e com leite, em comparação com bebidas puras. Os resultados sugerem que existem interações entre ácidos fenólicos e componentes do leite por meio de interação hidrofóbicas e/ou hidrofílicas que afetam a biodisponibilidade de ambos. / Introduction: Coffee is the second most consumed drink in the world. Coffee beans are one of the most important food \"commodities\" being the main agricultural export product. World coffee production in the 2016-2017 harvest reached 153,869 million bags of 60 kilos. The coffee drink is consumed of several methods and preparations, the addition of sugar and / or milk is the most common. The increasing consumption of espresso capsules has been gaining the homes of the Brazilian population with a 29% increase from 2010 to 2015, with an estimated growth of around 18% from 2015 to 2020. The search for different types of coffee is related to the sensory effects that coffee can exert on humans. However, coffee is considered a bioactive beverage with antioxidant effect that acts as anticancer, anti-obesity, antidiabetic, antihypertensive and hepatoprotective Thus, it is necessary to evaluate the antioxidant activity of the espresso capsules according to their intensity (roast) and to evaluate the effect of the addition of the ingredient on the phenolic compounds, the antioxidant activity and its bioacessibilide. Objective: To evaluate the effect of different roast intensities and the addition of the ingredient on the phenolic compounds and the antioxidant activity of the espresso capsules and its bioaccessibility. Material and Methods: The present project was divided into two trials. The first trial included: Fourteen commercial espresso capsules, thirteen traditional and one decaffeinated. The second trial had three capsules, two traditional and one decaffeinated. Both were purchased at food stores in the city of São Paulo. In the first assay the beverages were prepared as described on the package using a domestic kettle and water. In the second assay, the beverages were prepared according to the first test, but 40 ml of milk and / or 5 g of sugar. The antioxidant activity was investigated by the ABTS radical scavenging assay, oxygen radical scavenging ability (ORAC) and the DPPH radical scavenging ability. The total phenolic content was determined by the Folin-Ciocalteau method, as melanoidins were evaluated for absorbance at 420 nm and an in vitro digestion was performed by digestive enzyme assisted hydrolysis. The phenolic profile was evaluated by HPLC / DAD. Lipid peroxidation was determined by the action of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS). Results: In the first trial, all capsule coffee beverages presented antioxidant activity according to the ORAC, DPPH and ABTS methods, varying according to the intensity (roast) of each capsule. The phenolic range ranged from 191.41 to 374.36 mg of chlorogenic acid equivalent / mL of coffee and the melanoidins ranged from 0.197 nm to 0.372 nm. In the second assay, total phenolics ranged from 129.40 to 541.81 mg equivalents of chlorogenic acid / dose in the digested and undigested beverages, respectively. The antioxidant activity was higher in beverages with milk addition. The total phenolic content was higher in the undigested samples. The phenolic profile found in the undigested and digested samples was caffeine, chlorogenic acid, caffeic acid, p-coumaric acid and ferulic acid. After in vitro digestion, phenolic acids and caffeine were more bioaccessible in coffee drinks with added milk and with milk and sugar compared to pure coffee beverage. Undigested beverages presented lower TBARS production in relation to those digested. Conclusions: All espresso drinks in capsules studied have antioxidant activity. The intensity can influence the amount of total phenolics and antioxidant activity. The content of phenolic acids and caffeine and the antioxidant activity of the beverages depend on the ingredients added to the preparation. The compounds are more bioavailable in milk and sugar milk beverages compared to pure beverages. The results suggest that there are interactions between phenolic acids and milk components through hydrophobic and / or hydrophilic interaction that affects the bioavailability of both.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-10-11T17:08:56Z No. of bitstreams: 1 antoniopedronogueiraguimaraes.pdf: 2143651 bytes, checksum: 2b5f614beda89a6e2938efa513c2b8a7 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-10-16T14:22:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 antoniopedronogueiraguimaraes.pdf: 2143651 bytes, checksum: 2b5f614beda89a6e2938efa513c2b8a7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-16T14:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 antoniopedronogueiraguimaraes.pdf: 2143651 bytes, checksum: 2b5f614beda89a6e2938efa513c2b8a7 (MD5) Previous issue date: 2018-07-31 / Este trabalho descreve métodos de determinação de cromo e manganês nas frações bioacessíveis de suplementos alimentares, como hipercalóricos, whey protein e protein bar por espectrometria de absorção atômica em forno de grafite (GFAAS). Para o desenvolvimento dos métodos, as frações bioacessíveis foram submetidas à digestão assistida por radiação micro-ondas e posterior otimização instrumental das temperaturas de pirólise e atomização. Para o manganês, nas amostras de whey protein e protein bar, obteve-se as mesmas temperaturas de pirólise e atomização: 1100 e 1600 °C, respectivamente; para hipercalóricos foi empregado o uso de modificador químico, Mg(NO3)2, e suas temperaturas de pirólise e atomização foram de 1200 e 1700 °C, respectivamente. Para o cromo, não foi preciso o uso de modificador e as temperaturas de pirólise e atomização otimizadas foram as mesmas para as três amostras: 1500 e 2300 °C, respectivamente. A exatidão dos métodos foi investigada através de ensaios de adição e recuperação de analito, apresentando para o manganês valores na faixa de 84 a 113% e para o cromo, valores entre 101 e 116%. A precisão dos métodos também foi avaliada, mostrando desvios padrões relativos menores que 15%. A massa característica (m0), limites de detecção (LD) e quantificação (LQ) para os métodos de cromo foram de 1,9 pg, 0,07 μg g-1 e 0,2 μg g-1, respectivamente; para manganês em hipercalórico os valores obtidos foram de 1,8 pg, 0,03 e 0,08 μg g-1; já em whey protein e protein bar os mesmos foram de 4,2 pg, 0,12 μg g-1 e 0,3 μg g-1. Os métodos desenvolvidos foram aplicados em 12 amostras de suplementos alimentares, sendo 4 de hipercalóricos, 3 de whey protein e 5 de protein bar. Foram observados valores de porcentagem de bioacessibilidade para cromo: 12% em whey protein, 16% em protein bar e, 39 e 49% em hipercalóricos. Em contrapartida, somente uma amostra de whey protein apresentou porcentagem bioacessível não significativa para manganês, e os resultados variaram de 6 até 99%. / This study describes methods for the determination of two minerals, chromium and manganese, in the bioaccessible fractions of food supplements, like hypercaloric, whey protein and protein bars, by graphite furnace atomic absorption spectrometry. For the development of the methods, the bioaccessible fractions were submitted to digestion assisted by microwave radiation and posterior instrumental optimization of pyrolysis and atomization temperatures. For manganese, whey protein and protein bars samples obtained the same pyrolysis and atomization temperatures: 1100 and 1600 °C, respectively; for hypercaloric, the use of the modifier Mg(NO3)2 was employed and the pyrolysis and atomization temperatures were 1200 and 1700 °C, respectively. For chromium, it was not necessary the modifier and the pyrolysis and atomization temperatures for the three types of samples were 1500 and 2300 °C, respectively. The accuracy of the methods were investigated through addition and recovery tests; for manganese the study showed reveries in a range of 84 to 113% and for chromium in a range of 101 to 116%. The precision of the methods was also evaluated and presented relative standard deviation values smaller than 15%. The characteristic mass (mo), limits of detection (LD) and quantification (LQ) for chromium were 1,9 pg, 0,07 i_tg g-1 and 0,2 i_tg g-1, respectively; for manganese, in hypercaloric the values found were 1,8 pg, 0,03 and 0,08 i_tg g-1; and finally, in whey protein and protein bars the values were 4,2 pg, 0,12 ilg g-1 and 0,3 ilg g-1. The developed methods were applied to 12 food supplement samples, being 4 of hypercaloric, 3 of whey protein and 5 of protein bars. Four of those samples presented chromium bioaccessible percentage: 49 and 39% in hypercaloric, 12% in whey protein and 16% in protein bars. On the other hand, only one sample of whey protein did not present significant manganese bioaccessible percentage, varying in a range of 6 to 99%.