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Dissertação(mestrado)-Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, 2009. / Submitted by Caroline Silva (krol_bilhar@hotmail.com) on 2012-08-24T01:43:14Z No. of bitstreams: 1 dissertao andr martins ppgeca.pdf: 1405395 bytes, checksum: 309c9f124dcf2e398510cd960e12e556 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2012-08-24T03:18:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertao andr martins ppgeca.pdf: 1405395 bytes, checksum: 309c9f124dcf2e398510cd960e12e556 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-08-24T03:18:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertao andr martins ppgeca.pdf: 1405395 bytes, checksum: 309c9f124dcf2e398510cd960e12e556 (MD5) Previous issue date: 2009 / Esse projeto desenvolveu um processo simultâneo de catálise e fermentação láctica visando obter um iogurte com características nutracêuticas. O objetivo principal foi avaliar a conversão da lactose e a síntese de galactooligossacarídeos (GOS) para um substrato específico, comparando biocatálises conduzidas simultaneamente à fermentação com os processos sem adição de enzima. A fermentação foi realizada a partir de cultura láctica liofilizada comercial contendo dois microrganismos probióticos, Bifidobacterium animalis e Lactobacillus acidophilus, associados aos microrganismos característicos do iogurte, Lactobacillus delbruekii subs. bulgaricus e Streptococcus salivarius subs. thermophilus. Foi utilizado um preparado enzimático contendo β- galactosidases obtidas de duas origens distintas: Kluyveromyces lactis e Aspergillus niger. Foram avaliados os efeitos das variações da concentração de lactose no substrato, da concentração de enzima e do tempo de adição da enzima em um planejamento experimental 23. As respostas foram o tempo de processo, a lactose final, a conversão da lactose, a densidade, a viscosidade, a sinérese e a concentração de GOS, comparando os processos enzimáticos e fermentativos simultâneos com a fermentação sem a adição de enzima. Os resultados indicaram um percentual de conversão da lactose entre 97,7 e 99,7% e uma produção de GOS nas condições de maior concentração inicial de lactose no substrato, menor concentração de enzima e maior tempo de defasagem na adição da enzima. Os efeitos sobre os parâmetros de textura foram negativos, indicando a necessidade de um acréscimo de agentes espessantes e estabilizantes nos bioprocessos simultâneos, quando do aumento da concentração de enzima. Observou-se, ainda, um impacto positivo no tempo de processamento quando da comparação entre os bioprocessos simultâneos e os processos de múltiplos estágios, na elaboração de fermentados lácticos com baixa concentração de lactose. / This project developed a simultaneous process of catalysis and lactic fermentation aiming to obtain a yogurt with nutraceuticals characteristics. The main objective was the conversion of lactose and the synthesis of galactooligosaccharides (GOS) for a specific substrate, comparing the biocatalysis conducted simultaneously to the fermentation with the processes without adding enzymes. Fermentation started with a commercial lactic lyophilized containing two probiotics microorganisms, Bifidobacterium animalis and Lactobacillus acidophilus, associated with microorganisms characteristics of yogurts, Lactobacillus delbruekii subs. bulgaricus and Streptococcus salivarius substhermophilus. It was used an enzymatic preparation containing β-galactosidases obtained from two distinct sources: Kluyveromyces lactis and Aspergillus niger. It were evaluated the effects of the variation of lactose concentration on the substrate, the enzyme concentration and the time of enzyme addition in an experimental design 23. The results were the process time, final lactose, lactose conversion, density, viscosity, sineresys and GOS concentration, comparing simultaneous enzymatic and fermentation processes with fermentation without the addition of enzymes. Results indicated a lactose conversion percentage between 97,7% and 99,7%, and a production of GOS in the condition of higher initial concentration of lactose in the substrate, lower enzyme concentration and more time of delayed in the addition of enzyme. The effects on texture parameters were negative, indicating the need for an increase of thickening agents and stabilizers in simultaneous bioprocesses when the increasing the enzyme concentration. It was also observed a positive impact on processing time when it was compared the simultaneous bioprocesses with the multiple stages processes in the elaboration of lactic fermented with low concentration of lactose.

Orientador: Glaucia Maria Pastore / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-12T23:39:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_Daniele_M.pdf: 657735 bytes, checksum: bd84be8d85765f530a42c1a44310877e (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Atualmente, um dos desenvolvimentos mais significativos na ciência é o de alimentos funcionais, relacionado ao desenvolvimento de suplementos dietéticos que afetam beneficamente a saúde. Dentre esses pode-se citar os galactooligossacarídeos, que é um grupo de oligossacarídeos considerados como carboidratos não digeríveis devido sua resistência à hidrólise das enzimas do intestino. Dentre os benefícios obtidos com a ingestão de galactooligossacarídeos estão o aumento da população de bifidobacterias no cólon e, com isso, a redução dos níveis de bactérias patogênicas, além do aumento da absorção de cálcio, estimulação do sistema imune, combate a infecções intestinais, regulação do colesterol sérico e a redução do risco de câncer de cólon. A produção dos galactooligossacarídeos tem sido estudada extensivamente em microrganismos, através da reação de transgalactosilação enzimática catalisada pela b-galactosidase. O principal objetivo do presente trabalho foi a produção da enzima b-galactosidase por linhagens fúngicas para produção de galactooligossacarídeos. Primeiramente os fungos foram selecionados aleatoriamente da coleção de microrganismos do Laboratório de Bioaromas (Departamento de Ciência de Alimentos ¿ UNICAMP) e isolados de amostras de favo de mel coletadas na cidade de Itapira-SP. Posteriormente, os microrganismos foram testados quanto à produção da enzima b-galactosidase e atividade de transgalactosilação. Para o estudo do processo fermentativo, foram selecionados 3 microrganismos com maior atividade de transgalactosilação. Foi realizado um delineamento experimental, composto por 9 tratamentos, visando avaliar o efeito da temperatura (24, 30 e 36 oC), umidade (40, 50 e 60%) e concentração de lactose (0, 7,5 e 15%) no meio para a produção enzimática. Em seguida, foi selecionado o melhor microrganismo para extração e caracterização da enzima para a produção de galactooligossacarídeos. As variáveis estudadas foram: temperatura (35, 45, 55 e 65 oC), pH (4, 5, 6 e 7), concentração de lactose inicial (20, 30, 40 e 50%) e concentração do extrato enzimático bruto liofilizado (52, 104, 156 e 208 U). De todos os ensaios, foram retiradas alíquotas depois de 6, 12, 24, 36, 48 e 72 horas de reação. Para avaliar a influência do tempo na síntese de galactooligossacarídeo, foi realizada uma curva cinética para medir a produção em 3, 6, 9, 12, 18, 24, 30, 36, 48 e 72 horas de reação. A seleção de microrganismos resultou em 5 linhagens produtoras de galactooligossacarídeos: Aspergillus sp (LB-01), Aspergillus sp (LB-32), Aspergillus sp (LB-36), Penicillium sp (LB-51) e Scopulariopsis sp (LB-35). O microrganismo com maior produção de 4¿galactosillactose foi o Aspergillus sp (LB-32) que converteu 19,17% da lactose presente no meio e produziu 7,25% do tetrassacarídeo. O segundo maior produtor foi Penicillium sp (LB-51) com produção de 6,71%, seguido por Scopulariopsis sp (LB-35) com 6,65%, Aspergillus sp (LB-01) com 5,22% e Aspergillus sp (LB-36) com 4,97% de produção de galactooligossacarídeo. O estudo do processo fermentativo foi realizado com os segunites microrganismos: Aspergillus sp (LB-32), Penicillium sp (LB-51) e Scopulariopsis sp (LB-35). Pôde-se observar que alguns tratamentos favoreceram o crescimento dos microrganismos, enquanto outros foram desfavoráveis. O tratamento controle T9 (que compreende as condições 30 oC, 0% de concentração de lactose no meio e 50% de umidade) foi o que mais se destacou, apresentando os maiores valores de atividade para todos os microrganismos. Todos os outros tratamentos possuíram valores de atividade enzimática significativamente inferiores (P<0,05) aos valores obtidos no tratamento controle. Os resultados da caracterização enzimática mostraram que, para o microrganismo Aspergillus sp (LB-32), as temperaturas mais altas (65 oC) e os valores de pH mais baixos (pH 4) foram favoráveis para a produção de 4¿galactosil-lactose. A concentração inicial de 50% de lactose foi desfavorável devido à precipitação da mesma, estando a maior produção de galactooligossacarídeo no valor referente a 40% de lactose. O aumento na concentração enzimática foi diretamente proporcional ao aumento da produção de 4¿galactosil-lactose, sendo o melhor resultado com a utilização de 208 U. Todos os ensaios mostraram melhores resultados quando a reação atingiu 48 horas. Através da curva cinética, notou-se que a produção de galactooligossacarídeo inicia-se depois de 3 horas de reação, atingindo o máximo de produção em 48 horas. O melhor resultado foi obtido com o uso da temperatura em 65 oC, produzindo 12,10% de 4'galactosil-lactose, através da conversão de 31,27% da lactose / Abstract: Actually, one of the most significant development in science are functional foods, connected with the development of dietetic supplement that affects beneficially the health. Among these, we can mention the galactooligosaccharides, that is a group of oligosaccharides considerated as non-digestible carbohydrates due to their resistance to hydrolysis of intestine enzymes. Among the benefits obtained with galactooligosaccharides ingestion are the increase of bifidobacteria population in the colon and, by their antagonistic effect, the reduction of the pathogenic bacteria level, over the increase of calcium absorption, immune system stimulation, intestinal diseases combat, serum cholesterol regulation and the reduction of colon¿s cancer risks. The production of galactooligosaccharides has been extensively studied in microorganisms, through the transgalactosylation reaction catalyzed by b-galactosidase enzyme. The aim of this work was the production of b-galactosidase enzyme by fungus strains to produce galactooligosaccharide. Firstly, the fungus were ramdonly removed from the microorganisms collection of Bioaromas Laboratory (Food Science Department ¿ UNICAMP) and isolated from honeycomb collected at Itapira-SP. After this, the microorganisms were tested for the production of the b-galactosidase enzyme and transgalactosylation activity. To study the fermentative process, it was selected 3 microorganisms with the largest transgalactosylation activity. An experimental design was realized, consisting of 9 treatments, to evaluate the effect of temperature (24, 30 and 36 oC), humidity (40, 50 and 60%) and lactose concentration (0, 7,5 and 15%) in medium to produce the enzyme. After, it was selected the best microorganism to characterize its enzyme to produce galactooligosaccharides. The studied variables were: temperature (35, 45, 55 and 65 oC), pH (4, 5, 6 and 7), initial lactose concentration (20, 30, 40 and 50%) and lyophilized brute extract concentration (52, 104, 156 and 208 U). Aliquots were took out from all tests after 6, 12, 24, 36, 48 and 72 hours of reaction. To evaluate the time influence in galactooligosaccharides syntesis, it was realized a kinetic curve to meansure the production in 3, 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 and 72 hours of reaction. The screening of microorganisms resulted in 5 galactooligosaccharides producer strains: Aspergillus sp (LB-01), Aspergillus sp (LB-32), Aspergillus sp (LB-36), Penicillium sp (LB-51) and Scopulariopsis sp (LB-35). The largest producer of 4¿galactosil-lactose was Aspergillus sp (LB-32), that has converted 19,17% of lactose actual midst and has produced 7,25% of the tetrasaccharide. The second best producer was Penicillium sp (LB-51) with 6,71% of production, followed by Scopulariopsis sp (LB-35) with 6,65%, Aspergillus sp (LB-01) with 5,22% and Aspergillus sp (LB-36) with 4,97% of galactooligosaccharides production. The study of the fermentative process was realized with the microorganisms: Aspergillus sp (LB-32), Penicillium sp (LB-51) and Scopulariopsis sp (LB-35). During the experiment, it could be noticed that some treatments promoted the growth of the microorganisms, while others were disadvantageous. The control treatment T9 (that consists of 30 oC, 0% of lactose concentration in medium and 50% of humidity) was the best, with the biggest activity values for all microorganisms. The other treatments showed enzymatic activity values significantly poorer (p<0,05) than the values obtained in control treatment. The results of the enzymatic characterization showed that, for the microorganism Aspergillus sp (LB-32), higher temperatures (65 oC) and lower pH values (pH 4) promoted the production of 4¿galactosil-lactose. The initial lactose concentration of 50% was disadvantageous because of lactose precipitation, being the best production of galactooligosaccharide with 40% of initial lactose. The increase in the enzymatic concentration was directly proportional to the increase of 4¿galactosil-lactose production, obtaining the best result with 208 U of enzyme. All the tests showed the best results in 48 hours of reaction. The kinetic curve showed that the production of galactooligosaccharides starts after 3 hours of reaction, and reaches the top of production in 48 hours. Our best result was obtained using 65 oC of temperature, producing 12,10% of 4¿galactosil-lactose throught 31,27% of lactose conversion / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Orientador: Celio Kenji Miyasaka / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T22:13:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_ElisvaniaFreitasdos_M.pdf: 2673339 bytes, checksum: 01f9989c4a79dc7f5bd8198db02dde80 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O câncer gástrico é o crescimento desordenado de células malignas nos tecidos do estômago e a cirurgia de ressecção gástrica parcial ou total é a principal alternativa terapêutica. Em decorrência deste procedimento cirúrgico podem ocorrer deficiências na absorção de alguns minerais como o cálcio e o ferro, podendo levar a osteoporose e a anemia, respectivamente. Os galactooligossacarídeos (GOS) e a polidextrose (POLI) são componentes fermentáveis que diminuem o pH intestinal favorecendo a absorção de minerais, melhorando a biodisponibilidade. Sendo assim, o objetivo desse trabalho foi verificar o efeito da suplementação desses compostos na absorção do mineral cálcio e ferro em ratos gastrectomizados. Ratos adultos foram submetidos a um procedimento cirúrgico de gastrectomia associado à vagotomia troncular anterior sendo divididos em dois grupos: gastrectomizados (GXT) e falso gastrectomizados (SHAM). Após 15 dias de pós-operatório foram divididos em oito sub-grupos:(G1= GXT / C1=Sham: dieta sem prebiótico; G2=GXT / C2=Sham: GOS 5%; G3=GXT / C3=Sham: POLI 5%; G4=GXT /C4=Sham: GOS 2,5% + POLI 2,5%). Os animais gastrectomizados apresentaram menor consumo de dieta, porém sem diferença com relação ao peso. As dosagens de cálcio sérico e urinário foram menores nos animais gastrectomizados. A gastrectomia diminuiu a absorção aparente de cálcio, sendo que, a administração diária de GOS 5% e a POLI 5% aumentaram a absorção aparente de cálcio em C2 (48%) e C3 (52%) comparados ao C1. O procedimento cirúrgico diminuiu a absorção aparente de ferro em 60%. No entanto, em relação aos tratamentos a associação do GOS + POLI 2,5% aumentou em 52% a absorção de ferro no grupo C4 e 100% no G4. Além disso, o G4 apresentou a mesma absorção dos ratos que não sofreram nenhum tipo de tratamento e nem a cirurgia (C1). A POLI 5% também aumentou a absorção aparente de ferro em 73% em ratos GXT. Os animais do grupo Sham mantiveram os níveis de hematócrito e hemoglobina durante o período experimental. Já nos animais GXT, todos os tratamentos apresentaram redução de 14% nos níveis de hematócrito do tempo inicial à quarta semana. A partir da quarta semana, todos animais GXT apresentaram uma leve tendência de recuperação, contudo os animais do grupo Poli 5% (G3) apresentaram uma plena recuperação. As dosagens de VCM e HCM foram menores nos animais GXT vs CO durante as 8 semanas do experimento, caracterizando uma anemia por deficiência de ferro (microcítica e hipocrômica), respectivamente. A concentração de ferro sérico foi menor nos animais GXT. A suplementação dos dois prebióticos aumentou em 15% o ferro sérico dos animais C4 em relação ao C1. Nos animais GXT o G3 em 51% e G4 em 94% foram maiores do que o G1. A ressecção gástrica parcial não apresentou grandes alterações no metabolismo de cálcio, sugerindo que esse protocolo experimental não seja o melhor modelo para a depleção de cálcio. A ressecção gástrica parcial induziu à má absorção de ferro, comprovando a eficiência do nosso modelo experimental para estudos relacionados ao metabolismo do ferro e há fortes evidências que a junção dos dois prebióticos GOS e POLI atuem como sinergistas, potencializando o efeito prebiótico / Abstract: The gastric cancer is a uncontrolled growth of the cells of the stomach, where the total or parcial gastric surgical resection is the main therapeutic alternative. Due to this procedure, the deficiencies in the absorption of some minerals such as calcium and iron could lead to an osteoporosis and anemia, respectively. The galactooligossacharides (GOS) and the polidextrose (POLI) are fermentable compounds that reduce the intestinal pH increasing the mineral absorption. Thus the purpose of this study was to verify the effects of supplementation of this compound in the absorption of calcium and iron in gastrectomized rats. Adult male rats were submitted to a gastrectomized surgical procedure associated to an anterior troncular vagotomy, them shared in two groups: gastrectomized (GXT) and Sham operated (SHAM) rats. After 15 days of surgery, the rats were shared in 8 sub-groups with the following diets: G1= GTX /C1=Sham: diet without prebiotics; G2= GTX /C2=Sham: 5% GOS diet; G3= GTX /C3=Sham: 5% POLI diet and G4= GTX /C4=Sham: 2.5% GOS + 2.5 POLI diet. The gastrectomized animals ingested a minor amount of feed, however this tow groups not showed differences in the body weight. The calcium in the serum and in the urine in the gastrectomized animals were reduced. The gastrectomy reduced the calcium apparent absorption, the daily administration of 5% GOS and 5% POLI increased the calcium apparent absorption in C2 (48%) and C3 (52 %) as compared to C1 group. The surgical procedure reduced the iron apparent absorption in 60%. However, the associated treatment with GOS + POLI 2,5% increased (52%) the absorption of iron in the C4 group and in the G4 group in 100%, as compared to C1 and G1 group respectively. This group also shoed the same absorption of rats which did not suffer any kind of surgery nor treatment (C1). The 5% POLI also presented an increased iron apparent absorption (73%) in GXT rats. The animals of Sham group sustained the hematocrit and hemoglobin during the experimental period. The GXT animals of all of the different diets showed a reduced hematocrit in 14% from the surgery to the 4th week. From the 4th to the 8th week all of the GXT animals showed a slight trend of recuperation, but the animals of 5% POLI group (G3) presented a full replenishment. The mean corpuscular volume (MCV) and the mean hemoglobin volume (MHV) were reducer in the GXT vs Sham animals during the 8 weeks of experimental period, this is a characteristic of anemia by an iron deficiency (microcitic and hypocromic). The concentration of iron in the serum was lower in the GXT animals. The supplementation of these two prebiotics (C4) increased (15%) the iron in the serum, also the GXT animals the G3 (51%) and G4 (94%) higher than the G1 group. The partial gastric resection did not showed sensible alteration in the calcium metabolism, suggesting that this protocol may not be the best model to the calcium depletion, however, it induced to a poor iron absorption proving the efficiency of our experimental model to the studies related to the iron metabolism and there are strong evidences that the association of GOS and POLI could have a synergistic effect increasing the effects of the prebiotics / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição

Orientador: Mario Roberto Marostica Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-14T12:39:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Netto_ClaudiaCardoso_D.pdf: 2053109 bytes, checksum: cc5fdf0563fa6ad34d6e60af9b0a023c (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Prebióticos são oligossacarídeos não digeríveis (ONDs) seletivamente fermentados pelas bactérias intestinais e agem como agentes bifidogênicos melhorando a saúde e o bem estar do hospedeiro. Os átomos de carbono das moléculas de hexosil fermentados são transformados em ácidos graxos de cadeias curtas (AGCC) e, uma vez absorvidos na mucosa intestinal, estes são metabolizados pelos enterócitos, células hepáticas e musculares. O interesse primário em relação aos AGCC tem sido relacionado à sua função colônica, especialmente o butirato. Porém, esses AGCC também estão relacionados a outros benefícios em relação a saúde do hospedeiro, como por exemplo, podem aumentar a absorção intestinal de minerais e conseqüentemente reduzir a perda de massa óssea. Como a perda de massa óssea é um processo fisiológico associado ao envelhecimento animal, o objetivo deste trabalho foi avaliar se ratas idosas com 10 (dez) meses de idade suplementadas com diferentes tipos de prebióticos (fructooligossacarídeos, inulina e galactooligossacarídeos) apresentavam redução dessa perda de massa óssea. Foram realizadas as seguintes análises: densitometria óssea (DXA) do fêmur e mandíbula; morfometria e propriedades biomecânicas do fêmur; parâmetros estáticos da histomorfometria e microscopia eletrônica de varredura da epífise proximal da tíbia; dosagem sérica de hormônio da paratireóide (PTH), osteocalcina (OC), osteoprotegerina (OPG), fator receptor ativador nuclear ?appa B ligante(RANk-L), fragmentos de colágeno tipo I (CTX-I), atividade da fosfatase alcalina (FA) total e cálcio total. Os resultados foram analisados em ANOVA (p<0,05) através do software GraphPad versão 6.0 e as diferenças estatísticas determinadas através do teste de Tukey ou t de Student. Todos os protocolos experimentais foram aprovados pelo Comitê de Ética para Experimentação Animal da Universidade Estadual de Campinas. Os experimentos foram iniciados com ratas Wistar de dez meses de idade, visto que estas apresentaram alterações significativas no metabolismo ósseo associadas à idade quanto comparadas às ratas jovens, como por exemplo, aumento no nível sérico de PTH. O consumo de prebióticos promoveu a redução da perda de massa óssea fisiológica associada ao envelhecimento, porém, outros estudos precisam ser realizados com a finalidade de descrever os mecanismos de ação / Abstract: Prebiotics are non-digestible oligosaccharides (NDO) selectively fermented by intestinal bacteria that are bifidogenic agents with health benefit on the host associated. The carbon atoms of the fermented hexosyl moiety are recovered in the short-chain fatty acids (SCFA) and once absorbed, they are metabolized by cells of cecocolonic epithelium, liver cells and muscle cells. The primary interest in SCFA has been related with colonic function as a result of their uptake and metabolism by colonocytes, specifically butyrate. Although, SCFA are also described with other benefits properties as improving intestinal mineral absorption and consequently reducing bone loss. As bone loss during later life is a physiologic mechanism, the objective of this study was to evaluate if different kinds of prebiotics attenuate age related bone loss in female rats. Old female rats (10 month-old) were treated with different kinds of prebiotics (Fructooligosaccharides, Inulin and Galactooligosaccharides). Femur and mandible bone mass was measured using dual-energy X-ray absorptiometry. Femur quality was examined using morphometry and diaphysis biomechanic properties (proportional limit, rupture limit, resilience, rigidy and tenacity) using three-point bending. Histomorphometry static parameters and scanning electron microscopy images were taken on tibiae methaphysis cancellous bone. The biochemical assays were serum parathyroid hormone (PTH), osteocalcin (OC), osteoprotegerin (OPG), receptor activator for nuclear factor ?appa B ligand (RANk-L), C-terminal peptides of type I collagen (CTXI), alkaline phosphate activity (ALP) and total calcium. All data were analyzed by twoway ANOVA (p<0,05) using GraphPad software version 6.0 and the significant differences were determined with Tukey¿s test or Student t-test. All the protocol experimental designs were approved by Animal Experimental Ethics Committee of the University of Campinas. Our experimental were taken with aged female Wistar rats that showed a satisfactory model to evaluate age related changes on bone metabolism as well as to study osteoporosis and their mechanisms. The consumption of prebiotics preserved bone mass and reduced bone turnover. Despite our prebiotics results had been positive, more studies are required to establish mechanisms of action / Doutorado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Doutor em Alimentos e Nutrição

Several lactic acid bacteria contain β-galactosidases. Beta galactosidases catalyze lactose hydrolysis and transfer acceptor sugars onto galactose, producing galactooligosaccharides. The aim of this work was to exploit β-galactosidases of lactic acid bacteria as crude cell extracts to produce novel oligosaccharides with mannose, N-acetylglucosamine, and fucose. Of 17 strains of lactic acid bacteria, transferase activity was the strongest in crude cell extracts of Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, followed by Streptococcus thermophilus, Lactobacillus animalis, and Lactobacillus reuteri in a buffered 19% (w/w) lactose solution. Incorporation of 6 % (w/w) glycerol increased transferase activity and enzyme stability at higher incubation temperatures. Incorporation of 10% (w/w) mannose, N-acetylglucosamine and fucose as acceptor sugars yielded three distinct oligosaccharides with mannose and two with N-acetylglucosamine and fucose, with the composition confirmed using gas chromatography-mass spectrometry. This is the first public report indicating production of oligosaccharides containing N-acetylglucosamine and fucose from β-galactosidases of lactic acid bacteria.

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Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, 2008. / Submitted by Caroline Silva (krol_bilhar@hotmail.com) on 2012-09-24T17:54:51Z No. of bitstreams: 1 dissertao de mestrado cristiane.pdf: 830083 bytes, checksum: 8a0fe102af2eaf27474ab995424a5309 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2012-12-01T16:25:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertao de mestrado cristiane.pdf: 830083 bytes, checksum: 8a0fe102af2eaf27474ab995424a5309 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-12-01T16:25:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertao de mestrado cristiane.pdf: 830083 bytes, checksum: 8a0fe102af2eaf27474ab995424a5309 (MD5) Previous issue date: 2008 / Os galactooligossacarídeos (GOS) vêm sendo considerados como novos ingredientes funcionais dos alimentos, apresentando um grande potencial para melhorar a qualidade dos mesmos, sendo denominados como prebióticos, devido às suas características fisiológicas e tecnológicas. Podem ser produzidos a partir de lactose, principal açúcar presente no soro de leite, através de uma reação enzimática com o uso da enzima β-galactosidase, que possui atividade de transgalactosilação. Este trabalho tem como objetivo principal estudar a obtenção de galactooligosacarídeos por via enzimática. Foi utilizada b-galactosidase de Kluyveromyces lactis Lactozym® 3000L (Novozymes) e, como substratos, a lactose e o soro de leite. Um planejamento experimental 23 totalizando 11 ensaios foi proposto para cada um dos substratos, verificando-se a influência da temperatura (30 a 40°C), concentração de lactose (20 a 40%) e concentração da enzima (5 a 10 U.mL-1), obtendo-se como respostas a concentração de GOS máxima, o rendimento de GOS máximo, a produtividade de GOS máxima e conversão de lactose máxima. Os ensaios foram conduzidos a 180 rpm de agitação, em meio aquoso e pH 7,0 (tampão fosfato de sódio 0,1M), retirandose alíquotas ao longo do tempo, sendo os açúcares presentes em cada amostra quantificados através de um sistema de cromatografia líquida de alta eficiência HPLCPAD (Dionex). A enzima Lactozym® 3000L apresentou atividade de transgalactosilação na presença dos dois substratos. Utilizando como substrato lactose o rendimento atingiu 43,8% e a concentração de GOS foi de 175,3 g/L no sistema reacional composto por 40% de lactose e 10 U.mL-1 de enzima a 30°C. No entanto a produtividade máxima alcançada, de 41,1 g.L-1.h-1, bem como a máxima conversão de lactose (80,5%), foram obtidas em condições de síntese distintas. Utilizando como substrato soro de leite, os valores máximos obtidos para as respostas concentração de GOS (119,8 g.L-1) e rendimento (29,95%) em 4 h de processo foram obtidos no sistema reacional composto por 40% de lactose e 10 U.mL-1 de enzima a 40°C. Nestas condições a produtividade máxima alcançada foi de 64,4 g.L-1.h-1. O máximo valor alcançado para conversão de lactose (87,8%) foi obtido nas mesmas condições de temperatura e concentração de enzima, mas com 20% de lactose. / Galactooligosaccharides (GOS) have been considered as new functional food ingredients, presenting a great potential to improve its quality. They are denominated as prebiotics, due to their physiological and technological characteristics. They can be produced from lactose, the main sugar of the whey, through an enzymatic reaction with the use of the enzyme β-galactosidase, with transgalactosylation activity. The main goal of this work was to study the enzymatic production of galactooligosaccharides. It was used β-galactosidase from Kluyveromyces lactis Lactozym® 3000L (Novozymes) and, as substrates, lactose and whey. A 23 experimental design (11 assays) was proposed for each substrate, verifying the effect of the temperature (30 to 40°C), lactose concentration (20 to 40%) and concentration of the enzyme (5 to 10 U.mL-1). The responses were maximum GOS concentration, maximum GOS yield, maximum productivity and maximum lactose conversion. Assays were carried out at 180 rpm in aqueous medium and pH 7.0 (0.1 M sodium phosphate buffer). Samples were collected and sugars were quantified by high performance liquid chromatography (HPLC-PAD system, Dionex). For lactose the yield reached 43.8% and GOS concentration was 175.3 g.L-1, in the system composed by 40% of lactose and 10 U.mL-1 of enzyme at 30°C. However, maximum productivity (41.1 g.L-1.h-1) as well as maximum lactose conversion (80.5%) were obtained in different conditions. For whey, the maximum values for the responses GOS concentration (119.8 g.L-1) and yield (29.95%) in 4 h of process were obtained in the system composed by 40% of lactose and 10 U.mL-1 of enzyme at 40°C. In these conditions, maximum productivity was 64.4 g.L-1.h-1. The maximum value for lactose conversion (87.8%) was obtained in the same temperature and enzyme concentration, but with 20% of lactose.

Orientadores: Francisco Maugeri Filho, Susana Juliano Kalil / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-17T02:58:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Manera_AnaPaula_D.pdf: 2066521 bytes, checksum: 108d932fdf16225bc7cd32688323bd02 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Galacto-oligossacarídeos (GOS) são carboidratos não digeríveis por humanos, produzidos a partir da lactose por ação da enzima ?-galactosidase. São considerados ingredientes prebióticos e possuem propriedades favoráveis à saúde dos consumidores. Este trabalho teve como objetivo o estudo da produção de GOS a partir de células permeabilizadas de Kluyveromyces marxianus CCT 7082. A primeira etapa foi a otimização das condições de cultivo da levedura para a produção da enzima ?-galactosidase empregando como substratos os subprodutos agroindustriais, soro de queijo e água de maceração de milho, obtendo 1400 U/gcel em 24 h de fermentação. Em seguida estudou-se a permeabilização das células da levedura. Foram testados sete agentes permeabilizantes: etanol, isopropanol, butanol, acetona, brometo de cetiltrimetilamônio, Tween 80 e Triton X-100, tendo sido selecionado o isopropanol, para a etapa de otimização do processo de permeabilização, onde se avaliou o efeito da relação biomassa/isopropanol e da temperatura. Na caracterização da enzima, a ß-galactosidase das células permeabilizadas apresentou pH ótimo de 6,6 e temperatura ótima de 50°C, sendo esta mais estável no pH 7,0 e na temperatura de 30ºC. A energia de desnaturação foi 81,6 Kcal/mol. A cinética enzimática da enzima seguiu o modelo de Michaelis-Menten. O estudo da síntese de GOS, através de delineamentos experimentais, empregando as células permeabilizadas, resultou em 83 g/L de GOS. O emprego de fluidos pressurizados como meio reacional de reações enzimáticas podem favorecer a solubilidade dos compostos, as transferências de massa das reações, e aumentar a atividade e estabilidade de enzimas, assim sendo, estudou-se o comportamento da atividade enzimática da enzima das células permeabilizadas tratadas nessas condições. Foi realizado um delineamento composto central para cada fluido (n-butano, propano, CO2), sendo observado um aumento na atividade residual, em todos os ensaios dos delineamentos, de 110 a 211% dependendo do fluido. O tratamento com n-butano resultou na maior estabilidade da enzima: após 3 semanas de armazenamento a 10°C a enzima tratada manteve 96% de sua atividade. Estas células tratadas a alta pressão foram aplicadas na síntese de GOS em reator batelada a pressão atmosférica. Obteve-se aproximadamente 75 g/L de GOS para os três fluidos pressurizados e para as células permeabilizadas sem tratamento. Porém, a quantidade necessária de enzima (em gramas de células) para se obter a mesma atividade enzimática, foi bem menor para as enzimas tratadas a alta pressão, tendo em vista o aumento da atividade enzimática após o tratamento. Na etapa seguinte, estudou-se a síntese de GOS em reator batelada empregando como meio reacional fluidos pressurizados (n-butano, propano, CO2). Realizou-se um delineamento composto central para cada fluido, obtendo-se entre 65 e 83,4 g/L de GOS, dependendo do meio reacional. De acordo com os resultados deste trabalho, usando células de K. marxianus CCT 7082, pôde-se definir a metodologia empregando as células permeabilizadas, tratadas a alta pressão com n-butano e síntese em reator batelada a pressão atmosférica como a mais promissora para a produção de GOS / Abstract: Galactooligosaccharides (GOS) are humans non-digestible carbohydrates, produced from lactose by the action of the enzyme ?-galactosidase. They are considered prebiotic ingredients and have beneficial properties to the health of consumers. This work aimed the study of galacto-oligosaccharide production from permeabilized cells of Kluyveromyces marxianus CCT 7082. The first step was to optimize the yeast culture conditions in order to produce the ?-galactosidase enzyme, employing as substrates by-products from agriculture industries, such as cheese whey and corn steep liquor, it were obtained 1400 U/g in 24 h of fermentation. The next step was to study the yeast cell permeabilization. Seven permeabilizant agents were tested: ethanol, isopropanol, butanol, acetone, cetyl-trimethylammonium bromide, Tween 80 and Triton X-100. Isopropanol was selected for the optimization step of the permeabilization process, where the effect of the biomass/isopropanol ratio and the temperature on cell permeabilization were evaluated. Afterward, the ?-galactosidase from permeabilized cells was characterized presenting the optimum pH of 6.6 and the optimum temperature 50°C. The enzyme was more stable at pH 7.0 and 30°C temperature. The denaturation energy was 81.6 Kcal/mol. The enzyme kinetics followed Michaelis-Menten model. The GOS synthesis, studied through experimental designs, employing the permeabilized cells, resulted in 83 g/L of GOS. The use of pressurized fluids as a reactional medium for enzymatic reactions can help the components solubility and the mass transferences of the reactions and to increase the enzymes activity and stability. Therefore, the behavior of the enzymatic activity of the permebialized cell enzymes, treated with pressurized fluids, was studied. A central composite design was performed for each pressurized fluid, and it was observed an increase on residual activity for all pressurized fluids, in all designs essays, from 110 a 211%, depending on the fluid. The enzyme treated with n-butane resulted in the highest enzyme stability. After 3 weeks of storage at 10°C the enzyme kept 96% of activity. These cells treated at pressure were employed at GOS synthesis in batch reactor at atmospheric pressure. Around 75 g/L of GOS were obtained for all three pressurized fluids, as well as for the enzyme without treatment. However, the amount of the enzyme needed (in g of cells) to obtain the same enzymatic activity was lower in the case of the enzymes treated at high pressure, due to the increase of enzymatic activity after the treatment. In the next step of the work, the GOS synthesis was studied in batch mode, using as a reactional medium pressurized fluids (n-butane, propane, CO2). A central composite design for each pressurized fluid was carried out, obtaining between 65 g/L and 83 g/L of GOS, depending on reactional medium. According to the results of this work, using cells of K. marxianus CCT 7082, it can be defined that the methodology of permeabilized cells, treated at high pressure with n-butane and synthesis in atmospheric pressure reactor, is the most promising one for GOS production / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Mário Roberto Maróstica Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-17T20:43:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_GlauciaCarielo_M.pdf: 794328 bytes, checksum: 905ed92bfa1f9e04a2c521c1c5e898b7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Muitos estudos tem demonstrado que o consumo acumulado de galactooligossacarídeo (GOS) e frutooligossacarídeo (FOS) pode trazer benefícios significativos para a saúde, relacionados com a sua resistência à digestão, sendo utilizados como substrato pelas bactérias intestinais, em especial as bifidobactérias. O objetivo do presente trabalho foi avaliar os efeitos de alteração de pH e microbiota (contagem de Bifidobacterium e Lactobacillus) no intestino grosso de ratas Wistar após o consumo dos oligossacarídeos não digeríveis (ONDs) FOS e GOS. Foram confeccionadas quatro dietas baseadas na AIN93G para roedores utilizando os ONDs em substituição parcial à sacarose para os grupos experimentais. Desta forma, o experimento contou com quatro grupos experimentais, sendo: grupo Controle, grupo FOS, grupo GOS e grupo FOS + GOS. O ensaio biológico contou com 32 animais divididos em grupos de 8 animais cada, mantidos em gaiolas separadas, sob ciclo claro/escuro de 12 horas, com temperatura e umidade controladas, durante o período de 90 dias. O consumo de dieta e o ganho de peso foram monitorados. Ao final do experimento, os animais foram sacrificados por decapitação, seu ceco retirado para coleta de material para análises posteriores de pH e microbiota intestinal. A análise de pH foi realizada por meio de peagômetro digital (TEC 5MP, Tecnal) e a análise de microbiota, a partir de diluições do conteúdo fecal e inoculação em meios de cultura específicos. Todas as placas foram incubadas em câmaras de anaerobiose contendo sistema gerador de anaerobiose Anaerogen (Oxoid Ltd., Basingstoke, Hampshire, England) durante 24 - 48 horas a 37°C. Os resultados foram e xpressos na forma do logaritmo decimal das unidades formadoras de colônia/g material (Log10 UFC). Para a análise estatística, foi utilizado o software GraphPad Prism 5.0. A análise de variância (ANOVA) foi realizada e os dados paramétricos foram analisados por meio do teste de Tukey, a 5% de significância e os não paramétricos por teste de Dunnett. Os resultados obtidos demonstraram um abaixamento do pH intestinal nos grupos que consumiram FOS e FOS + GOS e aumento da contagem de Bifidobacterium no conteúdo cecal dos grupos FOS, GOS e FOS + GOS e aumento de Lactobacillus dos grupos FOS e FOS + GOS / Abstract: Many studies have shown that consumption of galactooligosaccharide (GOS) and fructooligosaccharides (FOS) can bring significant benefits to health. NDC are used as substrate by intestinal bacteria, especially bifidobacteria, as these compounds are resistance to digestion. The aim of this study was to evaluate the effects in pH and microbiota (specifically for Lactobacillus and Bifidobacterium growth) in the large intestine of Wistar rats after consumption of non-digestible oligosaccharides (NDOs) FOS and GOS. Four different diets were produced, based on the AIN93G formula for rodents, using NDOs in partial replacement of sucrose by prebiotics FOS and GOS for the experimental groups. Thus, the experiment had four experimental groups, as described: Control group, FOS group, GOS group and FOS + GOS group. For the 'in vivo¿ experiment, the 32 animals were divided into groups of 8 animals each. The rats were kept in separate cages under light / dark cycles of 12 hours, with controlled temperature and humidity during 90 days. The diet consumption and weight gain were monitored. At the end of the experiment, the animals were killed by decapitation, their cecum removed to collect material for further analysis of pH and intestinal microbiota. The pH analysis was performed using digital pH meter (TEC 5MP Tecnal) and analysis of microbiota from dilutions of fecal contents and inoculation on specific culture media. All plates were incubated in anaerobic chambers containing anaerobic generation system Anaerogen (Oxoid Ltd., Basingstoke, Hampshire, England) for 24-48 hours at 37 °C. The results were expressed as the logarithm of colony forming units / g material (Log10 CFU). For statistical analysis, GraphPad Prism 5.0 was used. The analysis of variance (ANOVA) was performed and parametric data were analyzed using the Tukey test at 5% significance and the nonparametric by Dunnett's test. The results showed a lowering of intestinal pH in the groups consuming FOS and FOS + GOS and increased count of Bifidobacterium in the cecal contents of the groups FOS, GOS and FOS + GOS and increase of Lactobacillus in the groups FOS and FOS + GOS / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição