Introdução: O estudo da ação biológica de compostos bioativos e de nutrientes, a fim de que se possa explicar a relação entre o consumo de alimentos e a redução do risco de doenças, é uma das áreas que tem aplicação direta com a saúde pública. A erva mate (Ilex paraguariensis) é uma planta rica em compostos fenólicos (ácidos clorogênicos), extensivamente metabolizados após a ingestão. O conhecimento detalhado sobre os compostos formados pela metabolização dos mesmos, concentrações e tecidos-alvo é fundamental para o completo esclarecimento sobre os mecanismos de ação envolvidos. Objetivo: Avaliar a biotransformação dos ácidos fenólicos do chá mate in vivo em ratos Wistar. Métodos: Os animais foram eutanasiados 90 min (ensaio piloto) ou 30, 60, 120, 240 e 480 minutos (ensaio principal) após a administração de chá mate ou padrão de ácido 5-cafeoilquínico (5CQA) por gavagem. O grupo Controle recebeu solução salina. No ensaio piloto foram analisados plasma, fígado, rins, músculo, estômago e intestino delgado para identificação dos compostos fenólicos e com base nos resultados definida a dose de 2g de chá mate solúvel/kg de peso do animal para ser usada no ensaio principal, que corresponde a 240 mg de fenólicos totais/kg peso, dose administrada ao grupo Padrão na forma de 5-CQA. Quantificação dos compostos fenólicos foi realizada no plasma, fígado, estômago, intestino grosso e urina dos animais do ensaio principal. As análises foram realizadas por UPLC/DAD-MS, após desenvolvimento e validação das metodologias para extração e análise dos ácidos fenólicos nas amostras. O chá mate foi avaliado quanto ao perfil e teor de compostos fenólicos por UPLC/DADMS. Resultados: As metodologias desenvolvidas para extração e análise dos ácidos fenólicos nas amostras biológicas apresentaram bons níveis de recuperação e precisão. Os limites de detecção e quantificação foram determinados para cada fluido/tecido. No ensaio piloto, foram detectados ácidos clorogênicos intactos em todas as amostras, assim como uma série de metabólitos de fase I e II. No ensaio principal, os ácidos clorogênicos livres foram os principais ácidos fenólicos presentes no estômago e intestino grosso, enquanto no plasma, fígado e urina os compostos mais abundantes eram os metabólitos, em ambos os grupos, em especial o ácido caféico ligado ao ácido glicurônico/grupos sulfato e o ácido 3hidroxifenilpropiônico (livre) no grupo Erva Mate e os ácidos feruloilquínicos (FQAas) e ácido 3-hidrofenilpropiônico no grupo Padrão. Demonstrou-se que a absorção e metabolização dos ácidos clorogênicos começa no estômago, mas a maior parte é absorvida no intestino grosso, especialmente após metabolização por bactérias. Cerca de 4,0 por cento dos compostos ingeridos pelo grupo Erva Mate e 3,3 por cento pelo grupo Padrão (mol/mol) estavam presentes na urina na forma de ácidos clorogênicos e dos metabólitos avaliados, 8 hs após a gavagem. Conclusão: A absorção e metabolização dos ácidos clorogênicos começa no estômago. Houve diferenças no tipo e quantidade dos diferentes compostos formados a partir dos fenólicos do chá mate e do 5-CQA puro, demonstrando que o perfil de ácidos clorogênicos presentes no alimento influencia qualitativamente e quantitativamente os metabólitos formados. Maior ênfase deve ser dada aos metabólitos em estudos que avaliem as propriedades biológicas e mecanismos de ação dos compostos fenólicos da erva mate e outros alimentos fonte / Introduction: Evaluation of biological properties of bioactive compounds and nutrients, aiming to explain the relationship between food consumption and decreased risk of diseases, is a field of study directly related to public health. Yerba maté (Ilex paraguariensis) is a plant rich in phenolic compounds (chlorogenic acids) which are extensively metabolized after ingestion. Detailed knowledge about the metabolites, its concentrations and target tissues is fundamental to clarify the action mechanisms involved in disease prevention. Objective: Evaluating the biotransformation of Yerba maté phenolic acids in vivo in Wistar rats. Methods: Animals were euthanized 90 min (pilot study) or 30, 60, 120, 240 and 480 (main study) after administration of maté tea or 5-caffeoylquinic acid (standard) by gavage. Control group received saline solution. In the pilot study plasma, liver, kidneys, muscle, stomach and small intestine were analyzed for identification of phenolic compounds and the dose of 2 g maté tea/kg body weight was defined for the main study, which corresponds to 240 mg of total phenolic compounds/kg bw, dose administered to the Standard group as 5-CQA. Quantification was performed in plasma, liver, stomach, large intestine and urine in the main study. Analyses were performed using UPLC/DAD-MS, after development and validation of methodologies for extraction of phenolic acids from fluids and tissues. Maté tea phenolic compounds amount and profile were evaluated by UPLC/DAD-MS. Results: Developed methodologies showed good levels of recovery and precision. Limits of quantification (LQ) and detection (LD) were calculated for each biological matrix. In the pilot study, chlorogenic acids and their phase I and II metabolites were detected in all biological matrices. In the main study, the main compounds in gastric large and intestinal tissues were intact chologenic acids, whereas in plasma, liver and urine their metabolites were present in larger quantities, specially caffeic acid, bound to glucuronic acid and/or sulfate groups, and 3-hydroxyphenylpropionic acid in the free form on Yerba Mate group, and 3-hydroxyphenylpropionic acid and feruloylquinic acid on the group that received 5-CQA. It was demonstrated that chlorogenic acids absorption and metabolism begins in stomach, but most of the absorption takes place in the large intestine, especially after microbial metabolization. Approximately 4,0 per cent of compounds ingested by Yerba Mate group and 3,3 per cent by Standard group (mol/mol) were recovered in urine collected up to 8 hs after the gavage, in the form of chlorogenic acids and the evaluated metabolites. Conclusion: The absorption and metabolization of chlorogenic acids begins in the stomach. There were differences in the amount and type of compounds formed from maté tea or pure 5-CQA, showing that the profile of chlorogenic acids on food products may influences qualitatively and quantitatively the metabolites formed on the body. Greater emphasis should be given to metabolites in studies that assess biological properties and mechanisms of action of phenolic compounds from yerba mate and other food source

Introdução: O estudo da ação biológica de compostos bioativos e de nutrientes, a fim de que se possa explicar a relação entre o consumo de alimentos e a redução do risco de doenças, é uma das áreas que tem aplicação direta com a saúde pública. A erva mate (Ilex paraguariensis) é uma planta rica em compostos fenólicos (ácidos clorogênicos), extensivamente metabolizados após a ingestão. O conhecimento detalhado sobre os compostos formados pela metabolização dos mesmos, concentrações e tecidos-alvo é fundamental para o completo esclarecimento sobre os mecanismos de ação envolvidos. Objetivo: Avaliar a biotransformação dos ácidos fenólicos do chá mate in vivo em ratos Wistar. Métodos: Os animais foram eutanasiados 90 min (ensaio piloto) ou 30, 60, 120, 240 e 480 minutos (ensaio principal) após a administração de chá mate ou padrão de ácido 5-cafeoilquínico (5CQA) por gavagem. O grupo Controle recebeu solução salina. No ensaio piloto foram analisados plasma, fígado, rins, músculo, estômago e intestino delgado para identificação dos compostos fenólicos e com base nos resultados definida a dose de 2g de chá mate solúvel/kg de peso do animal para ser usada no ensaio principal, que corresponde a 240 mg de fenólicos totais/kg peso, dose administrada ao grupo Padrão na forma de 5-CQA. Quantificação dos compostos fenólicos foi realizada no plasma, fígado, estômago, intestino grosso e urina dos animais do ensaio principal. As análises foram realizadas por UPLC/DAD-MS, após desenvolvimento e validação das metodologias para extração e análise dos ácidos fenólicos nas amostras. O chá mate foi avaliado quanto ao perfil e teor de compostos fenólicos por UPLC/DADMS. Resultados: As metodologias desenvolvidas para extração e análise dos ácidos fenólicos nas amostras biológicas apresentaram bons níveis de recuperação e precisão. Os limites de detecção e quantificação foram determinados para cada fluido/tecido. No ensaio piloto, foram detectados ácidos clorogênicos intactos em todas as amostras, assim como uma série de metabólitos de fase I e II. No ensaio principal, os ácidos clorogênicos livres foram os principais ácidos fenólicos presentes no estômago e intestino grosso, enquanto no plasma, fígado e urina os compostos mais abundantes eram os metabólitos, em ambos os grupos, em especial o ácido caféico ligado ao ácido glicurônico/grupos sulfato e o ácido 3hidroxifenilpropiônico (livre) no grupo Erva Mate e os ácidos feruloilquínicos (FQAas) e ácido 3-hidrofenilpropiônico no grupo Padrão. Demonstrou-se que a absorção e metabolização dos ácidos clorogênicos começa no estômago, mas a maior parte é absorvida no intestino grosso, especialmente após metabolização por bactérias. Cerca de 4,0 por cento dos compostos ingeridos pelo grupo Erva Mate e 3,3 por cento pelo grupo Padrão (mol/mol) estavam presentes na urina na forma de ácidos clorogênicos e dos metabólitos avaliados, 8 hs após a gavagem. Conclusão: A absorção e metabolização dos ácidos clorogênicos começa no estômago. Houve diferenças no tipo e quantidade dos diferentes compostos formados a partir dos fenólicos do chá mate e do 5-CQA puro, demonstrando que o perfil de ácidos clorogênicos presentes no alimento influencia qualitativamente e quantitativamente os metabólitos formados. Maior ênfase deve ser dada aos metabólitos em estudos que avaliem as propriedades biológicas e mecanismos de ação dos compostos fenólicos da erva mate e outros alimentos fonte / Introduction: Evaluation of biological properties of bioactive compounds and nutrients, aiming to explain the relationship between food consumption and decreased risk of diseases, is a field of study directly related to public health. Yerba maté (Ilex paraguariensis) is a plant rich in phenolic compounds (chlorogenic acids) which are extensively metabolized after ingestion. Detailed knowledge about the metabolites, its concentrations and target tissues is fundamental to clarify the action mechanisms involved in disease prevention. Objective: Evaluating the biotransformation of Yerba maté phenolic acids in vivo in Wistar rats. Methods: Animals were euthanized 90 min (pilot study) or 30, 60, 120, 240 and 480 (main study) after administration of maté tea or 5-caffeoylquinic acid (standard) by gavage. Control group received saline solution. In the pilot study plasma, liver, kidneys, muscle, stomach and small intestine were analyzed for identification of phenolic compounds and the dose of 2 g maté tea/kg body weight was defined for the main study, which corresponds to 240 mg of total phenolic compounds/kg bw, dose administered to the Standard group as 5-CQA. Quantification was performed in plasma, liver, stomach, large intestine and urine in the main study. Analyses were performed using UPLC/DAD-MS, after development and validation of methodologies for extraction of phenolic acids from fluids and tissues. Maté tea phenolic compounds amount and profile were evaluated by UPLC/DAD-MS. Results: Developed methodologies showed good levels of recovery and precision. Limits of quantification (LQ) and detection (LD) were calculated for each biological matrix. In the pilot study, chlorogenic acids and their phase I and II metabolites were detected in all biological matrices. In the main study, the main compounds in gastric large and intestinal tissues were intact chologenic acids, whereas in plasma, liver and urine their metabolites were present in larger quantities, specially caffeic acid, bound to glucuronic acid and/or sulfate groups, and 3-hydroxyphenylpropionic acid in the free form on Yerba Mate group, and 3-hydroxyphenylpropionic acid and feruloylquinic acid on the group that received 5-CQA. It was demonstrated that chlorogenic acids absorption and metabolism begins in stomach, but most of the absorption takes place in the large intestine, especially after microbial metabolization. Approximately 4,0 per cent of compounds ingested by Yerba Mate group and 3,3 per cent by Standard group (mol/mol) were recovered in urine collected up to 8 hs after the gavage, in the form of chlorogenic acids and the evaluated metabolites. Conclusion: The absorption and metabolization of chlorogenic acids begins in the stomach. There were differences in the amount and type of compounds formed from maté tea or pure 5-CQA, showing that the profile of chlorogenic acids on food products may influences qualitatively and quantitatively the metabolites formed on the body. Greater emphasis should be given to metabolites in studies that assess biological properties and mechanisms of action of phenolic compounds from yerba mate and other food source

The formation of green trihydroxy benzacridine (TBA) derivatives when chlorogenic acid (CGA) quinones and amino acids react can be visually unappealing in some applications where CGA containing ingredients are used. Cysteine was studied as an amino acid anti-greening strategy, because cysteine-CGA conjugates are colorless. Buffered CGA: lysine: cysteine solutions at pH 8.0 and 9.0 were prepared and incubated for a maximum of 48 h at ambient temperature. Color intensity was periodically monitored using a UV-Vis spectrophotometer. Quantification and identification of conjugate formation were conducted by HPLC and LC-MS, while Antioxidant capacity was assessed by Trolox Equivalent Antioxidant Capacity and Folin-Ciocalteu reagent reducing capacity assays. More intense greening was detected at higher pH. Lysyl amine- CGA conjugates were identified as the predominant precursor of green TBA. Concentration-dependent cysteine inhibition of CGA-lysine greening was primarily by redox diphenol regeneration when pH was below cysteinyl thiol pKa 8.3 while primarily by forming cysteinyl-CGA conjugates when pH was above 8.3. Visible greening was fully inhibited with a cysteine: lysine 1:1 molar ratio in pH 9 CGA: Lys: Cys solutions, indicating that cysteinyl thiol was a stronger nucleophile than ε-lysyl amine to react with CGA o-quinones. Mono- and di-cysteine-CGA conjugates contributed to antioxidant capacity. Cysteine concentration, pH and incubation time all significantly affected color intensities and antioxidant capacity (p

Potato peel, a waste generated from potato processing is a disposal problem. But, it is a good source of phenolic compounds, sugars, and glycoalkaloids. This study examines the subcritical water extraction of phenolics, glycoalkaloids and sugars from potato peel and compares it to conventional solvent extraction. Experiments were conducted in a batch stainless steel reactor at 6 MPa, 2 mL/min and 100 to 240C for 30-120 min. The results revealed that highest recoveries of phenolic compounds (81.23 mg/100 g; fw) and sugars (75 mg/g; fw) were obtained using subcritical water at 180C and 30 min and at 160C and 120 min, respectively. Low content of glycoalkaloids (1.19 mg/100 g, fw) was obtained using subcritical water. The yields of phenolics and sugars using subcritical water were 40 and 45% higher than using a conventional solvent extraction method. Therefore, subcritical water might be a good substitute to organic solvents such as methanol and ethanol to obtain functional ingredients from potato peel. / Food Science and Technology

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A epilepsia é uma enfermidade, caracterizada por eventos cerebrais paroxísticos auto-sustentados e recorrentes, que apresenta manifestações eletro-clínicas e neuropatológicas únicas, que podem alterar a estrutura e funcionamento do encéfalo, cujas manifestações são diferentes entre si. Afeta cerca de 50 milhões de pessoas no mundo. Modelos animais e ferramentas biológicas são importantes para se entender lesões neuroniais. Sabe-se que logo depois da administração de Li-Pilo em ratos - status epilepticus (SE), inicia-se uma cadeia de eventos neuroquímicos, como a produção de radicais livres,dentre outros, que podem piorar ou perpetuar as crises posteriores. A utilização de agentes antioxidantes, com ação no Sistema Nervoso Central pode significar uma alternativa co-adjuvante na prevenção das epilepsias secundárias, de animais de laboratório e talvez em humanos. Neste trabalho avaliou-se a ação antioxidativa e neuroprotetora do ácido clorogênico (AC), in vivo, em ratos submetidos ao SE. Comparou-se ademais o efeito do AC com o efeito de um antioxidante, o acido ascórbico. Ao tratar os animais com AC (30 mg/kg), houve uma diminuição significativa (50%), [F (7, 40)= 14,42; P < 0,0001], da produção de MDA, importante produto da peroxidação lipídica; assim como uma diminuição significativa (72%), [F (7,40)= 11,26; P < 0,0001], na atividade da SOD, enzima que atua como agente antioxidante endógeno. A ação do AC, diminuindo a concentração de MDA (49%), que é um dos substratos da SOD, levaria a uma menor taxa de SOD (59%). Pensando no que acontece com um fármaco que iniba essa cascata de peroxidação, esses resultados estão de acordo com a literatura, na qual se ressalta que a ação da SOD pode estar diretamente relacionada com a presença do MDA. E o mais importante, constatou-se que o AC (30 mg/kg) protegeu as células hipocampais, ou seja, diminuiu significativamente a perda de células nas regiões CA3 [F (4,25)= 15,55; P < 0,0001] (48%), e no hilus do hipocampo [F (4,25)= 6,276, P<0,0001] (75%). Da mesma forma, houve uma diminuição significativa de neurônios em degeneração (Fluoro Jade C+) na CA3 [F(2,15)= 40,90; P<0,0001]. Podemos concluir que o AC é um eficiente inibidor da proliferaçãode agentes oxidantes, que levam à morte celular, quando comparado com o ácido ascórbico, no hipocampo de ratos Wistar, quando induzido o SE com Li-Pilo. Portanto, sendo neuroprotetor / Epilepsy is a disorder characterized by paroxysmal self-sustained and recurrent brain events, featuring electro-clinical and neuropathological phenomena unique, which may change the structure and functioning of the brain, whose manifestations are different. It affects about 50 million people worldwide. Animal models and are important biological tools for understanding neuronal injury. It is known that soon after the administration of Li-Pilo in rats - status epilepticus (SE), starts a chain of neurochemical events such as the production of free radicals, among others, that may worsen or perpetuate the subsequent seizures. The use of antioxidant agents acting on the central nervous system can alternatively mean a co-adjuvant in secondary preven-tion of epilepsy, laboratory animals and possibly humans. In our study we evaluated the antioxi-dative action and chlorogenic acid (CA) neuroprotective using Litio-Pilocarpine in vivo, in rats. It compared the effects of CA in addition to the effect of an antioxidant, ascorbic acid. By treating the animals with CA (30 mg / kg), a significant decrease in [F (7, 40) = 14.42; P <0.0001], the production of MDA, important product of lipid peroxidation; as well as a significant decrease in [F (7,40) = 11.26; P <0.0001] (50%), the activity of SOD, an enzyme that acts as an endogenous antioxidant. The action of CA, decreasing the concentration of MDA (49%), which is one of the SOD substrates, would lead to a lower rate of SOD (72%). Thinking about what happens to a drug that inhibits this peroxidation cascade, these results are consistent with the literature, in which it points out that the action of SOD can be directly related to the presence of MDA. Furthermore, it was found that the CA (30 mg / kg) protected the hippocampus cells, or significantly decreased cell loss in CA3 [F (4,25) = 15.55; P <0.0001] (59%), and hilus regions of the hippocampus [F (4,25) = 6.276, P <0.0001] (48%). Likewise, a significant reduction in neu-ronal degeneration (Fluoro Jade C +) in the CA3 [F (2,15) = 40.90; P <0.0001] (75%). We con-clude that the CA is an effective inhibitor of the proliferation of oxidizing agents, leading to cell death when compared to the ascorbic acid in the hippocampus of Wistar rats when induced SE with Li-Pilo. However, CA was neuroprotector in this model.

Orientador: Lauro Tatsuo Kubota / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-10T12:04:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Palermo_LarissaTrombetta_M.pdf: 624816 bytes, checksum: 9227a24ded626786ef64b5defeb77d15 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O presente trabalho trata da aplicação da fluorescência molecular e de métodos de calibração multivariados, na modalidade PLS-1, para a determinação simultânea de uma mistura dos ácidos cafêico (CA) e clorogênico (CGA), tanto em amostras sintéticas quanto em amostras reais, provenientes de extratos vegetais aquosos da planta Ilex paraguariensis, aproveitando-se o fato de que ambos os compostos apresentam fluorescência intrínseca. O método desenvolvido não requer reagente, sendo apenas necessário o uso de água aquecida para a etapa de extração. Para tanto, planejamentos fatoriais 2 foram aplicados no sentido de se determinar as condições ótimas para a obtenção da maior sensibilidade, analisando para isso os efeitos principais e a presença de fatores de interação. Esse estudo foi feito para cada um dos ácidos separadamente. Foram feitos dois tipos de planejamentos: um relacionado às variáveis instrumentais e outro sobre as variáveis relacionadas à condição da amostra. Porém, a escolha dos níveis e dos fatores a serem utilizados foi feita a partir de experimentos preliminares, observando-se o efeito de nove variáveis sobre o comportamento de emissão de fluorescência, para cada um dos ácidos. As melhores condições de análise permitiram a obtenção de uma resposta linear para CA na faixa de 0,08-11,1 mmol L, a 284 nm de excitação, com limite de detecção (LD) equivalente a 0,02 mmol L e limite de quantificação (LQ) de 0,07 mmol L (r=0,9972, n=7). Para o CGA a faixa linear foi de 0,3-8,5 mmol L, a 330 nm de excitação, com LD=0,07 mmol L e LQ=0,2 mmol L (r=0,9959, n=8). A etapa seguinte consistiu na construção do modelo de calibração para a mistura, utilizando-se diferentes proporções de CA e CGA (1:7,5; 1:9,5; 1:11,5; 1:13,5; 1:17,5). Os espectros das amostras foram obtidos a 284 nm, e a faixa espectral de 380-500 nm foi decomposta utilizando-se PLS-1. Os dados foram centrados na média, utilizando-se validação cruzada, sem transformação derivativa. O número ótimo de componentes principais encontrados foi de 3 (CA) e 5 (CGA), sendo que 48 amostras foram usadas no conjunto de calibração, e 12 amostras no de validação externa. As concentrações previstas e reais apresentaram-se satisfatoriamente correlacionadas (r=0,990007 e 0,997176 para os modelos do CA e CGA), e para ambos os modelos o desempenho da previsão foi avaliado em termos do coeficiente de variabilidade (CV). A quantificação dos ácidos na amostra comercial foi feita utilizando-se os modelos finais obtidos por PLS-1, sendo validada através da adição de padrão, com boas recuperações obtidas (94±5 % e 104±3 %, para CA e CGA, respectivamente) / Abstract: The present work concerns the application of molecular fluorescence and multivariate calibration method, in the PLS-1 modality, for the simultaneous determination of caffeic (CA) and chlorogenic (CGA) acids in synthetic samples and in real samples of aqueous vegetable extracts of Ilex paraguariensis, using the intrinsic fluorescence of both compounds. The developed method just need the use of warm water for the extraction stage and no chemical is required. A factorial design 2 was applied to get the optimized conditions looking for the largest sensitivity, evaluating the main effects and the presence of interaction factors. This study was performed for each one of the analyte separately. They were performed two types of design: one related to the instrumental variables and other on the variables related to the sample condition. However, the choice of the levels and the factors was based on the preliminary experiments, being observed the effect of nine variables on the behavior of fluorescence emission. The optimized conditions allowed to obtain a linear response for CA in the range of 0.08-11.1 mmol L, using a wavelength of 284 nm for excitation, with a detection limit (LD) equivalent to 0.02 mmol L and quantification limit (LQ) of 0.07 mmol L (r=0.9972, n=7). For CGA the linear response range was 0.3-8.5 mmol L, excitation at a wavelength of 330 nm, with a LD=0.07 mmol L and LQ=0.2 mmol L (r=0.9959, n=8). The construction of the calibration model for the rnixture was consisted in different proportions of CA and CGA (1:7.5; 1:9.5; 1:11.5; 1:13.5; 1:17.5). The spectra of the samples were obtained exciting at 284 nm, and recording the spectral range of 380-500 nm. The data were decomposed using PLS-1. The data set was mean centered, being used the cross validation, without derivative transformation. The optimum number of factors was found as 3 (CA) and 5 (CGA), and 48 samples were used in the calibration set, and 12 samples in one validation group. A satisfactory agreement between predicted and experimental concentrations was obtained (r=0.990007 and 0.997176 for the models of CA and CGA), and for both models the prediction performance was evaluated in terms of the variability coefficient (CV). The acids quantification in the commercial sample was carried out using the final models obtained by PLS-1, being validated through the standard addition, with good recoveries (94±5 % and 104±3 %, for CA and CGA, respectively) / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química

Orientador: Adriana Zerlotti Mercadante / Texto em português e Inglês / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-20T20:11:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_Eliseu_D.pdf: 6784010 bytes, checksum: 5c87585adb4a85d2dd85217c8fee7430 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Neste trabalho foi avaliada a capacidade antioxidante de carotenoides em sistema homogêneo e em lipossomas, de carotenoides microencapsulados e de extratos de maná-cubiu (Solanum sessiflorum) frente às espécies reativas de oxigênio (ROS) e espécies reativas de nitrogênio (RNS) de importância biológica. Devido à insolubilidade de carotenoides em solução tampão, utilizada como meio de reação no conhecido método oxygen radical absorbance capacity (ORAC), foi desenvolvido também um novo método para determinar a capacidade de carotenoides de desativarem o radical peroxila (ROO). Em geral, as microcápsulas de goma arábica e de maltodextrina (20 DE) contendo compostos antioxidantes (trolox, -tocoferol, ß-caroteno, apo-8¿-carotenal e apo-12¿-carotenal) foram capazes de desativar as ROS e RNS, sendo a eficiência de desativação influenciada pelo material de parede, pela espécie reativa (ROO, peróxido de hidrogênio (H2O2), radical hidroxila (HO), ácido hipocloroso (HOCl) e ânion peroxinitrito (ONOO-) e pela estrutura do composto antioxidante. Interessantemente, as microcápsulas vazias também foram capazes de desativar as ROS e RNS, sendo as de goma arábica mais eficazes que as de maltodextrina. A incorporação de apo-8¿-carotenal promoveu o maior aumento na capacidade das microcápsulas de desativarem ROS e RNS, variando de 50% a 132% e de 39% a 85% para goma arábica e maltodextrina, respectivamente. Este fato sugere que o apo-8¿-carotenal apresenta o melhor balanço entre a sua localização no interior das microcápsulas e a reatividade frente às espécies reativas. A localização também foi um fator importante na eficiência dos carotenoides desativarem ROS e RNS em lipossomas. Neste sistema, os carotenoides com grupos hidroxila foram geralmente mais potentes na desativação do ROO, HO e HOCl que carotenos, com destaque para a astaxantina, enquanto o ß-caroteno foi mais eficiente na desativação do ONOO-. Para o estudo dos carotenoides em sistema homogêneo foi desenvolvido e validado com sucesso um novo método para avaliação da capacidade de carotenoides de desativarem o ROO, o qual é baseado na perda de fluorescência da sonda ácido 4,4-difluoro-5-(4-fenil-1,3-butadienil)-4-bora-3a,4a-diazo-s-indaceno-3-undecanoico (C11-BODIPY581/591) devido à oxidação pelo ROO, que é gerado pela termodecomposição do azobisisobutironitrila (AIBN). A aplicação deste novo método permitiu o estudo da relação entre a estrutura química de diferentes carotenoides e a capacidade de desativar o ROO. Foi demonstrado que neste sistema os carotenoides são potentes desativadores desta espécie reativa, sendo a eficiência influenciada principalmente pela abertura do anel -ionona e pela extensão do cromóforo. O licopeno foi o mais potente desativador de ROO (8,67 0,74), porém não tão eficiente quanto os carotenoides do maná-cubiu (9,80 0,80). Os compostos bioativos de maná-cubiu foram determinados por cromatografia líquida de alta eficiência acoplada aos detectores de arranjo de diodos e espectrômetro de massas (HPLC-DAD-MS/MS). Esta fruta apresentou -caroteno (7,15 g/g) e luteína (2,41 g/g) como carotenoides majoritários. Por fim, o extrato fenólico de maná-cubiu, contendo o ácido 5-cafeoilquínico (1298 g/g) como composto fenólico principal, apresentou grande eficiência em desativar o H2O2 (IC50 = 305 17 g/mL) e o HOCl (IC50 = 13 0,8 g/mL). Os resultados do presente estudo mostram que os carotenoides foram capazes de desativar todas as ROS e RNS de relevância biológica avaliadas neste trabalho, sendo a eficiência de desativação influenciada pela concentração e estrutura química do carotenoide, pelo nível de organização do sistema (homogêneo ou multifásico) e pelo tipo de espécie reativa / Abstract: In the present study, the antioxidant capacity of carotenoids in homogeneous system and in liposomes, of microencapsulated carotenoids and of extracts from mana-cubiu (Solanum sessiflorum) were evaluated against reactive oxygen (ROS) and reactive nitrogen (RNS) species of biological relevance. Due to the insolubility of carotenoids in aqueous buffers, which is used as reaction medium in the well known oxygen radical absorbance capacity method (ORAC), a novel method was also developed to determine the peroxyl radicals (ROO) scavenging capacity of carotenoids. In general, the gum arabic and maltodextrin (20 DE) microcapsules containing antioxidant compounds (trolox, -tocopherol, ß-carotene, apo-8¿-carotenal and apo-12¿-carotenal) were capable to scavenge ROS and RNS. The scavenging efficiency of the microcapsules was influenced by the wall material, the reactive species (ROO, hydrogen peroxide (H2O2), hydroxyl radical (HO), hypochlorous acid (HOCl) and peroxynitrite anion (ONOO-) and the structure of the antioxidant compound. Interestingly, the empty microcapsules were also able to scavenge the ROS and RNS, being the gum arabic microcapsules more efficient than the maltodextrin ones. The incorporation of apo-8¿-carotenal resulted in the largest increase in the microcapsules scavenging capacity, varying from 50% to 132% and from 39% to 85% in the gum Arabic and maltodextrin microcapsules, respectively. These findings suggest that the apo-8¿-carotenal presented the best balance between its location in the microcapsules interior and the reactivity against the reactive species. The location was also an important factor influencing the efficiency of carotenoids to scavenge ROS and RNS in liposomes. In this system, the carotenoids with hydroxyl groups were usually more potent ROO, HO and HOCl scavengers than the carotenes, especially astaxanthin, whilst ß-carotene was the most efficient ONOO- scavenger. To study the carotenoids in homogeneous system, a new ROO scavenging assay, based on the loss of fluorescence of the probe 4,4-difluoro-5-(4-phenyl-1,3-butadienyl)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacene-3-undecanoic acid (C11-BODIPY581/591) due to its oxidation induced by ROO generated by the thermo decomposition of azobisisobutyronitrile (AIBN), was successfully developed and validated. This new method allowed the establishment of the relationship between the structure of different carotenoids and their ROO scavenging capacity. In this system, carotenoids showed to be potent scavengers of this reactive species, and their scavenging capacity was influenced mainly by the opening of the -ionone ring and by the chromophore extension. Lycopene was the most potent ROO scavenger (8.67 0.74); however, it was not so efficient as the carotenoids from mana-cubiu (9.80 0.80). The bioactive compounds of mana-cubiu were determined by high performance liquid chromatography coupled to diode array and mass spectrometry detectors (HPLC-DAD-MS/MS). The major carotenoids of this fruit were -carotene (7.15 g/g) and lutein (2.41 g/g). Finally, the main phenolic compound found in the phenolic extract from mana-cubiu was 5-caffeoylquinic acid (1298 g/g), which showed to be a good H2O2 (IC50 = 305 17 g/mL) and HOCl (IC50 = 13 0.8 g/mL) scavenger. The results of this thesis showed that the carotenoids are able to scavenge all the evaluated ROS and RNS of biological relevance and that their efficiency depends on the carotenoid structure and concentration, level of organization of the reaction medium (homogeneous or multiphase) and type of reactive species / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador: Neura Bragagnolo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-22T05:34:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PoernerRodrigues_Naira_D.pdf: 3009501 bytes, checksum: e0fe161d03b5c7a411b7253878ad1fc2 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: No presente estudo foi avaliado o perfil qualitativo e quantitativo de compostos bioativos por HPLC-DAD-MSn e a capacidade antioxidante de bebidas de café e de sementes de café cru de diferentes genótipos frente às principais espécies reativas de oxigênio (ERO) e de nitrogênio (ERN) de relevância biológica. As bebidas de café foram preparadas com café torrado e moído (7 regulares e 3 descafeinados) e com café solúvel (2 regulares e 2 descafeinados), ambos comerciais. Nas bebidas de café foram identificados e quantificados 16 ácidos clorogênicos (ácido 5-cafeoilquínico foi o majoritário), 4 lactonas de ácidos clorogênicos, 2 conjugados de cinamoil-aminoácido, 2 ácidos cinâmicos livres, trigonelina, ácido nicotínico, 5-hidroximetilfurfural, teobromina, teofilina e cafeína. Este é o primeiro trabalho que relata a presença de isômeros do ácido cafeoilferuloilquínico e conjugados de cinamoil aminoácido em bebidas de café solúvel. Em geral, o perfil qualitativo de compostos bioativos foi similar entre as bebidas de café. Por outro lado, foram encontradas diferenças quantitativas destes compostos entre as bebidas de café torrado e moído e de café solúvel, e entre as bebidas de café regular e descafeinado. Estas diferenças provavelmente são devido às diferentes espécies e variedades de café usadas nos blends, bem como, às condições de processamento, especialmente o processo de descafeinização e o processo de elaboração do café solúvel. Apesar desta variação, todas as bebidas de café podem ser consideradas fonte de ácidos clorogênicos e de seus derivados e podem contribuir com a ingestão da vitamina niacina para os consumidores habituais de café. Além disso, as bebidas de café mostraram ser potentes desativadoras in vitro de todas as ERO [radical peroxila (ROO?), radical hidroxila (HO?), peróxido de hidrogênio (H2O2) e ácido hipocloroso (HOCl)] e ERN [óxido nítrico (NO?) e ânion peroxinitrito (ONOO-)] avaliadas. A capacidade das bebidas de café de desativarem o ROO?, o HO?, o NO? e o ONOO- foi relacionada principalmente aos teores de ácidos clorogênicos, enquanto que a capacidade das bebidas de café de desativarem o H2O2 e o HOCl foi relacionada aos teores de compostos escuros formados durante a reação de Maillard. As sementes de café cru foram provenientes de 12 genótipos de café pertencentes a 4 espécies (Coffea kapakata, C. racemosa, três cultivares de C. arabica e sete variedades de C. canephora). O perfil qualitativo de compostos bioativos foi similar entre os genótipos de café. Por outro lado, foram encontradas variações entre os genótipos de café nos teores de ácidos clorogênicos totais (22,9 a 37,9 g/100 g), conjugados de cinamoil-aminoácido (26,5 a 1116 mg/100 g), trigonelina (3,1 a 6,7 g/100 g) e cafeína (3,9 a 11,8 g/100 g), destacando-se a maior concentração de ácidos clorogênicos do C. canephora e do C. kapakata quando comparados ao C. arabica e ao C. racemosa. A capacidade de desativar as ERO e ERN também variou entre os genótipos de café. Os extratos de C. canephora e de C. kapakata foram os mais eficientes na desativação do ROO?, H2O2, HO?, NO? e ONOO-, fato relacionado aos maiores teores de ácidos clorogênicos. Os resultados do presente estudo mostram que as bebidas de café são potentes desativadoras de todas as ERO e ERN de relevância biológica avaliadas, sendo que a eficiência de desativação é influenciada pelo conteúdo de ácidos clorogênicos e de compostos escuros formados durante a reação de Maillard. Além disso, este trabalho indica que o genótipo é uma característica determinante nos teores dos compostos bioativos presentes nas sementes de café cru e que a eficiência dos diferentes genótipos de café de desativarem as ERO e ERN é influenciada principalmente pelos ácidos clorogênicos / Abstract: The present study evaluated the qualitative and quantitative profiles of bioactive compounds by HPLC-DAD-MSn and the antioxidant capacity of coffee brews and of different genotypes of raw coffee seeds against the main reactive oxygen (ROS) and nitrogen (RNS) species of biological relevance. The coffee brews were prepared with commercially available ground roasted coffee (7 regular and 3 decaffeinated) and soluble coffee (2 regular and 2 decaffeinated). Sixteen chlorogenic acids (5-caffeoylquinic acid was the major compound), four chlorogenic acid lactones, two cinnamoyl-amino acid conjugates, two free cinnamic acids, trigonelline, nicotinic acid, 5-hydroxymethylfurfural, theobromine, theophylline and caffeine were identified and quantified in the coffee brews. This is the first study that reports the presence of caffeoylferuloylquinic acid isomers and cinnamoyl-amino acid conjugates in soluble coffee brews. In general, the qualitative profile of the bioactive compounds was similar in all the coffee brews. The content of these compounds differed among the brews prepared with ground roasted coffee and soluble coffee and also between the ones prepared with regular and decaffeinated coffee. Such differences can probably be attributed to the different species and varieties of coffee used in the blends, as well as to the processing conditions, especially in the process of decaffeination and soluble coffee processing. Despite this variation, all the coffee brews can be considered sources of chlorogenic acids and derivatives and can contribute to the intake of the niacin vitamin for habitual consumers of coffee. In addition, the coffee brews showed to be potent in vitro scavengers of all the evaluated ROS [peroxyl radical (ROO?), hydroxyl radical (HO?), hydrogen peroxide (H2O2) and hypochlorous acid (HOCl)] and RNS [nitric oxide (NO?) and peroxynitrite anion (ONOO-)]. The capacity of the coffee brews to scavenge ROO?, HO?, NO? and ONOO- was mainly related to the chlorogenic acid content, whilst their capacity to scavenge H2O2 and HOCl was related to the content of browned compounds formed during the Maillard reaction. The raw coffee seeds studied were from 12 coffee genotypes of 4 species (Coffea kapakata, C. racemosa, three cultivars of C. arabica and seven varieties of C. canephora). The qualitative profile of the bioactive compounds was similar among the coffee genotypes. On the other hand, variations were found in the contents of total chlorogenic acid (22.9 to 37.9 g/100 g), cinnamoyl-amino acid conjugates (26.5 to 1116 mg/100 g), trigonelline (3.1 to 6.7 g/100 g) and caffeine (3.9 to 11.8 g/100 g) among the coffee genotypes. The higher chlorogenic acid concentrations in C. canephora and C. kapakata as compared to C. arabica and C. racemosa should be highlighted. The capacity to scavenge ROS and RNS also varied among the coffee genotypes. The C. canephora and C. kapakata extracts were the most efficient ROO?, H2O2, HO?, NO? and ONOO- scavengers, which is related to their high chlorogenic acid contents. The results of the present study showed that coffee brews were potent scavengers of all the evaluated ROS and RNS of biological relevance, and that the scavenging efficiency was influenced by the contents of chlorogenic acid and browned compounds formed during the Maillard reaction. Moreover, this study indicated that the genotype is a determinant characteristic of the content of bioactive compounds present in the raw coffee seeds and that the efficiency of the different genotypes to scavenge ROS and RNS was mainly influence by the chlorogenic acids / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutora em Ciência de Alimentos

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(農学) / 甲第19019号 / 農博第2097号 / 新制||農||1029(附属図書館) / 学位論文||H27||N4901(農学部図書室) / 31970 / 京都大学大学院農学研究科地域環境科学専攻 / (主査)教授 近藤 直, 教授 清水 浩, 准教授 小川 雄一 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Agricultural Science / Kyoto University / DGAM