Orientador: Gabriela Alves Macedo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-16T13:21:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ries_EdiFranciele_D.pdf: 1133877 bytes, checksum: 1784f0c2ff30faceb47d5855dd18cce8 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A maior parte do fósforo em cereais e sementes é estocada na forma de fitato. Entretanto, na alimentação, o fitato é um fator antinutricional devido à sua capacidade quelante de metais e ligação com proteína, conseqüentemente impossibilitando a absorção de nutrientes e minerais importantes nutricionalmente. Apesar do fitato servir como fonte principal de energia e fósforo para a germinação de sementes, dois terços deste mineral encontra-se indisponível para animais monogástricos, de forma que rações animais são suplementadas com fosfato inorgânico, ou alternativamente, com enzimas com capacidade de hidrolisar fitatos ¿ fitases. A fitase está amplamente distribuída na natureza, é encontrada em animais, plantas e microrganismos. Considerando que fitases de leveduras sem utilização de engenharia genética ainda não são comerciais, este estudo buscou uma nova fonte de levedura potencialmente produtora de fitase termoestável para aplicação em ração animal. Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) strain zi (EU188613) foi selecionada entre 140 leveduras isoladas do solo por meio de screening com aumento gradual de temperatura até 48ºC, mantendo a capacidade de hidrólise de fitato. O aumento na produção de fitase por S. cerevisiae foi cerca de 10 vezes após otimização da composição do meio de cultivo e parâmetros de fermentação pela técnica de Desenho Experimental, comparada à produção em meio não otimizado. A enzima de S. cerevisiae apresentou características desejáveis à aplicação na elaboração de rações animais, como atividades altas em ampla faixa de pH, resistência elevada à ação de proteases, ampla especificidade por substrato e atividade ótima e estabilidade térmica em faixas mais amplas (37 ¿ 80ºC). A aplicação da nova fitase de S. cerevisiae na alimentação de carpa capim (Ctenopharyngodon idella) comprovou a eficiência da enzima pela hidrólise de ácido fítico de farelo de arroz desengordurado utilizado na elaboração da ração. As respostas metabólicas obtidas comparadas à ração controle com farelo sem tratamento enzimático e com adição de fosfato bicálcico sugerem que a ação da nova fitase na concentração de 550 FTU/Kg dispensa a suplementação com fontes externas de fósforo inorgânico. A nova fitase produzida por S. cerevisiae apresenta características bioquímicas relevantes e adicionalmente, o uso deste microrganismo é reconhecido como seguro para aplicação em alimentos / Abstract: Most of the phosphorus in grains and seeds are stored in the form of phytate. However, in the diet, phytate is an anti-nutritional factor because of its capacity to chelate metals and link protein, thus preventing the absorption of nutrients and nutritionally important minerals. Although the phytate serve as the main source of energy and phosphorus for seed germination, two thirds of this mineral is unavailable to monogastric animals, so animal feeds are supplemented with inorganic phosphate, or alternatively, with enzymes capable of hydrolyzing phytate - phytases. The enzyme is widely distributed in nature, and can be found in animals, plants and microorganisms. Since phytases of yeast produced without the use of genetic engineering are yet not commercially available, this study sought a new source of yeast able to produce thermostable phytase aimed to be used in animal feed. Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) strain zi(EU188613) was selected from 140 yeasts isolated from soil by screening with a gradual increase in temperature to 48 °C, maintaining the capacity to hydrolyze phytate. Phytase production by S. cerevisiae increased about 10-fold after optimization of culture medium composition and fermentation parameters by experimental design techniques, compared to production in a non-optimized medium. The enzyme from S. cerevisiae showed desirable characteristics for application in the production of animal food as activity increases in a wide pH range, high resistance to the action of proteases, broad substrate specificity and optimum activity and thermal stability in wider ranges (37-80 ° C). The implementation of the new phytase S. cerevisiae in grass carp (Ctenopharyngodon idella) meals confirmed the efficiency of the enzyme by the hydrolysis of phytic acid in rice bran used in the food preparation. The metabolic responses obtained compared to the control diet with meal without enzyme treatment and the addition of dicalcium phosphate suggest that the effect of the new phytase at a concentration of 550 FTU / kg does not require supplementation with external sources of inorganic phosphorus. The new phytase, produced by S. cerevisiae, has relevant biochemical characteristics, furthermore the use of this microorganism in food is recognized to be safe / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Abstract: The objective of this dissertation was to evaluate dephytinizated defatted rice bran for feeding broilers under performance parameters, carcass yield, tibiae resistance and apparent digestibility of protein, calcium and phosphorus. We used 576 male Cobb one day old broiler chicks. The experimental design was completely randomized, with four treatments (basal diet - DB; basal diet with addition of 10% defatted rice bran - FAD; basal diet with addition of 10% defatted dephytinizated rice bran - FADD; basal diet with the addition of 10% defatted rice bran treated with phytase - FADFIT) with 6 replicates of 24 birds each. Growth performance of the lot was not significantly different (P>0.05) among different treatments, as well as carcass yield. The tibiae of birds fed diets with added FADD showed less resistance to breakage compared with those fed the DB (P<0.05). Apparent protein digestibility was higher in birds fed FADD (P<0.05) when compared to those receiving FAD. It can be concluded that the addition of 10% of FADD in the diet, does no damage and has benefits in the digestibility of the protein, allowing the incorporation of this ingredient in feed for broilers. / O objetivo desta dissertação foi avaliar o farelo de arroz desengordurado desfitinizado na alimentação de frangos de corte, sob parâmetros zootécnicos, rendimento de carcaça, resistência de tíbias e digestibilidade aparente de proteína, cálcio e fósforo. Foram utilizados 576 pintos de corte machos, de um dia de idade, da linhagem Cobb. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, composto por 4 tratamentos (dieta basal DB; dieta basal com adição de 10% de farelo de arroz desengordurado FAD; dieta basal com adição de 10% de farelo de arroz desengordurado desfitinizado FADD; dieta basal com adição de 10% de farelo de arroz desengordurado tratado com fitase FADFIT) com 6 repetições de 24 aves cada. O desempenho zootécnico do lote não apresentou diferença significativa (P>0,05) entre os diferentes tratamentos, assim como o rendimento de carcaça. As tíbias das aves que receberam dietas com adição de FADD apresentaram menor resistência a quebra quando comparadas as alimentadas com DB (P<0,05). A digestibilidade aparente da proteína foi superior nas aves alimentadas com FADD (P<0,05) quando comparada as que receberam FAD. Podese concluir que a adição de 10% de FADD nas dietas, não causa prejuízos a criação e apresenta benefícios na digestibilidade da proteína, permitindo a incorporação deste ingrediente na alimentação de frangos de corte.

Los productos de cereales con grano entero, en particular el pan, son fuentes de fibra dietética, vitaminas, minerales y compuestos fitoquímicos. Sin embargo, la biodisponibilidad de los minerales se afecta principalmente debido a la presencia de fitatos que reducen su absorción. El fitato se encuentra principalmente en los alimentos no procesados, pero puede ser degradado durante la germinación de las semillas o el procesado de alimentos. La hidrólisis del fitato a fosfatos de mio-inositol de menor grado de fosforilación es una manera de reducir su efecto negativo sobre la absorción de minerales. Muchas investigaciones han intentado reducir la cantidad de fitatos en los alimentos mediante diferentes procesos o adición de fitasas exógenas. El objetivo principal de esta investigación fue incrementar el valor nutricional de los productos derivados de cereales a través de nuevas estrategias para la elaboración de productos de panadería de alta calidad, proporcionando más fibra dietética y una mayor biodisponibilidad de minerales. La inclusión de salvado de trigo en diferentes niveles y tamaño de partícula, con ?-amilasa y fitasa; el uso de bifidobacterias productoras de fitasa como nuevos iniciadores panarios; y la utilización de harina integral de amaranto como ingrediente nutritivo en panificación, fueron las estrategias propuestas para alcanzar el objetivo principal. Se evaluó la calidad nutricional, tecnológica y sensorial de los productos desarrollados. Asimismo, se estudió el efecto de la formulación en la relación molar fitato/mineral, la dializabilidad del hierro y la biosíntesis de ferritina en células Caco-2 como una medida de la absorción de este mineral. El salvado de trigo, en combinación con enzimas amilolíticas y fitasa, disminuyó el efecto negativo en la reología del producto y mejoró la hidrólisis de los fitatos. El uso de bifidobacterias productoras de fitasa (GRAS/PQS), tanto en proceso directo como indirecto, produjo panes con características tecnológicas y sensoriales similares a los controles, pero con una cantidad menor de fitatos. Se consiguió una proporción de compromiso de harina de amaranto en la formulación de pan para preservar la calidad del producto e incrementar su valor nutricional. / Sanz Penella, JM. (2012). NUEVAS ESTRATEGIAS PARA INCREMENTAR LA CALIDAD NUTRICIONAL DE PRODUCTOS DE PANADERÍA. EFECTO SOBRE EL CONTENIDO DE FITATOS Y LA BIODISPONIBILIDAD DE HIERRO EN CACO-2 [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/15151 / Palancia

O arroz está entre os cereais mais consumidos do mundo. A desnutrição por micronutrientes como zinco (Zn) e ferro (Fe) é generalizada, especialmente em populações pobres, cujas calorias diárias são obtidas principalmente pelo consumo de cereais. Apesar de o arroz ser diferenciado por possuir maior quantidade de lisina em seus grãos em comparação ao trigo, milho ou cevada, a sua quantidade de proteínas representa somente de 8-9% do grão. Sendo o Zn é um micronutriente correlacionado com o funcionamento vital de plantas e animais, e estando relacionado direta e indiretamente com a síntese e funcionamento de várias proteínas, a proposta deste trabalho foi analisar a possível correlação da quantidade de Zn encontrado no grão com o perfil das proteínas de reserva, aminoácidos solúveis, enzimas envolvidas no metabolismo do ácido aspártico e do fator antinutricional ácido fítico, nos grãos de diferentes genótipos de arroz, avaliando primordialmente as diferenças inerentes de cada material genético a fim de agregar conhecimentos que possam ser utilizados como ferramenta para o melhoramento dessa espécie, visando ganho nutricional em seu grão. Para tanto, foram executados dois experimentos distintos. No primeiro foram avaliados três genótipos, os quais foram expostos à adubação foliar com sulfato de zinco, nas concentrações 0, 2 e 4 kg.ha-1 de ZnSO4.7H2O, buscando aumentar-se o nível de Zn nos grãos. No entanto não se verificou incremento significativo do metal na porção de interesse alimentar, sendo a variação encontrada nas concentrações de Zn em grãos integrais e polidos foram inerentes aos genótipos. Ainda assim, foram verificados os outros aspectos nutricionais, para os quais os resultados apontaram diferenças significativas entre os tipos de grãos analisados, sendo indicado o consumo de grão integral ao polido, destacando-se o genótipo Primavera, que apresentou maior concentração de proteínas e menor quantidade de fitato. Esse experimento ainda confirmou que o catabolismo da lisina é a principal via de modulação para o acréscimo desse aminoácido no grão. Para a execução do segundo experimento foram utilizados 16 genótipos cultivados no Brasil, buscando caracterizar a diversidade genética em relação às principais propriedades do grão relacionadas à qualidade nutricional humana. Os dados mostraram que apesar do Zn estar correlacionado positivamente com fitato, não há relação direta entre a concentração desse elemento com a síntese e concentração de aminoácidos e nem com a concentração total de proteínas de reserva. No entanto, com os resultados obtidos para grão integral em relação às características nutricionais, permite apresentar os genótipos Carolino e Goiano como os de melhor desempenho, além de ressaltar a importância da camada da aleurona do grão, já que está relacionada com todas as características nutricionais importantes para um projeto de bioforticação, indicando que estudos devem ser intensificados para entender o transporte de nutrientes até o interior do endosperma, ou ainda, que o consumo de arroz integral deve ser mais reforçado. / Human malnutrition due to low intake of the micronutrients zinc (Zn) and iron (Fe) is relatively common in poor population, who uses cereals as main sources of calories. Currently, rice is one of the most consumed cereals worldwide but, despite its high lysine concentration in comparison to other cereal crops, rice grains have low protein contents (8-9%). Therefore, the current work aimed to evaluate the influence of additional Zn supply on amino acid profile, storage proteins, macro- and micronutrients, as well as on phytate concentration, and on activity of enzymes from lysine metabolism in grains of different rice genotypes, primarily evaluating the inherent differences of each genetic material in order to aggregate knowledge like a tool for the improvement of this species, aiming nutritional gain in its grain. For this purpose, two different experiments were performed. First of all, three genotypes were evaluated and exposed to foliar fertilization with zinc sulfate, in the concentrations 0, 2 and 4 kg.ha-1 of ZnSO4.7H2O, seeking to increase the level of Zn in the grains. However, there was no significant increase of the metal in the grain, and the variation found in Zn concentrations in brown and polished grains was according to the genotypes. Nevertheless, the other nutritional aspects were verified, for which the results indicated significant differences between the types of grains analyzed, being indicated the consumption of brown grain to instead polished one, and the genotype \'Primavera\' stood out with higher concentration of proteins and smaller amount of phytate. This experiment also confirmed that lysine catabolism is the main modulation pathway to increase this amino acid in the grain. For the second experiment 16 genotypes cultivated in Brazil were used to characterize the genetic diversity in relation to the major grain properties related to human nutritional quality. Zinc concentration was positively correlated to phytate, but no direct association between Zn and synthesis and concentration of amino acids or storage proteins was detected. Based on results, \'Carolino\' and \'Goiano\' rice cultivars presented the best performance. Moreover, due to the relevance of aleurone layer in retaining important nutritional features in rice grains, biofortification programs should investigate nutrient transportation from this region to endosperm in order to achieve better results.

O excesso de Fe no organismo gera espécies reativas de oxigênio (ERO) que são potencialmente tóxicas. Entretanto, a magnitude dos efeitos da exposição à moderada sobrecarga de Fe e da sua interação com facilitadores e/ou inibidores da absorção mineral não é conhecida. O objetivo deste trabalho foi avaliar esses efeitos e a sua interação com fruta nos e/ou fitato (facilitadores e inibidores da absorção de Fe, respectivamente) nos índices séricos do estado nutricional em Fe, no perfil dos lipídeos séricos e em parâmetros do metabolismo hepático e ósseo. Para o experimento foram utilizados 34 ratos machos Wistar, pesando inicialmente 49,3 ± 3,9g, alojados individualmente em gaiolas de aço semimetabólicas por 92 dias. Uma dieta AIN-93G (Dieta 1: Grupo Controle) e quatro dietas AIN93G modificadas foram usadas para o estudo, com as seguintes características: Dieta 2: sobrecarga moderada de ferro com 550mgFe/kg de ração (Grupo SBC); Dieta 3: sobrecarga moderada de ferro + 18% de farinha de yacon (Grupo SBC+FY); Dieta 4: sobrecarga moderada de ferro + 0,6% de fitato (Grupo SBC+FIT); Dieta 5: sobrecarga moderada de ferro + 18% de farinha de yacon + 0,6 % de fitato (Grupo SBC+FY+FIT). Os resultados demonstraram que a moderada sobrecarga de Fe ou a sua interação com farinha de yacon e/ou fitato não alterou os índices séricos do estado nutricional em Fe. Ocorreu aumento na atividade sérica da AST apenas no grupo SBC (p=0,055). Nos grupos SBC e SBC+FY houve diminuição na concentração do colesterol sérico (p=0,002) e, apenas no grupo SBC+FY+FIT, diminuição da concentração sérica do VLDL. No fígado, houve aumento significativo (p=0,002) da concentração de Fe não-heme nos grupos IO (+83%) e SBC+FIT (+117%) e, em todos os grupos SBC, na atividade da enzima GPx (p=0,000). A atividade da CAT foi menor (p=0,036) apenas para o grupo SBC+FY+FIT. Em todos os grupos SBC ocorreu significativo aumento nos depósitos de hemossiderina em torno das células de Kupffer (p=0,000). Houve aumento na apoptose em todos os grupos SBC, com os grupos SBC+FY e SBC+FY +FIT apresentando o maior número de corpúsculos apoptóticos/área (+405% e +342%, respectivamente) (p=0,000). Não houve alteração nos parâmetros relacionados ao metabolismo ósseo. No grupo SBC+FY houve significativo aumento na absorção aparente de Ca (p<0,05). Conclusões: A moderada sobrecarga de Fe não alterou os índices séricos do estado nutricional em Fe, mas resultou em alterações no tecido hepático e no perfil dos lipídeos séricos. Com exceção do perfil de lipídeos séricos, no qual apenas o fitato pareceu exercer efeito protetor, nos demais parâmetros avaliados a interação com farinha de yacon rica em fruta nos e/ou fitato reverteu parcial ou totalmente as alterações induzidas pela moderada sobrecarga de Fe. / Excess Fe in the organism generates potentially toxic reactive oxygen species (ROS). However, the magnitude of the effects of a moderate Fe overload and its interaction with factors which inhibit or facilitate mineral absorption is not known. The aim of the present work was to evaluate such effects and their interaction with fructans and/or phytate (compounds which facilitate and inhibit Fe absorption, respectively) on serum iron status indices, on the profile of serum lipids and on hepatic and bone metabolism parameters. In the experiment, thirty-four male Wistar rats initially weighing 49,3 ± 3,9g were used. The rats were housed in individual stainless-steel wire-mesh cages for 92 days. An AIN-93G diet (Diet 1: Control Group) and four modified AIN-93G diets were used in the study. The modified diets presented the following formulations: Diet 2: moderate Fe overload with 550mgFe/kg diet (IO Group); Diet 3: moderate Fe overload + 18% yacon flour (IO-YF Group); Diet 4: moderate Fe verload + 0.6% phytate (IO-Phy Group); Diet 5: moderate Fe overload + 18% yacon flour + 0.6% phytate (IO-YF-Phy Group). The results demonstrated that a moderate Fe overload or its interaction with yacon flour and/or phytate did not alter the serum iron status indices. An increase in the serum AST activity was observed only in the IO group (p=0,055). In the IO and IO-YF groups, there was a reduction in the serum cholesterol concentration (p=0,002) and a reduction in the serum VLDL concentration was observed only in the IO-YF-Phy group. In the liver, there was a significant increase (p=0,002) in non-heme Fe concentration in the IO (+83%) and IO-Phy (+117%) groups. Also, GPx activity was significantly increased (p=0,000) in all IO groups. CAT activity was lower (p=0,036) only in the IO-YF-Phy group. A significant increase in hemosiderin deposition around Kupffer cells was observed in all IO groups (p=0,000). Apoptosis was increased in all IO groups, whereas the IO-YF and IO-YF-Phy groups showed the largest number of apoptotic bodies/area (+405% and +342%, respectively) (p=0,000). There was no alteration in the parameters related to bone metabolism. In the IO-YF group, there was a significant increase in Ca apparent absorption (p<0,05).Conclusions: The moderate Fe overload did not alter the serum iron status índices, but led to alterations in the hepatic tissue and in the profile of serum lipids. Except for the profile of serum lipids where only phytate seemed to have a protective effect, in the other evaluated parameters the interaction with yacon flour rich in fructans and/or phytate partially or totally reversed the alterations induced by the moderate Fe overload.

Los cereales son empleados como dieta complementaria a la lactancia materna a partir del 4º mes ya que suministra nutrientes esenciales (especialmente hidratos de carbono, proteínas, minerales y vitaminas (particularmente tiamina). Los alimentos infantiles elaborados a partir de harinas procedentes de cereales pueden presentar compromiso en la biodisponibilidad de determinados minerales, por ello, es de gran importancia tratar de establecer los tratamientos tecnológicos necesarios para que la utilización de estos nutrientes esenciales sea la máxima. Se ha comprobado que el método más sencillo y eficaz de conseguir la eliminación del ácido fítico, es la adición de fitasa exógena. / Dietary minerals intake is of interest of human beings in general, but particularly for infant and young children in the first year of life, when growth is accelerated. Insuficient mineral intake in this period, mainly of iron, calcium and zinc, is responsible for diseases such as anaemia, rickets, osteoporosis or inmune diseases. Cereals are introduced to infants at the age of four to six months to supplement breastmilk and follow-on formula, since this is a period of rapid growth and development. Phytic acid (myoinositol hexa-phosphoric acid, IP6) is the major phosphorus storage compound of most seeds and cereal grains, and it has a strong ability to chelate multivalent metal ions, specially iron, zinc, and calcium.Based on this knowledge, complete phytate degradation by means of technological treatments is desirable, in order to overcome its negative effects on mineral bioavailability. Food processing-such as cooking, bread-making and fermentation-is known to reduce phytic acid content. However, the bioavailability of minerals can be considerably increased by dephytinization adding an exogenous phytase.

O excesso de Fe no organismo gera espécies reativas de oxigênio (ERO) que são potencialmente tóxicas. Entretanto, a magnitude dos efeitos da exposição à moderada sobrecarga de Fe e da sua interação com facilitadores e/ou inibidores da absorção mineral não é conhecida. O objetivo deste trabalho foi avaliar esses efeitos e a sua interação com fruta nos e/ou fitato (facilitadores e inibidores da absorção de Fe, respectivamente) nos índices séricos do estado nutricional em Fe, no perfil dos lipídeos séricos e em parâmetros do metabolismo hepático e ósseo. Para o experimento foram utilizados 34 ratos machos Wistar, pesando inicialmente 49,3 ± 3,9g, alojados individualmente em gaiolas de aço semimetabólicas por 92 dias. Uma dieta AIN-93G (Dieta 1: Grupo Controle) e quatro dietas AIN93G modificadas foram usadas para o estudo, com as seguintes características: Dieta 2: sobrecarga moderada de ferro com 550mgFe/kg de ração (Grupo SBC); Dieta 3: sobrecarga moderada de ferro + 18% de farinha de yacon (Grupo SBC+FY); Dieta 4: sobrecarga moderada de ferro + 0,6% de fitato (Grupo SBC+FIT); Dieta 5: sobrecarga moderada de ferro + 18% de farinha de yacon + 0,6 % de fitato (Grupo SBC+FY+FIT). Os resultados demonstraram que a moderada sobrecarga de Fe ou a sua interação com farinha de yacon e/ou fitato não alterou os índices séricos do estado nutricional em Fe. Ocorreu aumento na atividade sérica da AST apenas no grupo SBC (p=0,055). Nos grupos SBC e SBC+FY houve diminuição na concentração do colesterol sérico (p=0,002) e, apenas no grupo SBC+FY+FIT, diminuição da concentração sérica do VLDL. No fígado, houve aumento significativo (p=0,002) da concentração de Fe não-heme nos grupos IO (+83%) e SBC+FIT (+117%) e, em todos os grupos SBC, na atividade da enzima GPx (p=0,000). A atividade da CAT foi menor (p=0,036) apenas para o grupo SBC+FY+FIT. Em todos os grupos SBC ocorreu significativo aumento nos depósitos de hemossiderina em torno das células de Kupffer (p=0,000). Houve aumento na apoptose em todos os grupos SBC, com os grupos SBC+FY e SBC+FY +FIT apresentando o maior número de corpúsculos apoptóticos/área (+405% e +342%, respectivamente) (p=0,000). Não houve alteração nos parâmetros relacionados ao metabolismo ósseo. No grupo SBC+FY houve significativo aumento na absorção aparente de Ca (p<0,05). Conclusões: A moderada sobrecarga de Fe não alterou os índices séricos do estado nutricional em Fe, mas resultou em alterações no tecido hepático e no perfil dos lipídeos séricos. Com exceção do perfil de lipídeos séricos, no qual apenas o fitato pareceu exercer efeito protetor, nos demais parâmetros avaliados a interação com farinha de yacon rica em fruta nos e/ou fitato reverteu parcial ou totalmente as alterações induzidas pela moderada sobrecarga de Fe. / Excess Fe in the organism generates potentially toxic reactive oxygen species (ROS). However, the magnitude of the effects of a moderate Fe overload and its interaction with factors which inhibit or facilitate mineral absorption is not known. The aim of the present work was to evaluate such effects and their interaction with fructans and/or phytate (compounds which facilitate and inhibit Fe absorption, respectively) on serum iron status indices, on the profile of serum lipids and on hepatic and bone metabolism parameters. In the experiment, thirty-four male Wistar rats initially weighing 49,3 ± 3,9g were used. The rats were housed in individual stainless-steel wire-mesh cages for 92 days. An AIN-93G diet (Diet 1: Control Group) and four modified AIN-93G diets were used in the study. The modified diets presented the following formulations: Diet 2: moderate Fe overload with 550mgFe/kg diet (IO Group); Diet 3: moderate Fe overload + 18% yacon flour (IO-YF Group); Diet 4: moderate Fe verload + 0.6% phytate (IO-Phy Group); Diet 5: moderate Fe overload + 18% yacon flour + 0.6% phytate (IO-YF-Phy Group). The results demonstrated that a moderate Fe overload or its interaction with yacon flour and/or phytate did not alter the serum iron status indices. An increase in the serum AST activity was observed only in the IO group (p=0,055). In the IO and IO-YF groups, there was a reduction in the serum cholesterol concentration (p=0,002) and a reduction in the serum VLDL concentration was observed only in the IO-YF-Phy group. In the liver, there was a significant increase (p=0,002) in non-heme Fe concentration in the IO (+83%) and IO-Phy (+117%) groups. Also, GPx activity was significantly increased (p=0,000) in all IO groups. CAT activity was lower (p=0,036) only in the IO-YF-Phy group. A significant increase in hemosiderin deposition around Kupffer cells was observed in all IO groups (p=0,000). Apoptosis was increased in all IO groups, whereas the IO-YF and IO-YF-Phy groups showed the largest number of apoptotic bodies/area (+405% and +342%, respectively) (p=0,000). There was no alteration in the parameters related to bone metabolism. In the IO-YF group, there was a significant increase in Ca apparent absorption (p<0,05).Conclusions: The moderate Fe overload did not alter the serum iron status índices, but led to alterations in the hepatic tissue and in the profile of serum lipids. Except for the profile of serum lipids where only phytate seemed to have a protective effect, in the other evaluated parameters the interaction with yacon flour rich in fructans and/or phytate partially or totally reversed the alterations induced by the moderate Fe overload.

O arroz está entre os cereais mais consumidos do mundo. A desnutrição por micronutrientes como zinco (Zn) e ferro (Fe) é generalizada, especialmente em populações pobres, cujas calorias diárias são obtidas principalmente pelo consumo de cereais. Apesar de o arroz ser diferenciado por possuir maior quantidade de lisina em seus grãos em comparação ao trigo, milho ou cevada, a sua quantidade de proteínas representa somente de 8-9% do grão. Sendo o Zn é um micronutriente correlacionado com o funcionamento vital de plantas e animais, e estando relacionado direta e indiretamente com a síntese e funcionamento de várias proteínas, a proposta deste trabalho foi analisar a possível correlação da quantidade de Zn encontrado no grão com o perfil das proteínas de reserva, aminoácidos solúveis, enzimas envolvidas no metabolismo do ácido aspártico e do fator antinutricional ácido fítico, nos grãos de diferentes genótipos de arroz, avaliando primordialmente as diferenças inerentes de cada material genético a fim de agregar conhecimentos que possam ser utilizados como ferramenta para o melhoramento dessa espécie, visando ganho nutricional em seu grão. Para tanto, foram executados dois experimentos distintos. No primeiro foram avaliados três genótipos, os quais foram expostos à adubação foliar com sulfato de zinco, nas concentrações 0, 2 e 4 kg.ha-1 de ZnSO4.7H2O, buscando aumentar-se o nível de Zn nos grãos. No entanto não se verificou incremento significativo do metal na porção de interesse alimentar, sendo a variação encontrada nas concentrações de Zn em grãos integrais e polidos foram inerentes aos genótipos. Ainda assim, foram verificados os outros aspectos nutricionais, para os quais os resultados apontaram diferenças significativas entre os tipos de grãos analisados, sendo indicado o consumo de grão integral ao polido, destacando-se o genótipo Primavera, que apresentou maior concentração de proteínas e menor quantidade de fitato. Esse experimento ainda confirmou que o catabolismo da lisina é a principal via de modulação para o acréscimo desse aminoácido no grão. Para a execução do segundo experimento foram utilizados 16 genótipos cultivados no Brasil, buscando caracterizar a diversidade genética em relação às principais propriedades do grão relacionadas à qualidade nutricional humana. Os dados mostraram que apesar do Zn estar correlacionado positivamente com fitato, não há relação direta entre a concentração desse elemento com a síntese e concentração de aminoácidos e nem com a concentração total de proteínas de reserva. No entanto, com os resultados obtidos para grão integral em relação às características nutricionais, permite apresentar os genótipos Carolino e Goiano como os de melhor desempenho, além de ressaltar a importância da camada da aleurona do grão, já que está relacionada com todas as características nutricionais importantes para um projeto de bioforticação, indicando que estudos devem ser intensificados para entender o transporte de nutrientes até o interior do endosperma, ou ainda, que o consumo de arroz integral deve ser mais reforçado. / Human malnutrition due to low intake of the micronutrients zinc (Zn) and iron (Fe) is relatively common in poor population, who uses cereals as main sources of calories. Currently, rice is one of the most consumed cereals worldwide but, despite its high lysine concentration in comparison to other cereal crops, rice grains have low protein contents (8-9%). Therefore, the current work aimed to evaluate the influence of additional Zn supply on amino acid profile, storage proteins, macro- and micronutrients, as well as on phytate concentration, and on activity of enzymes from lysine metabolism in grains of different rice genotypes, primarily evaluating the inherent differences of each genetic material in order to aggregate knowledge like a tool for the improvement of this species, aiming nutritional gain in its grain. For this purpose, two different experiments were performed. First of all, three genotypes were evaluated and exposed to foliar fertilization with zinc sulfate, in the concentrations 0, 2 and 4 kg.ha-1 of ZnSO4.7H2O, seeking to increase the level of Zn in the grains. However, there was no significant increase of the metal in the grain, and the variation found in Zn concentrations in brown and polished grains was according to the genotypes. Nevertheless, the other nutritional aspects were verified, for which the results indicated significant differences between the types of grains analyzed, being indicated the consumption of brown grain to instead polished one, and the genotype \'Primavera\' stood out with higher concentration of proteins and smaller amount of phytate. This experiment also confirmed that lysine catabolism is the main modulation pathway to increase this amino acid in the grain. For the second experiment 16 genotypes cultivated in Brazil were used to characterize the genetic diversity in relation to the major grain properties related to human nutritional quality. Zinc concentration was positively correlated to phytate, but no direct association between Zn and synthesis and concentration of amino acids or storage proteins was detected. Based on results, \'Carolino\' and \'Goiano\' rice cultivars presented the best performance. Moreover, due to the relevance of aleurone layer in retaining important nutritional features in rice grains, biofortification programs should investigate nutrient transportation from this region to endosperm in order to achieve better results.

En aquesta Tesi Doctoral es pretén seguir aprofundint en l'estudi de l'activitat biològica del fitat, molècula que està demostrant unes inusitades, i fins fa poc desconegudes, propietats com inhibidor del desenvolupament de calcificaciones patològiques.En primer lloc, es presenten tres metodologies analítiques per a la determinació simple y sensible del myo-inositol i del fitat a nivells fisiològics.Posteriorment, es dedica un capítol a l'estudi de l'absorció oral i tòpica del fitat, avaluant després els seus efectes sobre la prevenció de calcificaciones distròfiques subepitelials.Finalment, es demostra que el fitat administrat oralment en una dosi elevada i a llarg termini no provoca problemes de biodisponibilitat i per altra banda, s'estudien els efectes de diferents sals de fitat sobre la disminució de la calciúria, demostrant-se que aquests efectes depenen bàsicament del tipus de sal emprada, essent el fitat potàssic el que provoca una disminució més important del calci urinari. / En esta Tesis Doctoral se pretende seguir profundizando en el estudio de la actividad biológica del fitato, molécula que está demostrando unas inusitadas, y hasta hace poco desconocidas, propiedades como inhibidor del desarrollo de calcificaciones patológicas.En primer lugar, se presentan tres metodologías analíticas para la determinación simple y sensible del myo-inositol y del fitato a niveles fisiológicos.Posteriormente, se dedica un capítulo al estudio de la absorción oral y tópica del fitato, evaluando después sus efectos sobre la prevención de calcificaciones distróficas subepiteliales.Finalmente, se demuestra que el fitato administrado oralmente en una dosis elevada y a largo plazo no causa problemas de biodisponibilidad y por otra parte, se estudian los efectos de diferentes sales de fitato sobre la dismunución de la calciuria, demostrándose que éstos dependen básicamente del tipo de sal utilizada, siendo el fitato potásico el que provoca una disminución más importante del calcio urinario. / The purpose of this Doctoral Thesis is to complete the knowledge of the biological activity of phytate, which is a molecule that has recently demonstrated unknown properties as an inhibitor of pathological calcifications. First of all, three analytical methodologies are presented for the simple and sensitive determination of myo-inositol and phytate at physiological levels. Next, oral and topic absorption of phytate are studied, evaluating its effects on the prevention of subepithelial dystrophic calcifications. Finally, it is demonstrated in a long-term study that oral phytate at high doses does not provoke bioavailability problems and, on the other hand, the effects of different phytate salts on urinary calcium reduction are studied, being potassium phytate the most effective salt.