Nanopartículas lipídicas sólidas (SLN) são sistemas coloidais nanoparticulados muito utilizados para encapsulação de substâncias hidrofóbicas, com o intuito de proteger e aumentar a sua biodisponibilidade. Tais sistemas podem ser produzidos por métodos de baixa energia, como a temperatura de inversão de fase (PIT), a qual é baseada na mudança de solubilidade do tensoativo não iônico polietoxilados com a temperatura. O estudo do comportamento de tais sistemas durante a passagem pelo trato gastrointestinal torna-se interessante, caso deseje-se incorpora-los em matrizes alimentícias. Os modelos in vitro dinâmicos têm sido desenvolvidos para simular mais efetivamente os atributos que ocorrem in vivo, e dentre eles o mais conhecido é o sistema TIM (TNO intestinal model), que simula os principais eventos que ocorrem no lúmen do intestino delgado. Outro parâmetro importante a ser analisado, em nanopartículas passíveis de serem ingeridas, é a citotoxicidade, que pode ser avaliado através do emprego de culturas celulares intestinais e epiteliais. O presente trabalho de doutorado teve como objetivo a utilização de manteiga de cupuaçu e manteiga de murumuru para encapsulação do beta-caroteno em nanopartículas lipídicas sólidas produzidas pelo método PIT, e o estudo de sua citotoxicidade e digestibilidade in vitro dinâmica. Os tensoativos utilizados foram o Cremophor RH 40 e o Span 80, e os sistemas foram produzidos na presença e na ausência de alfa-tocoferol. De maneira geral pode-se dizer que as nanopartículas apresentaram diâmetro médio ao redor de 35 nm com polidispersidade 0,2 e permaneceram estáveis por um período de 4 meses. Os sistemas produzidos com manteiga de murumuru preservaram melhor o beta-caroteno encapsulado e o alfa-tocoferol agiu como um antioxidante na preservação do bioativo. As nanopartículas apresentaram estabilidade física frente às diferentes condições de stress, exceto quando foram expostas em concentrações salinas muito altas e pH básico. No que diz respeito à digestibilidade, as nanopartículas permaneceram estáveis no estômago e começaram a desestabilizar no duodeno; a biodisponibilidade total do beta-caroteno foi de 50 e 49% para respectivamente as partículas de manteiga de murumuru e manteiga de cupuaçu; a lipólise foi de 51% para as nanopartículas de manteiga de cupuaçu e de 49,8% para as nanopartícula de murumuru. Em relação aos estudos em linhagem de células in vitro e a avaliação da toxicidade, pode-se dizer que as linhagens de HEPG-2 apresentaram maior viabilidade celular do que as linhagens de CaCo-2 e a morte celular começou a ser mais pronunciada na diluição de 11,38µg/ml para as células de HEPG-2 e na diluição de 5,69 µg/ml para as células de CaCo-2, portanto, caso se deseje aplicá-las em matrizes alimentícias, é aconselhável respeitar essas concentrações. Além do mais, os resultados mostram que as nanopartículas avaliadas tem um potencial muito bom para encapsular compostos bioativos lipossolúveis e se mostraram um bom veiculo para serem empregadas em alimentos. / Solid lipid nanoparticles are colloidal delivery systems used for encapsulation of hydrophobic substances, with the aim to protect and increase bioavailability. Such systems could be produced by low energy methods, like phase inversion temperature (PIT) which is based in the change of solubility nonionic polyethoxylated surfactants with temperature. In order to incorporate these systems in foods, it is important studying their behavior under gastrointestinal tract conditions. The in vitro dynamic models had been developed to simulate more effectively the properties that occur in vivo, between them the TIM system (TNO intestinal model) is one of the most known, which simulates the most important events that occur in the lumen of the small intestine. Other important parameter in nanoparticles that can be ingested is the cytotoxicity that can be evaluated using intestinal and epithelial cell cultures. This doctoral work aimed to use cupuaçu butter and murumuru butter to encapsulate beta-carotene in solid lipid nanoparticles produced by the PIT method, moreover the study of these particles cytotoxicity and digestibility in dynamic in vitro systems. The surfactants used were Chemophor RH 40 and Span 80, and the systems were produced in the presence and absence of alpha-tocopherol. Generally one can say that these nanoparticles present average diameter around 35 nm with polydispersity 0.2 and remain stable during 4 months. The systems based with murumuru butter showed better preservation of the beta-carotene encapsulated and alpha-tocopherol acted like an antioxidant in the bioactive preservation. The nanoparticles presented physical stability faced various stress conditions, with the exception of very high saline concentrations and basic pH. Regarding the digestibility, the nanoparticles remain stable in the stomach and start to destabilize in the duodenum; the total bioavailability of beta-carotene were 50 and 49% to the murumuru butter and cupuaçu butter, respectively; the lipolysis were 51% to the nanoparticles based in cupuaçu butter and 49.8% to the murumuru based nanoparticles. Regarding the studies of in vitro cellular uptake and toxicity one can say that the HEPG-2 present bigger cellular viability than the Caco-2 and the cellular death begin with dilution of 11,38µg/ml for cells of HEPG-2 and with dilution of 5,69 µg/ml for cells of CaCo-2, so if one desire to apply in food matrices it is advisable to respect these concentrations. Furthermore, the results showed that the tested nanoparticles had a very good potential to encapsulate bioactive liposoluble components and are a good way to be applied in food matrices.

As especiarias e as ervas aromáticas se apresentam na forma de folhas, flores, gomos, sementes, cascas ou rizomas secos de diferentes plantas. Podemos defini-las como produtos de origem vegetal aromatizados que se volatilizam com facilidade quando incorporados em pequena quantidade aos produtos alimentares, e contribuem para o seu aroma, sabor e cor ou ainda para sua conservação. Atualmente as pessoas procuram as especiarias por suas propriedades funcionais, compostos bioativos e qualidades sensoriais. Um grande problema é a redução da quantidade destes compostos durante toda a cadeia produtiva, a partir da colheita, processamento, armazenamento e distribuição. Há muito tempo, pesquisadores e indústrias estão concentrados no aprimoramento dos processos na cadeia produtiva, buscando garantir a segurança sanitária e alimentar, a conservação dos alimentos por mais tempo e o aumento de sua vida útil, sem alterar, de forma drástica, suas propriedades. Devido às produções artesanais e à falta do cumprimento das boas práticas em sua cadeia produtiva, as especiarias podem conter alta carga microbiológica, acarretando sérias complicações à saúde do consumidor. Para diminuir esses problemas, frequentemente é utilizado o processamento por radiação. Com o exposto, os objetivos deste trabalho foram: Analisar as propriedades antifúngicas dos óleos das especiarias irradiadas com doses médias (2,5; 5; 7,5 e 10 kGy); Estudar os efeitos de doses médias (5 e 10 kGy) e altas (20 e 30 kGy) de radiação gama de 60Co nos compostos bioativos das especiarias - cravo, canela e noz-moscada; Identificar os compostos dos óleos; Identificar o compostos voláteis no headspace dos óleos e das especiarias in natura; Identificar os compostos da parte não volátil da noz-moscada e Identificar os compostos quirais da canela. Ao comparar as amostras controle (não irradiadas) com as processadas nas doses descritas, em relação às propriedades antifúngicas dos óleos, foi possível verificar a eficácia e posteriormente que a irradiação não interferiu em sua eficiência; Em relação aos demais testes deste trabalho, os compostos foram identificados e na maioria dos testes o processo de irradiação não interferiu de forma significativa na quantidade dos compostos. / Spices and aromatic herbs are divided into leaves, flowers, bud, seeds bark or dry roots from different plants and it is possible to define them as products of highly flavored vegetal origin that volatize easily when incorporated in small quantities to food products and contribute to its aroma, flavor, color or even to its preservation. Nowadays, people look for its functional properties, bioactive compounds and sensory qualities. A big problem is the reduction of the quantity of these compounds throughout the production chain from the harvest process, storage and distribution. For a long time researchers and industries have concentrated on perfecting the processes of the production chain seeking to guarantee the sanitary and food safety, preserving foodstuffs for a long period and an increase in its lifespan without drastically altering its properties. Due to homemade products and the lack of compliance with good practices in its production chain, the spices can contain a high amount of microbiology causing serious complications to the health of the consumer and the radiation processing is often used for reduce these problems. With this finding, the objectives of this work were: Analyze the oil antifungal properties of spices irradiated with average doses (2.5; 5; 7.5 and 10 kGy); Study the average doses (5 and 10 kGy) and high dose (20 and 30 kGy) effects of gamma radiation 60Co in the bioactive compounds of the spices - cloves, cinnamon and nutmeg; Identify the oils compounds; Identify the volatile compounds in the headspace of the oils and the in natura spices. Identify the compounds of the nonvolatile part of the nutmeg; Identify the chiral compounds of the cinnamon. Comparing the control samples (not irradiated) with the processed at the described doses, regarding the oil antifungal properties it was possible to verify the efficiency and later that the irradiation did not interfered in its efficiency; Regarding to the others tests in this work, the compounds were identified and most of the tests the irradiation did not interfere significantly with the compounds amount.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:25:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Iolanda Cristina Dechandt.pdf: 4265751 bytes, checksum: 63e41222d90f6a9011f71a3cac7991d8 (MD5) Previous issue date: 2015-03-06 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / Progress in medicine has led to an increase in life expectancy of the world population. On the other hand, the properties of certain tissues and organs that compose the human body continues to follow the aging process. Faced with this challenge, biomaterial are developed with new technologies for bone substitutes. In this study we investigated the bioactivity of the glasses system 2Na2O.1CaO.3SiO2 with 0, 3 and 6% P2O5 in weight. The bioactivity was studied by immersion in simulated body fluid solution. Heat treatments were also performed in order to study the bioactivity of these glass-ceramics. Differential scanning calorimetry was performed to determine the glass transition temperatures for the glasses. Through Fourier transform infrared spectroscopy analysis was used to verify the bioactivity. The hardness and elastic modulus of the glasses were determined by the instrumented nanoindentation. X-ray diffraction confirmed the crystalline phases present in the glass ceramic samples. It was observed the formation of a hydroxycarbonate apatite layer after 21 days in samples of glass 2Na2O.1CaO.3SiO2 with 0, 3 and 6% P2O5 in weight. The best condition for the growth of hydroxycarbonate apatite layer in the glass-ceramics was the 2Na2O.1CaO.3SiO2 + 3% P2O5 that received heat treatment of 15 hours at 560° C. We observed the growth of the hydroxycabonate apatite layer after 7 days, and the glass-ceramic 2Na2O.1CaO.3SiO2+6% P2O5 who received heat treatment of 15 hours at 560° C the hydroxycabonate apatite layer was observed after 14 days in vitro novel. It was observed that cristalyzation is reduced with increase P concentration. At glass-ceramics with 6%wt of P2O5 the crystals are richer in Ca than in the stoichiometric glass matrix. In opposition, for 1Na2O2NaO3SiO2 glass-ceramics, the crystals are richer in Na.x / Os avanços na medicina vêm levando a um aumento na expectativa de vida da população mundial, por outro lado o desgaste de certas propriedades de tecidos e órgãos que compõe o corpo humano continua acompanhando o processo de envelhecimento. Frente a esse desafio os biomateriais são desenvolvidos com novas tecnologias para substituir ossos. Nesta pesquisa investigamos a bioatividade dos vidros no sistema 2Na2O.1CaO.3SiO2-P2O5 com 0, 3 e 6% em peso de P2O5. A bioatividade foi investigada pela imersão das amostras em solução de fluido corpóreo simulado. Realizados tratamentos térmicos a fim de verificar a bioatividade em vitrocerâmicas. Por meio da calorimetria exploratória diferencial determinamos os valores de temperatura de transição vítrea dos vidros. Através das análises de Infravermelho por transformada de Fourier pudemos verificar a bioatividade dos vidros. Analises de indentação instrumentada determinaram a dureza e o módulo de elasticidade dos vidros. A difração de raios X nos forneceu as fases cristalinas presentes nas amostras vitrocerâmicas. Foi verificado a formação de uma camada de hidroxicarbonato de apatita após 21 dias nas amostras de vidro 2Na2O.1CaO.3SiO2 com 0, 3 e 6% em peso de P2O5. A melhor condição para o crescimento da camada de hidroxicarbonato de apatita nos vitrocerâmicos foi 2Na2O.1CaO.3SiO2 + 3% P2O5 que recebeu tratamento térmico por 15 horas a 560°C. Nos observamos a camada de hidroxiapatita após 7 dias, e o vitrocerâmico 2Na2O.1CaO.3SiO2+6% P2O5 que recebeu tratamento por 15 horas a camada hidroxiapatita foi observada após 14 dias de ensaio in vitro. Foi observado que a cristalização é reduzida com o aumento da concentração de P. No vitrocerâmico com 6% em peso de P2O5 os cristais são mais ricos em Ca do que na matriz vítrea estequiométrica. Por outro lado, o vitrocerâmico com a fase 1Na2O2NaO3SiO2 os cristais são ricos em Na.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-06-16T18:36:56Z No. of bitstreams: 1 Danieli Hofmann Pereira.pdf: 2717765 bytes, checksum: c14f06a083375b1fecbfdfbcb9e9d927 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-16T18:36:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Danieli Hofmann Pereira.pdf: 2717765 bytes, checksum: c14f06a083375b1fecbfdfbcb9e9d927 (MD5) Previous issue date: 2015-03-09 / UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos / A Ilex paraguariensis é uma planta da família Aquifoliaceae, nativa da região subtropical da América do Sul e consumida e produzida em larga escala nas regiões meridionais do Brasil. O interesse na planta vem aumentando a medida que estudos são desenvolvidos mostrando diversos benefícios da Ilex paraguariensis. A maioria destas pesquisas associa a atividade antioxidante da planta à sua composição fenólica. Entretanto, como estudos com outras fontes vegetais também relacionam as propriedades antioxidantes a compostos bioativos proteicos é importante a avaliação e caracterização das proteínas foliares de Ilex paraguariensis, uma vez que compostos bioativos naturais podem ser utilizados para a saúde como complementos ou ingredientes funcionais. Nesse contexto, o objetivo do estudo foi caracterizar as proteínas foliares de Ilex paraguariensis. Para tanto, folhas da planta passaram por diferentes processos de extração e fracionamento. Inicialmente, o material vegetal foi homogeneizado com Tampão Tris HCl 50 mM, pH 8, EDTA 1 mM, DTT 0,5 mM, 5% de Glicerol e 0,1% de Triton X100, filtrado e centrifugado; posteriormente precipitado com diferentes concentrações de sal e ainda dialisado e separado por membrana de ultrafiltração. As amostras obtidas em cada etapa deste processo foram avaliadas quanto à quantidade de proteínas, polifenois totais, caracterização de perfil proteico (SDS-PAGE) e atividade antioxidante. Em relação a caracterização proteica, a concentração foliar obtida foi de 5,29 a 36,47 mg/mL. O perfil dos proteico, através de SDS-PAGE, evidenciou bandas com peso molecular entre 3 e 188 kDa. Quanto a análise dos polifenois totais, foram obtidos valores de 0,125 a 0,338 mg EAG/mL. Todas as amostras possuíram atividade antioxidante, entretanto, a avaliação isolada das mesmas identificou que grande parte desta atividade pode ser atribuída ao composto proteína-polifenois presente na Fração III A. Esta amostra possui uma banda proteica de aproximadamente 10 kDa que quando isolada continuou a apresentar uma grande capacidade antioxidante. / The Ilex paraguariensis is a plant from Aquifoliaceae family, native from subtropical South America, consumed and produced on a large scale in the southern regions of Brazil. The interest in the plant is increasing as studies are developed showing many benefits of Ilex paraguariensis. Most of these studies associate the antioxidant activity with its phenolic composition. However, since studies with other plant sources have also correlated the antioxidant properties with proteinaceous bioactive compounds it is important the evaluation and characterization of the Ilex paraguariensis proteins leaves, since bioactive compounds can be used as supplements for health or functional ingredients. In this context, the aim of this study was to characterize the foliar proteins from Ilex paraguariensis. Therefore, the leaves have gone through different extraction processes and fractionation. Initially, the plant material was homogenized with 50 mM Tris HCl pH 8, 1 mM EDTA, 0.5 mM DTT, 5% glycerol and 0.1% Triton X100 buffer, than filtered and centrifuged; subsequently the material was precipitated at different salt concentrations, dialyzed and further separated through ultrafiltration membrane. The samples from each step of this process were evaluated for the amount of protein, total polyphenols, protein profile characterization (SDS-PAGE) and antioxidant activity. Regarding protein characterization, foliar concentration obtained was 5.29 to 36.47 mg/mL. The protein profile by SDS-PAGE showed bands with a molecular weight between 3 and 188 kDa. As for analysis of total polyphenols, values from 0.125 to 0.338 mg GAE/mL were obtained. All samples had antioxidant activity, however, the isolate evaluation of those showed that much of this activity can be attributed to the protein-polyphenol compound present in Fraction III A. This sample had a protein band of approximately 10 kDa that when isolated continued to present a great antioxidant capacity.

Na produção de suco de uva, a adição de preparados enzimáticos durante a maceração, antes da prensagem, é um pré-requisito para a obtenção de rendimentos satisfatórios de suco, além de melhorar a qualidade organoléptica, promovendo uma maior extração de cor e compostos bioativos. Uma segunda aplicação enzimática pode ser realizada após o processo de prensagem no suco ainda turvo, buscando reduzir essa turbidez, o que facilitará os processos de clarificação e filtração posteriores, aumentando a produtividade dessas etapas. Porém, existe um grande número de enzimas comerciais disponíveis para a aplicação na indústria de sucos, sendo assim, é importante avaliar o potencial de cada preparado enzimático para uma utilização correta. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da composição dos diferentes preparados enzimáticos na extração, qualidade e compostos bioativos do suco de uva elaborado com a variedade Concord. Primeiramente, o efeito de oito diferentes preparados enzimáticos foi avaliado para extração e qualidade do suco de uva. Subsequentemente, os dois preparados enzimáticos que se destacaram (Pectinex® Ultra Clear e Lallzyme® Beta), foram utilizados de forma sinérgica em um planejamento experimental, buscando encontrar a condição ótima de tempo, temperatura, concentração de enzima e proporção de Pectinex® Ultra Clear/Lallzyme® Beta, que pudesse maximizar a extração do suco de uva. E, por fim, foram obtidos agregados enzimáticos entrecruzados (CLEAs), como forma de imobilização das diferentes enzimas encontradas nos preparados enzimáticos para a clarificação do suco de uva. Os experimentos foram realizados no Laboratório de Biocatálise e Tecnologia Enzimática do ICTA/UFRGS. As uvas utilizadas nos experimentos foram da variedade Concord fornecida pela empresa Vitivinícola Jolimont, de Canela, RS. As preparações enzimáticas utilizadas foram caracterizadas em relação a cinco atividades enzimáticas, sendo elas, pectinase total (PE), poligalacturonase (PG), pectina liase (PL), pectina metil esterase (PME) e celulase (CE). Desta mesma forma, os combi-CLEAs foram caracterizados em relação as suas atividades enzimáticas, além disso, sua estabilidade, reutilização e pH e temperatura ótima foram avaliados. Os compostos bioativos foram identificados e quantificados por HPLC-DAD-MS (cromatografia líquida de alta eficiência - detector de arranjo de diodos - espectro de massa) e a atividade antioxidante foi avaliada através dos métodos de ABTS e de capacidade redutora. Rendimentos superiores de suco foram obtidos com os preparados que apresentaram altas concentrações de PG e PME ou PL. Quando, o preparado Pectinex® Ultra Clear (PUC) foi utilizado, observou-se um aumento de 8,7% na quantidade de suco extraído em comparação com o controle. Já os maiores valores de compostos bioativos foram encontrados com os preparados que apresentaram em sua composição uma maior atividade CE (Lallzyme® Beta, LB). Entretanto, quando PUC e LB foram adicionados em conjunto, maiores valores de rendimento e compostos bioativos foram encontrados. Já os combi-CLEAs, se mostraram como uma ótima forma de enzima imobilizada para a clarificação do suco de uva. Dentre os combi-CLEAs produzidos, destacaram-se o combi-CLEA-BSA devido à melhor atividade enzimática e maior estabilidade térmica (3 vezes mais que a enzima solúvel), podendo ser reutilizados por 6 ciclos com conversão total do substrato em produto. Além disso, o combi-CLEA-BSA melhorou a clarificação do suco, obtendo uma redução da turbidez de 56.7 % em 1 h. Por fim, pode-se afirmar que o trabalho atingiu melhorias produtivas e qualitativas ao suco de uva através da tecnologia enzimática. / In grape juice production, the addition of enzyme preparations during the maceration prior to pressing is a prerequisite for obtaining satisfactory juice yield, besides it improves the organoleptic quality, improving color and bioactive compounds extraction. A second enzyme application may be performed after the pressing process in cloudy juice, in order to reduce this turbidity, facilitating clarification and filtration processes. However, there are a great number of commercial enzymes available to the application on the fruit juice industry, so it is important to know the ability of each enzyme preparation for correct use. Thus, the aim of this study was to evaluate the influence of the composition of the different enzymatic preparations in the extraction, quality and bioactive compounds of grape juice from Concord variety. Firstly, the effect of eight different enzyme preparations was evaluated for extraction and quality of grape juice. Subsequently, the best enzyme preparations (Pectinex® Ultra Clear and Lallzyme® Beta) were used in an experimental design to find the optimal time, temperature, enzyme concentration and ratio of Pectinex® Ultra Clear/Lallzyme® Beta which could maximize the extraction of grape juice. Finally, cross-linked enzyme aggregates (CLEAs) were obtained as a way to immobilize the different enzymes found in the enzyme preparations for grape juice clarification. The experiments were performed at the Laboratory of Biocatalysis and Enzyme Technology, ICTA/UFRGS. The grapes (Concord variety) were provided by Vitivinícola Jolimont, Canela, RS. The enzymatic preparations were characterized through of five enzymatic activities, being total pectinase (PE), polygalacturonase (PG), pectinlyase (PL), pectin methyl esterase (PME) and cellulase (CE). In the same way, the combi-CLEAs were characterized regarding their enzymatic activities, thermal, pH and operational stabilities, and optimal pH and temperature. The bioactive compounds were identified and quantified by HPLC-DAD-MS (High Performance Liquid Chromatography - Diode Array Detector – Mass Spectrum) and the antioxidant activity was performed by the method of ABTS and reducing capacity. High juice yield was obtained with the preparations that presented higher concentrations of PG, PME or PL activities. The Pectinex® Ultra Clear, when compared with the control, provided an increase of 8.7 % in the amount of juice extracted. On the other hand, the highest values of bioactive compounds were found for preparations with higher CE activity (Lallzyme® Beta). However, when PUC and LB were added together, higher values for yield and bioactive compounds were found. Already, regarding the combi-CLEAs, it appears to be a potential immobilized enzyme for clarification of grape juice. Among the combi-CLEAs obtained, combi-CLEAs-BSA presented the best enzyme activities, higher thermal stabilities (3 times more than the soluble enzyme) and it can be reused for 6 cycles with a total conversion of substrate to product. Furthermore, the combi-CLEA-BSA improved the juice clarification, obtaining 56.7 % in turbidity reduction in 1 h. Finally, it can be concluded that the work reached productive and qualitative improvements for grape juice through enzymatic technology.

A manga é uma das frutas tropicais mais produzida no mundo, sendo amplamente consumida in natura e processada. O seu processamento gera grande quantidade de resíduos, sendo 15 % a 20 % do seu peso representado pela casca. A casca da manga contém quantidades significativas de fitoquímicos, como os compostos fenólicos, os carotenoides e a pectina. Devido à sua composição química, rica em compostos benéficos à saúde, e à grande quantidade de resíduos gerados anualmente a casca da manga apresenta enorme potencial para ser utilizada como ingrediente funcional. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi estudar a extração sequencial de compostos fenólicos e pectina da casca da manga com o auxílio do ultrassom. O trabalho foi divido em duas etapas. A primeira etapa avaliou a extração dos compostos fenólicos através de um planejamento experimental 32. As variáveis independentes foram a concentração de etanol na solução aquosa de extração (25-75 %, v/v) e a potência do ultrassom (25-75 %). Os resultados mostraram que o ultrassom não afetou significativamente a extração dos compostos fenólicos. Visando reduzir a quantidade de solvente e energia gastas no processo de extração, o melhor rendimento (67 %) foi obtido com solução aquosa com 50 % de etanol, sem aplicação do ultrassom, e 8 minutos de processamento. A segunda etapa do trabalho teve como objetivo estudar a influência do ultrassom e da extração prévia dos compostos fenólicos na qualidade e rendimento da pectina. Os resultados demostraram aumento superior a 50 % no rendimento da pectina com a aplicação do ultrassom no resíduo da extração dos compostos fenólicos. A extração prévia dos compostos fenólicos não prejudicou o rendimento e a qualidade da pectina extraída da casca da manga demostrando que os compostos fenólicos e pectina podem ser extraídos da casca da manga com auxílio de uma tecnologia emergente. / Mango is an important tropical fruit consumed in fresh or processed form worldwide. Commercial processing of mango into juice, nectar, pulp, puree, and jam produces 15-20 % peel waste. Mango peel contains significant amounts of phytochemicals, like phenolic compounds, carotenoids and pectin, which makes it suitable to be processed for value-added applications in functional foods and nutraceuticals. Mango peel has enormous potential as a functional ingredient. Thus the aim of this work was to study the ultrasound technology potential for sequential extraction of phenolic compounds and pectin from this agroindustrial waste. The work was divided in two steps. The first step was to explore the phenolic compound extraction assisted by ultrasound using an experimental design (32). The independent variables were ethanol concentration (%) and ultrasound power intensity (%). The results showed that the ultrasound power intensity did not affect the phenolic compound content extracted. Aiming to reduce the amount of solvent and the spending energy, the best extraction yield (67 %) was obtained using 50 % of ethanol concentration, without ultrasound intensity and 8 minutes of experiment under stirring. In the second step, the aim was to investigate the potential of ultrasound intensity and the influence polyphenols removal on the extracted pectin quality. Results showed that extraction yield enhance over than 50 % when ultrasound (75 %) was used on the phenolic extraction residue and the pectin obtained a galacturonic acid content higher than 65 %. The phenolic extraction did not affect the quality of the pectic polymer extracted from mango peel. The results showed that the phenolic compounds and pectin from mango peel can be extracted using an emerging technology.

A crescente resistência dos micro-organismos patogênicos aos fármacos já existentes gera intensa demanda por novos agentes terapêuticos. Em contrapartida, a eficiência na descoberta de compostos com novas estruturas químicas diminuiu nos últimos anos. Tendo em vista a vasta biodiversidade existente de micro-organismos, a redução da eficiência na descoberta de novos produtos naturais não indica que todos compostos existentes já foram descritos, mas sim que as metodologias para isolamento dos mesmos devem ser aperfeiçoadas e diversificadas, e novos nichos devem ser explorados. Esta tese compreende três capítulos, que trazem abordagens que podem ser utilizadas na busca por produtos naturais. O capítulo 1 aborda a aplicação de conhecimentos de biologia molecular na pesquisa de produtos naturais, através da metagenômica. O capítulo 2 aborda o conceito de química ecológica para estimular o metabolismo secundário, através da utilização de interações microbianas. O capítulo 3 aborda o uso de genome mining para entender a capacidade metabólica de uma linhagem bacteriana, bem como o uso de variações nos parâmetros da cultura para alterar o metabolismo desta. Metagenômica: a triagem anti-parasitária das bibliotecas metagenômicas detectou clones bioativos contra Leishmania major. As análises químicas e biológicas das culturas destes clones não permitiram a identificação dos compostos responsáveis pelas atividades observadas. Esta abordagem apresenta grandes desafios técnicos e tem passado por ajustes envolvendo sequenciamento e bioinformática para aumentar a taxa de sucesso em seu uso. Interações microbianas: esta metodologia mostrou-se promissora para a busca por compostos bioativos, tendo em vista que diversos pares exibiram nova atividade antibiótica, corroborando a hipótese que interações microbianas podem levar à expressão diferenciada do metabolismo secundário. Foi escolhida para caracterização química e biológica a interação entre uma actinobactéria rara (Krasilnikovia sp. T082) e uma actinobactéria endossimbionte de besouro (Streptomyces sp. SPB78). Esta interação é robusta e estimula a biossíntese de um antibiótico polar capaz de inibir o crescimento de uma bactéria multirresistente. Diversas técnicas foram testadas para o isolamento do composto indutor e do antibiótico induzido. Este processo foi desafiador devido ao caráter polar de ambos compostos e pelo fato da atividade antibiótica ser instável. Foi demonstrado que o antibiótico induzido é capaz de inibir o crescimento do micro-organismo indutor, sugerindo importância ecológica deste composto. A utilização desta abordagem metodológica permitiu a identificação de uma linhagem pertencente a um gênero de actinobactéria rara que nunca teve seu metabolismo secundário estudado (Krasilnikovia). Isto foi realizado através da investigação de seu genoma e também através do isolamento de compostos produzidos por esta linhagem. Esta linhagem demonstrou potencial para a produção de metabólitos secundários, apresentando pelo menos 21 potenciais clusters gênicos biossintéticos detectados pelo antiSMASH em seu genoma. Esta linhagem foi cultivada em dois meios de cultura (ISP2 e TSB) e diferentes metodologias de extração foram empregadas. O metabolismo secundário desta linhagem é expresso de maneira diferente de acordo com a metodologia de cultivo, evidenciando a importância da variação da composição do meio de cultura para o acesso da real capacidade metabólica de microorganismos. Foram identificadas algumas dicetopiperazinas, que são conhecidas por seu amplo espectro de atividades biológicas, e três compostos pertencentes a uma classe de peptídeos nãoribossomais não usuais com atividade antibiótica, que possuem estrutura química complexa e incomum para produtos naturais / Increasing drug resistance among microbial pathogens is a public health threat; therefore, new antibiotics are needed. On the other hand, the rate of discovering new compounds has diminished. Considering the wide biodiversity of microorganisms, reduced efficiency on the discovery of new natural products does not indicate that all existing compounds have been described, but that methods for isolation should be improved and diversified and new niches should be explored. This thesis comprises three chapters that demonstrate approaches that can be used in the search for natural products. Chapter 1 demonstrates the application of molecular biology tools on the search for natural products through metagenomics. Chapter 2 discusses the concept of chemical ecology for the stimulation of secondary metabolism by the use of microbial interactions. Chapter 3 discusses the use of genome mining to understand the metabolic capacity of a bacterial strain as well as the use of different culture parameters to alter bacterial metabolism. The anti-parasitic metagenomic screening on metagenomic libraries detected bioactive clones against L. major. Chemical and biological analysis of cultures of these clones did not permit identifying the compounds responsible for the observed activities. This approach faces diverse technical challenges and is currently being improved by the use of sequencing and bioinformatics analysis in order to increase its hit rate. Microbial interactions: this approach has shown to be promising in the search for bioactive compounds, considering that several pairs exhibited new antibiotic activity, supporting the hypothesis that microbial interactions can stimulate differential expression of secondary metabolism. It was chosen for chemical and biological characterization the interaction between a rare actinobacteria (Krasilnikovia sp. T082), which belongs to a genus that its secondary metabolism has not yet been studied in the literature, and an endosymbiont actinobacteria of beetle (Streptomyces sp. SPB78). This interaction is robust and stimulates the biosynthesis of a polar antibiotic capable of inhibiting the growth of multi-resistant bacteria. Several techniques have been tested for the isolation process of the inducer compound and the induced antibiotic. This process has been particularly challenging due to the polar character of both compounds, and because the antibiotic activity is unstable. It has been shown that the induced antibiotic is capable of inhibiting the growth of the inducer microorganism, suggesting an ecological importance of this compound. The use of this co-culture approach led to the identification of a strain belonging to a rare actinobacteria genus whose secondary metabolism has never been studied before (Krasilnikovia). This was accomplished through sequencing and analysis of its genome and also by isolating compounds produced by this strain (chapter 3). This strain has shown great potential for the production of secondary metabolites, exhibiting at least 21 biosynthetic gene clusters detected by antiSMASH in its genome, and only four of them showed high similarity to any known gene cluster. This strain was cultured in two different culture media (ISP2 and TSB), and different methods of extraction were used. The secondary metabolism of this strain is expressed differently according to the method of cultivation, showing the importance of variation in the composition of the culture medium to access the actual metabolic capacity of microorganisms. Some diketopiperazine were isolated, which are known for their wide spectrum of biological activities, and also three compounds belonging to a class of non-ribosomal peptides known for their high bioactivity, which have complex and unusual chemical structures for natural products

O arroz integral pigmentado (vermelho ou preto) (Oryza sativa, L.) é saudável. Ambos são nutritivos, possuem elevado teor de compostos bioativos, e apresentam características sensoriais diferenciadas ao arroz integral branco. O grande destaque sob o ponto de vista de composição química é o seu elevado teor de compostos fenólicos, associado à alta capacidade antioxidante. A demanda por arroz pigmentado ainda é reduzida, porém, existe uma tendência e o interesse em agregar valor a esses grãos, produzindo alimentos alternativos como flocos de arroz, cereais matinais e snacks. O objetivo deste estudo foi desenvolver produtos extrusados expandidos a partir de duas novas cultivares comerciais de arroz integral preto (SCS 120 ÔNIX) e vermelho (SCS 119 RUBI), provenientes da Epagri/SC. Na otimização do processo considerou-se as melhores propriedades tecnológicas e a retenção de compostos bioativos. Foi investigado o efeito do processo de extrusão nos fitoquímicos e sua atividade antioxidante, antes e após a extrusão. Além disso, a aceitabilidade de dois produtos finais foi realizada com 150 consumidores. O arroz preto apresentou teores significativamente maiores de macronutrientes (proteínas, fibras e minerais) do que o arroz vermelho. O teor de compostos fenólicos totais (CFT) e flavonoides no arroz preto foi de 25% (569,3 mg eq. ác. ferúlico/100g) e 44% (496,9 mg eq. catequina/100 g), respectivamente, superior ao do arroz vermelho. Os flavonoides são representados principalmente por antocianinas no arroz preto e por proantocianidinas no arroz vermelho. O arroz preto apresentou maior atividade antioxidante. A partir do delineamento composto central rotacional as condições ótimas de extrusão foram de 15,5 e 16% de umidade e de 159 e 150ºC de temperatura, para o arroz preto e vermelho, respectivamente. O processo de extrusão resultou em perdas drásticas de TPC, flavonoides, proantocianidinas e o conteúdo remanescente não foi maior que 14% no arroz vermelho e a atividade antioxidante residual também foi baixa. O arroz preto também foi afetado significativamente pela extrusão mas em menores proporções. A concentração após a extrusão foi de 32 % (TPC), 22% (flavonoides), 11% (antocianinas) e a atividade antioxidante remanescente de 40% e 30% pelos métodos de ORAC e DPPH, respectivamente. Quanto à análise sensorial, os extrusados obtidos de arroz preto e vermelho não tiveram diferença significativa na aceitação (p≤0,05). As notas médias atribuídas por 150 provadores para todos os atributos avaliados ficaram situadas no intervalo de 4,8 a 7,7 (correspondente as categorias \"nem gostei/nem desgostei\" a \"gostei muito\") da escala hedônica de 9 pontos. Altos valores de aceitabilidade (maiores que 70%) foram observados para formato, tamanho, cor e crocância no cereal seco e consistência no cereal com leite. A menor aceitabilidade (60%) foi notada no sabor. Isto pode ser explicado pela ausência de aromatizante e/ou edulcorante na formulação. Ainda, foi observado que 26% dos provadores certamente comprariam ambos os extrusados. A farinha de arroz pigmentado é uma alternativa para a elaboração de cereais matinais extrusados na qual apresentam coloração própria, boas características nutricionais e sensoriais, além de ser um produto isento de glúten. / Whole pigmented rice (black and red) (Oryza sativa, L.) is a healthy food. Both types present are nutritious and present high contents of bioactive components, and show distinguishing sensorial properties, unlike those found in whole white rice. However, the most noticeable difference regarding the chemical composition of black and red rice is their high content of phenolic compounds, associated to a high antioxidant activity. Consumption of pigmented rice is still low, but there is an increasing trend and interest in adding value to pigmented grains, producing alternative food products such as rice flakes, breakfast cereals and snacks. Then, the objective of this study was to produce extruded rice from whole grain of black (SCS 120 ÔNIX) and red rice (SCS 119 RUBI). Rice cultivars were grown at experimental fields of Epagri/SC. The conditions of the extrusion process were optimized to achieve the best technological properties and to attain the retention of bioactivties. The phytochemical composition antioxidant activity and technological properties of the pigmented rice flour were investigated before and after extrusion. In addition, the acceptability of the two selected final products was assessed by 150 consumers. The black rice showed significantly higher contents of macronutrients (protein, fiber and minerals) than red rice. The total phenolic compounds (TPC) and total flavonoids in black rice were also 25% (569.3 mg eq. ac. ferulic/100 g) and 44%, (496.9 mg eq. catechin/100 g) respectively, higher than in red rice. In black rice flavonoids were represented mainly by anthocyanins, while in red rice the main flavonoids were proanthocyanidins. Black rice showed the highest antioxidant activity. The predicted optimum extrusion conditions were settled down at 15.5 and 16 % of moisture and 159 and 150ºC of temperature for black and red rice, respectively. The extrusion process induced a drastic loss of TPC, flavonoids and proanthocyanidins and remaining contents were not higher than 14% in red rice and residual antioxidant activity was also very low. Black rice was also significantly affected by the extrusionm but in a lesser degree. The concentration after extrusion was 32% (TPC), 22 % (flavonoids), 11% (anthocyanins) and a remaining 40 % and 30 % antioxidant activity by ORAC and DPPH methods, respectively. Consumer acceptability of extrudates was similar and the average scores awarded were located between 4.8 to 7.7 (corresponding to the categories \"not liked/disliked to \"liked so much\") for all attributes evaluated in the 9-point hedonic scale. High acceptability scores (higher than 70 %) were observed for shape, size, color and texture hardness in dry extrudates and consistency in extrudates with milk. The lowest acceptability (60 %) was noted for flavor. It could be explained because of the extrudates were not flavoured. Furthermore, it was shown that 26 % of consumers certainly would buy both extrudates. The pigmented rice flour demonstrated to be a good alternative to produce extruded breakfast cereals which had his own color, showed good nutritional and sensory properties, besides being a gluten-free product.

Fungos do gênero Colletotrichum são considerados um dos principais fitopatógenos do mundo, comprometendo diversas culturas e causando danos econômicos e sociais para diversos países, inclusive o Brasil. Apesar de medidas de controle já serem empregadas, estas nem sempre são eficazes, motivo pelo qual se faz necessária a busca por novas opções de controle que possam atuar no manejo integrado. Dentre estas, encontram-se os metabólitos secundários produzidos por fungos endofíticos, os quais estão envolvidos na produção de compostos de interesse biotecnológico, com aplicações em diversas áreas, inclusive a agronômica. Neste contexto, o presente trabalho de doutorado teve por objetivo explorar o potencial biológico e químico de metabólitos secundários produzidos por fungos endofíticos isolados de guaranazeiros da Amazônia, avaliando sua atividade antifúngica \"in vitro\" a Colletotrichum gloeosporioides, isolado da cultura do guaranazeiro, a C. acutatum e C. gloeosporioides, isolados da cultura do pimentão. Para tanto, 16 linhagens de fungos endofíticos foram avaliadas em ensaio biológico por cultivo pareado e pelo método de difusão em disco contra Colletotrichum spp. Observou-se que quatro linhagens se mostraram mais promissoras, as quais foram selecionadas para o estudo de bioprospecção. A partir do extrato bruto do endófito Aspergillus flavus (272) foi isolado o composto ativo asperfuran, que apresentou atividade inibitória aos três fitopatógenos, com CI50 < 100 &mu;g disco-1, semelhante ao fungicida comercial difenoconazol. A partir do extrato bruto de Xylaria sp. (214) foi isolado o composto ativo citocalasina D, que apresentou atividade inibitória a C. gloeosporioides isolado do guaranazeiro, com CI50 > 500 &mu;g disco-1. A partir do extrato bruto de Xylaria sp. (249) foi isolado o composto ativo ácido pilifórmico, que apresentou atividade inibitória a C. gloeosporioides isolado do guaranazeiro, com CI50 de 500 &mu;g disco-1 e à C. acutatum isolado o pimentão, com CI50 de 300 &mu;g disco-1. E, a partir do extrato bruto de Talaromyces aculeatus (507) foram isolados três compostos, da classe dos ésteres ftalicos, sendo um ativo. A fração antecessora destes três compostos apresentou atividade inibitória a C. gloeosporioides isolado do guaranazeiro, com CI50 > 500 &mu;g disco-1. A partir do extrato bruto de T. aculeatus também foi isolado um composto ativo parcialmente identificado e um composto ativo semi-purificado. A fração antecessora destes dois compostos apresentou atividade inibitória aos dois C. gloeosporioides, com CI50 > 300 &mu;g disco-1 e a C. acutatum, com CI50 em torno de 150 &mu;g disco-1. A atividade antifúngica destes compostos a fungos do gênero Colletotrichum está sendo relatada pela primeira vez neste estudo. / Colletotrichum fungi are considered one of the main pathogens in the world, affecting different cultures and causing social and economic damage to several countries, including Brazil. Despite control measures already being employed, these are not always effective, which is why the search for new control options that can act in the integrated management is necessary. Among these, the secondary metabolites produced by endophytes are involved in the production of compounds of biotechnological interest, with applications in several areas, including the agronomic. In this context, this study aimed to explore the biological and chemical potential of secondary metabolites produced by endophytic fungi isolated from the Amazonian guarana, evaluating their antifungal activity \"in vitro\" to Colletotrichum gloeosporioides, isolated from the culture of guarana and C. acutatum and C. gloeosporioides, isolated from the red pepper crop. For this purpose, 16 strains of endophytic fungi were evaluated in biological assay of dual culture and disk diffusion method against Colletotrichum spp. Four strains of these strains presented promising results which were selected for bioprospecting. From the crude extract of the endophyte Aspergillus flavus (272) was isolated the active compound asperfuran, which showed inhibitory activity to three pathogens, with IC50 <100 &mu;g disk-1, similar to the commercial fungicide difenoconazole. From the crude extract of Xylaria sp. (214) was isolated the active compound cytochalasin D, which showed inhibitory activity against C. gloeosporioides isolated from guarana (IC50> 500 &mu;g disk-1). From the crude extract of Xylaria sp. (249) was isolated the active compound piliformic acid, which showed inhibitory activity against C. gloeosporioides isolated from guarana (IC50 of 500 &mu;g disk-1) and C. acutatum isolated from red pepper (IC50 of 300 &mu;g disk-1). And from the crude extract of Talaromyces aculeatus (507) were isolated three compounds, of phthalate esters class, one of them with activity. The predecessor fraction of these three compounds showed inhibitory activity against C. gloeosporioides isolated from guarana (IC50> 500 &mu;g disk-1). From the crude extract of T. aculeatus it was also isolated a partially identified active compound and a semi-purified active compound. The predecessor fraction of these two compounds showed inhibitory activity to both C. gloeosporioides (IC50> 300 &mu;g disk-1) and to C. acutatum (IC50 around 150 &mu;g disk-1). The antifungal activity of the compounds isolated in this study is being reported for the first time against fungus of the genus Colletotrichum.

The aim of this dissertation was to elaborate the exploration of biologically active secondary metabolites from the marine sponge Cacospongia cf. linteiformis collected from the Bahamas and the soft coral Briareum asbestinum collected from two different sites in Florida State, Boca Raton and Dry Tortugas. In chapter one, a review on previous chemical and biological studies of the marine sponge C. cf. linteiformis and soft coral B. asbestinum is provided. Particular attention is given to spongianolides and briarellins, two important classes of compounds isolated from C. cf. linteiformis and B. asbestinum, respectively, and their structural features and diverse bioactivities. In chapter two, the isolation and relative configuration determination of four epimeric sesterterpenoids, spongianolides E & F (18c, 18d, 19c, 19d) from C. cf. linteiformis collected from the Bahamas are discussed. Thanks to chemical modification (acetylation), diastereomeric 18c&18d and 19c&19d, respectively, were able to be isolated using chromatographic techniques for the first time, and then the relative configurations of 18c, 18d, 19c, 19d were determined based on NOESY NMR experiments. The bioactivity of mixture of compounds 18c, 18d, 19c, 19d were tested and it exhibited inhibition against Schnurri-3 (a regulator of postnatal bone mass). In chapter three, the isolation and structural elucidation of four new compounds, florellins A-D (49-52), from B. asbestinum collected off the coast of Boca Raton, FL are discussed. The molecular structures of these compounds were established by spectroscopic analysis. Compounds 49-52 are the first briarellins containing an acyl group at C-13, while 49 and 50 are the first briarellins possessing acylation at C-15. Florellins A–C (49-51) were screened and found cytotoxic against three human cell lines, BT474, WM266−4 and HEK293. In chapter four, the isolation and structural elucidation of four new compounds, florellins E-H (57-60), from B. asbestinum collected in Dry Tortugas, FL are discussed. The molecular structures of these compounds were established by spectroscopic analysis. Florellins F (58) and H (60) were screened against three human cell lines, BT474, WM266−4 and HEK293, but no cytotoxicity was exhibited. In chapter five, all the experimental procedures are described, including analytical instruments, animal materials, extraction and isolation processes, spectroscopic data and protocols of bioassays. / Includes bibliography. / Dissertation (Ph.D.)--Florida Atlantic University, 2017. / FAU Electronic Theses and Dissertations Collection