Submitted by ARIADNE MAGALHÃES CARNEIRO (ariadnemagcar@hotmail.com) on 2018-06-17T22:48:50Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Ariadne Magalhães Carneiro Versão Corrigida 4.pdf: 2192618 bytes, checksum: 14dd0c6daab475134d8c57af4f4d517f (MD5) / Approved for entry into archive by Sulamita Selma C Colnago null (sulamita@btu.unesp.br) on 2018-06-18T20:32:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 carneiro_am_me_bot.pdf: 2192618 bytes, checksum: 14dd0c6daab475134d8c57af4f4d517f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-18T20:32:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 carneiro_am_me_bot.pdf: 2192618 bytes, checksum: 14dd0c6daab475134d8c57af4f4d517f (MD5) Previous issue date: 2018-04-19 / Aproximadamente 3,7 x 109 toneladas de resíduos agrícolas são produzidos anualmente no mundo. Por ser uma das grandes potências agrícolas atualmente, grandes quantidades de resíduos agrícolas são geradas constantemente no Brasil. Uma das principais culturas produzidas no país é a soja. Além de seu uso na pecuária, utilizada na alimentação animal, assim como para alimentação humana, a soja desperta grande interesse do ponto de vista farmacológico, por ser uma das principais fontes de isoflavonas, uma forma de fitoestrogênio, sendo umas das espécies listadas na RENISUS. Este trabalho teve como objetivo investigar o perfil químico dos resíduos provenientes da cultura da soja (caules, folhas e vagens) por meio de uma abordagem analítica verde. Os extratos foram obtidos em triplicata por maceração dinâmica a 30 °C, com acetona e etanol, com e sem adição de ácido. O solvente acetonitrila foi utilizado como solvente de referência, pois é comumente empregado tanto para a extração como para a separação de isoflavonas presentes em grãos de soja. Os extratos foram analisados por cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a um espectrofotômetro de untravioleta/visível (HPLC-PAD/UV) e a comparação da eficiência de extração entre os solventes testados foi feita com base em número total de picos, área total sob os picos e rendimento da extração. Os solventes verdes etanol e acetona mostraram-se mais eficientes do que o solvente de referência acetonitrila. Posteriormente, uma estratégia de identificação de compostos em mistura, baseada em dados obtidos por cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a espectrometria de massas de alta resolução (HPLC-PDA/UV-ESI/TOF/MS) e em dados quimiotaxonômicos foi empregada. Foram identificadas as isoflavonas não glicosiladas daidzeína, genisteína e gliciteína, além da flavona apigenina, em resíduos de cultura de soja. Este trabalho sugere que isoflavonas e outros flavonóides poderiam ser obtidos de resíduos agrícolas da cultura de soja, amplamente disponíveis mundialmente, por meio de tecnologias verdes de extração e de análise. / Approximately 3.7 x 109 tonnes of agricultural waste is produced annually in the world. Because it is one of the great agricultural powers today, large amounts of agricultural residues are constantly generated in Brazil. One of the main crops produced in the country is soy. In addition to its use in livestock and human nutrition, the soybean awakes great interest from the pharmacological point of view, being one of the main sources of isoflavones, a form of phytoestrogen, being one of the species listed in RENISUS. The objective of this work was to investigate the chemical profile of residues from soybean (shoots, leaves and pods) using a green analytical approach. The extracts were obtained in triplicate by dynamic maceration at 30 ° C, with acetone and ethanol, with and without acid addition. The solvent acetonitrile was used as reference solvent, since it is commonly used both for the extraction and the separation of isoflavones present in soybean grains. The extracts were analyzed by high performance liquid chromatography coupled to an untraviolet/visible spectrophotometer (HPLC-PAD/UV) and the comparison of the extraction efficiency among the solvents tested was done based on total number of peaks, total area under peaks and extraction yield. The green solvents ethanol and acetone were more efficient than the reference solvent acetonitrile. Subsequently, a strategy for the identification of compounds in mixture, based on data obtained by high performance liquid chromatography coupled to high resolution mass spectrometry (HPLC-PDA/UV-ESI/TOF/MS) and chemotaxonomic data was used. The non-glycosylated isoflavones daidzein, genistein and glycitein, as well as flavone apigenin, were identified in soybean residue. This work suggests that isoflavones and other flavonoids could be obtained from soybean crop residues widely available worldwide through green extraction and analysis technologies.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Marcetia macrophylla à um planta endÃmica da Bahia pertencente à famÃlia Melastomataceae. O extrato hidroalcoÃlico das folhas de M. macrophylla foi submetido a sucessivas cromatografias resultando no isolamento e identificaÃÃo de seis metabÃlitos secundÃrios: o triterpeno esqualeno, a mistura esteroidal β-sitosterol e estigmasterol, o flavonÃide quercetina, a isoflavona 4â,5,7-trihidroxi-6,8-dimetilisoflavona e o derivado do Ãcido gÃlico, galato de etila. Os metabÃlitos foram isolados atravÃs de mÃtodos cromatogrÃficos clÃssicos, tais como: cromatografia de adsorÃÃo em coluna, partiÃÃo lÃquido-lÃquido e cromatografia de exclusÃo. A elucidaÃÃo estrutural foi efetuada atravÃs dos mÃtodos espectroscÃpicos IV, EM e RMN 1H e 13C, uni e bidimensional, e comparaÃÃo com os dados descritos na literatura. Este à o primeiro relato do estudo fitoquÃmico de M. macrophylla. / Marcetia macrophylla is an endemic plant of Bahia belonging to the Melastomataceae family. The hydroalcoholic extract of Marcetia macrophylla leaves was subjected to successive chromatographic analysis to afford six secondary metabolites: the triterpene squalene, the steroidal mixture of β-sitosterol and stigmasterol, the flavonoid quercetin,the isoflavone 4',5,7-trihydroxy-6,8-dimethylisoflavone and the gallic acid derived, ethyl gallate. The metabolites were isolated by conventional chromatographic methods such as adsorption column chromatography, liquid-liquid partition and exclusionchromatography. The identification of these compounds was possible by IR, MS and 1H and 13C NMR, uni and bidimensinal, and comparison with literature data. This is the first report of phytochemical studies of Marcetia macrophylla.

Orientador: Maria Carolina de Azevedo Ferreira de Souza / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-08T15:12:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Amaral_VeraMariaGurgeldo_M.pdf: 339343 bytes, checksum: d0e5fcb14b182b9f429dd11e83060dc4 (MD5) Previous issue date: 2006 / Mestrado / Gestão da Qualidade Total / Mestre Profissional em Engenharia Mecanica

In wissenschaftlichen wie auch in öffentlichen Kreisen wird kontrovers diskutiert, ob durch die Aufnahme von hormonell aktiven Substanzen aus Nahrungs‐ oder Nahrungsergänzungsmitteln mit positiven oder negativen Einflüssen auf die menschliche Gesundheit und Lebensqualität zu rechnen ist. Das Interesse an solchen Substanzen ist in den letzten Jahren permanent gewachsen, und der Markt erhielt einen zusätzlichen Zulauf, als Studien zeigten, dass die klassische Hormonersatztherapie für postmenopausale Frauen aus Östrogen‐Progestagen‐Kombinationen mit einem erhöhten Risiko für hormonabhängige Krebsarten wie Brust‐ oder Endometriumskarzinomen verbunden ist. Demgegenüber implizieren epidemiologische Beobachtungen aus ostasiatischen Ländern, dass die Aufnahme sojareicher Nahrung mit einer verringerten Inzidenz für diese hormonabhängigen Krebsarten korreliert zu sein scheint. Stofflich betrachtet stehen in diesem Zusammenhang Isoflavone wie Genistein und Daidzein, die in großen Mengen z. B. in Sojabohnen vorkommen, im Fokus des wissenschaftlichen Interesses. Eine Vielzahl von in vitro und in vivo Studien ergab für Isoflavone ein heterogenes Wirkspektrum. Neben hormonellen Wirkungen wie schwach östrogenen bzw. antiöstrogenen Eigenschaften, sind ebenfalls eine Reihe nicht‐hormoneller Wirkungen, wie beispielsweise antioxidative Eigenschaften oder die Fähigkeit zur Hemmung von Tyrosinkinasen, beschrieben. Trotz der hohen Anzahl an Studien zu Isoflavonen ist immer noch unklar wie valide die Beobachtungen beim Menschen sind, da ihre Langzeitwirkungen experimentell kaum untersucht sind. Daher war es das Ziel dieser Arbeit, zur Aufklärung der Langzeitwirkung von Isoflavonen als Nahrungsbestandteile und damit zum Verständnis ihrer Wirkmechanismen beizutragen, um anschließend mit den erzielten Resultaten die Risikobewertung dieser Substanzklasse zu optimieren. Zu diesem Zweck wurden in einem generationsübergreifenden Fütterungsexperiment die Einflüsse eines sojabasierten Futters mit denen eines, mit isoliertem Genistein supplementierten, Futters verglichen und anschließend denen eines phytoöstrogenfreien Futters gegenüber gestellt. Sowohl in juvenilen als auch adulten Ratten wurden die gewebespezifischen, physiologischen und molekularen Antworten des Uterus evaluiert. In einer zusätzlichen Studie sollte zudem geklärt werden, inwieweit Gestagene die genistein‐ bzw. östrogenregulierten Prozesse im Uterus adulter ovariektomierter Ratten zu modulieren vermögen. Anhand etablierter molekularbiologischer Methoden zur Gen‐ (qPCR) und Proteinexpression (Western Blot), aber auch durch neu zu etablierende immunohistochemische Analysen wurden diverse physiologische (z. B. Körpergewicht, Futteraufnahme, spezifische Organgewichte) und molekulare Marker (z. B. uterine Markergene für Östrogenität oder Proliferation) analysiert und untereinander verglichen. Bei der Betrachtung der Ergebnisse wird deutlich, dass die lebenslange, kontinuierliche Isoflavonexposition der Mütter während fetaler und pränataler Entwicklungsphasen unterschiedliche gewebespezifische Effekte in juvenilen und adulten Weibchen der Tochtergeneration auslöst. Während auf der einen Seite die bereits in utero begonnene Exposition mit Genistein in juvenilen Tieren in einer relativ starken Uterotrophie sowie östrogenen Effekten hinsichtlich der Expressionsmuster einiger Markergene resultiert, zeigt Genistein in den gleichen Tieren andererseits auch Eigenschaften die als antiproliferativ und antiöstrogen zu bewerten sind. Interessanterweise sind diese Effekte im adulten Organismus anschließend nicht mehr nachweisbar. Des Weiteren zeigen unsere Untersuchungen, dass die Östrogenresponsivität des juvenilen Uterus nicht durch diätetische Isoflavone modifiziert wird. Genistein wirkt in diesen Tieren als Östrogenrezeptor β Partialagonist, wobei das antiproliferative sowie antiöstrogene Potenzial erst in hohen Konzentrationen erkennbar wird. Im Gegensatz zum juvenilen zeigt sich im adulten Uterus eine erheblich gesteigerte Östrogenresponsivität infolge der lebenslangen, kontinuierlichen und bereits in utero begonnenen Isoflavon‐ bzw. Genisteinexposition. Diese Tiere reagieren mit dramatisch erhöhten Uterusfeuchtgewichten auf Östrogenrezeptor α vermittelte östrogene Stimuli. Bemerkenswerterweise sind diese stark erhöhten Uterusfeuchtgewichte jedoch nicht auf vermehrte Proliferation, sondern auf eine gesteigerte Einlagerung von Luminalflüssigkeit zurückzuführen. Analysen zur Genexpression von Aquaporinen deuten zwar auf östrogenabhängige Mechanismen hin, jedoch konnte kein direkter Bezug zur chronischen Isoflavon‐ bzw. Genisteinexposition nachgewiesen werden. Wie schon in den Untersuchungen am juvenilen Uterus beobachtet, vermittelt Genistein auch im adulten Uterus seine molekularen Wirkungen als tendenzieller Östrogenrezeptor β‐selektiver Partialagonist. Unsere Analysen der Expression spezifischer uteriner Markergene legen darüber hinaus die Vermutung nahe, dass Genistein seine molekularen Wirkungen präferenziell über den klassischen ERE‐abhängigen Signalweg vermittelt, da durch Genistein besonders Gene reguliert werden, die diese Transkriptionsfaktor Bindungsstellen in der Promotorregion besitzen. Die Rolle von Gestagenen bei genisteinregulierten Prozessen im Uterus ist nicht ganz klar. Während unsere Ergebnisse zeigen, dass Progesteron in einem kurzfristigen dreitägigen experimentellen Design, unabhängig von der Ab‐ bzw. Anwesenheit von 17β‐Östradiol, kaum einen Einfluss auf genisteinregulierte Prozesse hat, legen die Ergebnisse unserer längerfristigen Experimente hingegen die Vermutung nahe, dass Gestagene die chronischen Effekte von Isoflavonen modulieren können. Schlussfolgernd kann anhand unserer Studien festgehalten werden, dass die molekularen Wirkungen von Genistein stark von Faktoren wie der Expositionsdauer, der Expositionskonzentration sowie dem Alter des Organismus abhängen. Unsere Daten zeigen eindeutig, dass eine traditionelle sojabasierte ostasiatische Diät in keiner Weise mit einer, durch isolierte Isoflavone supplementierten, westlichen Diät gleichzusetzen ist. Des Weiteren konnten wir im Rahmen dieser Arbeit zeigen, dass die Exposition mit diätetischen Isoflavonen während der Embryogenese einen lebenslangen Einfluss auf die Nachkommen hat, indem die östrogenresponsivität dieser Individuen massiv beeinflusst wird.

Isoflavonas são substâncias fenólicas conhecidas por promoverem diversos efeitos benéficos à pele. Na soja, esses compostos são essencialmente encontrados nas formas glicosiladas. No entanto, as atividades biológicas são principalmente relacionadas com as suas formas agliconas. A presente tese teve como principal objetivo a obtenção de uma fração enriquecida em isoflavonas agliconas e a sua incorporação em formulações tópicas visando o aumento da retenção cutânea de tais compostos. Para tanto, foi realizada primeiramente a extração de soja em meio hidroetanólico seguida de processo clássico hidrolítico (hidrólise ácida) para obtenção das formas livres das isoflavonas. O extrato obtido foi avaliado por um método cromatográfico de ultraeficiência, o qual foi desenvolvido e validado para a determinação quantitativa das isoflavonas agliconas (IA), bem como para avaliação das principais impurezas furânicas formadas. O método mostrou-se específico, linear, preciso, robusto e exato para a quantificação das IA daidzeína, gliciteína e genisteína, e para a quantificação das impurezas hidroximetilfurfural (HMF) e etoximetilfurfural (EMF). Além disso, o método foi concomitantemente validado para a quantificação das IA em diferentes matrizes analíticas e bioanalíticas visando estudos de desenvolvimento de produtos tópicos e estudos de permeação/retenção cutânea. Devido à toxicidade relatada na literatura para o HMF, o presente estudo investigou in vitro o potencial genotóxico e mutagênico do EMF, principal impureza formada após degradação ácida dos açúcares presentes no extrato hidroetanólico de soja. O EMF apresentou potencial genotóxico em linhagem celular do tipo HepG2 nas concentrações próximas ao teor encontrado no extrato. Devido a isso, foi realizada uma investigação de métodos alternativos ao da hidrólise ácida visando à obtenção das IA da soja sem a presença de HMF e EMF, e facilitando, desta forma, os processos de purificação até uma fração enriquecida em IA. Para tanto, foram realizadas otimizações de processos hidrolíticos mais seletivos, tais como hidrólise enzimática com β-glicosidase e fermentação com Saccharomyces cerevisiae. Os processos foram primeiramente avaliados por desenho experimental de Plackett-Burman para determinação dos principais fatores que podem influenciar durante os bioprocessos hidrolíticos. Posteriormente, os métodos foram otimizados por meio de desenho experimental de Box-Behnken. Destaca-se que os processos foram realizados com um extrato equivalente ao extraído de 1,0 g de soja desengordurada. Para o método enzimático, as condições ótimas de processo compreenderam 838 unidades de β-glicosidase, em pH 6.0, durante 4,5 h à 37 ºC. Para o método fermentativo, as condições ótimas de processo hidrolítico compreenderam 1500 mg de fermento comercial contendo Saccharomyces cerevisiae, em pH 7.6, durante 24 h à 33 ºC. Os extratos foram avaliados quanto ao teor de IA, sempre realizando a sua comparação com um extrato não hidrolisado (controle negativo) e com um extrato hidrolisado pela via ácida (controle positivo). O teor de IA após hidrólise enzimática foi estatisticamente semelhante ao controle positivo. No entanto, o processo de fermentação não permitiu completa hidrólise das isoflavonas, sendo necessária a realização de um processo adicional de hidrólise ácida ao final do processo fermentativo. Todos os extratos hidrolisados, ou seja, os obtidos pelas vias ácida, enzimática, fermentativa, fermentativa+ácida, foram avaliados quanto à presença ou ausência de açúcares, compostos furânicos, triterpenos e saponinas. Além disso, todos passaram por processo de partição líquido-líquido com acetato de etila para obtenção de diferentes frações. A fração que apresentou maior pureza e que foi considerada a mais promissora para escalonamento de produção foi obtida após partição do extrato de soja hidrolisado pela via enzimática. Essa fração foi avaliada quanto ao seu potencial in vitro de proliferação de queratinócitos (HaCaT). Após 48 h de tratamento celular, os resultados demonstraram que a fração na concentração de 0,1 μg de IA/mL foi considerada não citotóxica para as células e apresentou promissora atividade proliferativa de queratinócitos. Desta forma, tal fração foi escolhida para ser incorporada em nanoemulsões visando uma futura aplicação tópica durante processos regenerativos de tecidos cutâneos. As formulações foram espessadas, ou não, até hidrogéis de ácido hialurônico. Por fim, foi realizada a avaliação da capacidade de permeação/retenção cutânea das IA a partir das formulações utilizando modelo experimental in vitro com pele de orelha suína. Tanto as nanoemulsões quanto os hidrogéis demonstraram ser promissores sistemas de liberação das IA na pele, aumentando sua retenção em camadas cutâneas consideradas importantes para exercerem seus efeitos benéficos. / Isoflavones are phenolic compounds that promote several benefic effects on the skin. In soybeans, these substances are present in different chemical conformations, mostly as glycoside conjugates. However, the beneficial activities are mainly credited to their aglycone forms. The main goal of this study was the production of an isoflavone aglycone-rich fraction to be incorportated into topical products intended to increase the skin retention of isoflavone aglycones (IA). For that, firstly it was performed a soybean extraction in a hydroethanolic media followed by a classical hydrolysis procedure (acid hydrolysis) to breakdown the conjugated forms until their respective aglycones. To analyze the obtained extract, an ultra-fast liquid chromatography method was developed and validated. The method showed to be specific, linear, precise, robust and accurate for quantification of daidzein, glycitein and genistein, as well as for hydroxymethylfurfural (HMF) and ethoxymethylfurfural (EMF), the main impurities present in the acid hydrolyzed extract. Besides, the method was concomitantly validated for determination of IA in different analytical and bioanalytical matrices during development of topical products and permeation/retention assays. Due to the well-documented toxicity of HMF, this study also investigated in vitro the genotoxic and mutagenic potential of EMF, a sugar degradation product formed after acid hydrolysis of soybean extract. EMF showed to be genotoxic for HepG2 cells at concentrations very close to those present in the extract. So, alternative hydrolysis methods were carried out aiming to obtain the IA from soybeans without the presence of HMF and EMF, and thus facilitating the processes of purification until new IA-rich fractions. For that, procedures with more selectivity properties were accomplished, such as enzymatic hydrolysis with β-glucosidase and fermentation with Saccharomyces cerevisiae. These methods were firstly evaluated by a Plackett-Burman design, to screen the main factors that could be influencing during the hydrolysis of isoflavones present in soybean extract. Further, the methods were optimized by Box-Behnken design. It is important to highpoint that the processes were always carried out with a sample corresponding to the extracted from 1.0 g of defatted soybeans. The highest IA content was achieved under the optimal conditions: enzymatic hydrolysis with 838 units of β-glucosidase, during 4.5 h at pH 6.0 and 37 ºC, or fermentative process with 1500 mg of commercial bakery yeast (Saccharomyces cerevisiae) during 24 h at pH 7.6 and 33 ºC. The extracts were investigated to evaluate the IA content, and the results were always compared with a non-hydrolyzed extract (negative control) and with an acid hydrolyzed extract (positive control). The IA amount after enzymatic hydrolysis was statistically similar than positive control. However, the fermentation did not hydrolyze completely the isoflavones, being necessary an additional acid hydrolysis at end of fermentative process. The extracts obtained by acid, enzymatic, fermentative and fermentative+acid processes were investigated to analyze the presence or absence of sugars, furanic compounds, triterpenes and saponins. Besides, all of them were partitioned with ethyl acetate to obtain IA-rich fractions. The most pure and easily achieved fraction was the one obtained from enzymatic hydrolyzed extract. This fraction was examined to explore its in vitro proliferation ability in keratinocytes cells (HaCaT). After 48 h of cellular treatment, the results showed that the fraction at 0,1 μg de IA/mL was considered non-cytotoxic for cells, and showed a promising proliferative activity. Therefore, this fraction was chosen to be incorporated in nanoemulsions viewing a future topic application during regenerative processes of skin. Moreover, the formulations were thickened, or not, until hyaluronic acid hydrogels. Lastly, it was performed the skin permeation/retention evaluation for IA from formulations using an in vitro experimental model with porcine ear skin. Both nanoemulsions and hydrogels were considered as promisor delivery systems for IA, increasing their retention in skin layers (epidermis and dermis).

A soja (Glycine max) contém uma variedade de compostos com comprovada atividade biológica, tais como as isoflavonas, que estão presentes em diferentes formas, glicosiladas e agliconas. Além disso, a soja contém uma grande quantidade de proteínas, que são consideradas fontes de peptídeos bioativos. As isoflavonas agliconas, daidzeína e genisteína, possuem maior atividade antioxidante que as glicosiladas, daidzina e genistina. No entanto, os grãos de soja são ricos nas formas glicosiladas das isoflavonas. Estudos mostram que a biotransformação da soja, por micro-organismos e enzimas, leva ao aumento dos teores das isoflavonas agliconas, as quais são liberadas pela ação de enzimas -glicosidases, que clivam as ligações -glicosídicas das isoflavonas glicosiladas, e também pode possibilitar a hidrólise das proteínas da soja. Além disso, pesquisadores têm demonstrado aumento na atividade antioxidante e na prevenção e/ou supressão de certos cânceres após biotransformação da soja. Neste contexto, foi realizada a biotransformação da soja pelo fungo A. awamori, e por uma mistura enzimática, proveniente do processo fermentativo deste fungo na soja. Os extratos da soja biotransformada, não biotransformada, e o extrato comercial isoflavin beta®, rico em isoflavonas, foram avaliados quanto aos perfis cromatográficos, teores de daidzeína, genisteína, proteínas, aminoácidos e/ou peptídeos, potencial antioxidante e atividade citotóxica frente a células de fibroblasto e melanoma. O modo de morte celular das células de melanoma, necrose ou apoptose, também foi avaliado. A biotransformação da soja, pelos dois processos, resultou em extratos enriquecidos com isoflavonas agliconas e aminoácidos e/ou peptídeos, e com maior atividade antioxidante que o extrato da soja não biotransformada. Os dois processos de biotransformação da soja resultaram em extratos com características químicas e biológicas diferentes. O conteúdo de daidzeína, proteínas, aminoácidos e/ou peptídeos encontrados no extrato da soja biotransformada pelo fungo foram 6%, 56% e 357%, respectivamente, superiores ao extrato da soja biotransformada pela mistura enzimática. Ao contrário do observado para o teor de genisteína que foi 48% maior no extrato da soja biotransformada pela mistura enzimática. O extrato da soja biotransformada pelo fungo apresentou maior atividade antioxidante que o extrato da soja biotransformada pela mistura enzimática, além disso, foi o único dos extratos aqui estudados que apresentou citotoxicidade seletiva para as células de melanoma, induzindo morte celular por apoptose destas células cancerosas. Sendo assim, os resultados obtidos pelo extrato da soja biotransformada pelo fungo A. awamori fornecem boas perspectivas para futura utilização deste extrato como antitumoral. / Soybean (Glycine max) contains a variety of compounds with proven biological activity, such as isoflavones, which are present in different forms, glycosides and aglycones. In addition, soybean contains a lot of proteins, which are considered sources of bioactive peptides. The aglycone isoflavones, daidzein and genistein, have higher antioxidant activity than the glucoside ones, daidzin and genistin. However, soybean grains are rich in the glycosylated forms of isoflavones. Studies have shown that the soybean biotransformation, by microorganisms and enzymes, lead to increased levels of aglycone isoflavones, which are released by the action of -glycosidase enzymes, which cleave the -glycosidic bonds of isoflavone glucosides, and can also allow the hydrolysis of soybean proteins. Additionally, researchers have shown an increase in the antioxidant activity and in the prevention and/or suppression of certain cancers after soybean biotransformation. In this context, it was performed the biotransformation of soybeans with the fungus A. awamori, and with an enzyme mixture, from the fermentation process of the fungus in soybean. The biotransformed, the non biotransformed soybean extracts and the marketed isoflavin beta® extract rich in isoflavones, were evaluated regarding their chromatographic profiles, levels of daidzein, genistein, proteins, amino acids and/or peptides, the antioxidant potential and the cytotoxic activity against melanoma cells and fibroblasts. The mode of cell death of melanoma cells, necrosis or apoptosis, was also evaluated. The biotransformation of soybean by the two processes resulted in extracts enriched with aglycone isoflavones and aminoacids and/or peptides, and with antioxidant activity higher than the non biotransformed soybean extract. The two processes of soybean biotransformation resulted in extracts with different chemical and biological characteristics. The contents of daidzein, proteins, aminoacids and/or peptides found in soybean extract biotransformed by the fungus were 6%, 56% and 357%, respectively, higher than the soybeam extract biotransformed by the enzyme mixture. Contrary to what was observed with the genistein content that was 48% higher in the soybean extract biotransformed by the enzyme mixture. The soybean extract biotransformed by the fungus had a higher antioxidant activity than the soybean extract biotransformed by the enzyme mixture, moreover, it was the unique extract among the ones studied in this work that showed selective cytotoxicity to melanoma cells, inducing cell death by apoptosis of these cancer cells. Thus, the obtained results of the soybean extract biotransformed by the fungus A. awamori provide good prospects for future use of this extract as antitumoral.

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Isoflavonas são substâncias fenólicas conhecidas por promoverem diversos efeitos benéficos à pele. Na soja, esses compostos são essencialmente encontrados nas formas glicosiladas. No entanto, as atividades biológicas são principalmente relacionadas com as suas formas agliconas. A presente tese teve como principal objetivo a obtenção de uma fração enriquecida em isoflavonas agliconas e a sua incorporação em formulações tópicas visando o aumento da retenção cutânea de tais compostos. Para tanto, foi realizada primeiramente a extração de soja em meio hidroetanólico seguida de processo clássico hidrolítico (hidrólise ácida) para obtenção das formas livres das isoflavonas. O extrato obtido foi avaliado por um método cromatográfico de ultraeficiência, o qual foi desenvolvido e validado para a determinação quantitativa das isoflavonas agliconas (IA), bem como para avaliação das principais impurezas furânicas formadas. O método mostrou-se específico, linear, preciso, robusto e exato para a quantificação das IA daidzeína, gliciteína e genisteína, e para a quantificação das impurezas hidroximetilfurfural (HMF) e etoximetilfurfural (EMF). Além disso, o método foi concomitantemente validado para a quantificação das IA em diferentes matrizes analíticas e bioanalíticas visando estudos de desenvolvimento de produtos tópicos e estudos de permeação/retenção cutânea. Devido à toxicidade relatada na literatura para o HMF, o presente estudo investigou in vitro o potencial genotóxico e mutagênico do EMF, principal impureza formada após degradação ácida dos açúcares presentes no extrato hidroetanólico de soja. O EMF apresentou potencial genotóxico em linhagem celular do tipo HepG2 nas concentrações próximas ao teor encontrado no extrato. Devido a isso, foi realizada uma investigação de métodos alternativos ao da hidrólise ácida visando à obtenção das IA da soja sem a presença de HMF e EMF, e facilitando, desta forma, os processos de purificação até uma fração enriquecida em IA. Para tanto, foram realizadas otimizações de processos hidrolíticos mais seletivos, tais como hidrólise enzimática com β-glicosidase e fermentação com Saccharomyces cerevisiae. Os processos foram primeiramente avaliados por desenho experimental de Plackett-Burman para determinação dos principais fatores que podem influenciar durante os bioprocessos hidrolíticos. Posteriormente, os métodos foram otimizados por meio de desenho experimental de Box-Behnken. Destaca-se que os processos foram realizados com um extrato equivalente ao extraído de 1,0 g de soja desengordurada. Para o método enzimático, as condições ótimas de processo compreenderam 838 unidades de β-glicosidase, em pH 6.0, durante 4,5 h à 37 ºC. Para o método fermentativo, as condições ótimas de processo hidrolítico compreenderam 1500 mg de fermento comercial contendo Saccharomyces cerevisiae, em pH 7.6, durante 24 h à 33 ºC. Os extratos foram avaliados quanto ao teor de IA, sempre realizando a sua comparação com um extrato não hidrolisado (controle negativo) e com um extrato hidrolisado pela via ácida (controle positivo). O teor de IA após hidrólise enzimática foi estatisticamente semelhante ao controle positivo. No entanto, o processo de fermentação não permitiu completa hidrólise das isoflavonas, sendo necessária a realização de um processo adicional de hidrólise ácida ao final do processo fermentativo. Todos os extratos hidrolisados, ou seja, os obtidos pelas vias ácida, enzimática, fermentativa, fermentativa+ácida, foram avaliados quanto à presença ou ausência de açúcares, compostos furânicos, triterpenos e saponinas. Além disso, todos passaram por processo de partição líquido-líquido com acetato de etila para obtenção de diferentes frações. A fração que apresentou maior pureza e que foi considerada a mais promissora para escalonamento de produção foi obtida após partição do extrato de soja hidrolisado pela via enzimática. Essa fração foi avaliada quanto ao seu potencial in vitro de proliferação de queratinócitos (HaCaT). Após 48 h de tratamento celular, os resultados demonstraram que a fração na concentração de 0,1 μg de IA/mL foi considerada não citotóxica para as células e apresentou promissora atividade proliferativa de queratinócitos. Desta forma, tal fração foi escolhida para ser incorporada em nanoemulsões visando uma futura aplicação tópica durante processos regenerativos de tecidos cutâneos. As formulações foram espessadas, ou não, até hidrogéis de ácido hialurônico. Por fim, foi realizada a avaliação da capacidade de permeação/retenção cutânea das IA a partir das formulações utilizando modelo experimental in vitro com pele de orelha suína. Tanto as nanoemulsões quanto os hidrogéis demonstraram ser promissores sistemas de liberação das IA na pele, aumentando sua retenção em camadas cutâneas consideradas importantes para exercerem seus efeitos benéficos. / Isoflavones are phenolic compounds that promote several benefic effects on the skin. In soybeans, these substances are present in different chemical conformations, mostly as glycoside conjugates. However, the beneficial activities are mainly credited to their aglycone forms. The main goal of this study was the production of an isoflavone aglycone-rich fraction to be incorportated into topical products intended to increase the skin retention of isoflavone aglycones (IA). For that, firstly it was performed a soybean extraction in a hydroethanolic media followed by a classical hydrolysis procedure (acid hydrolysis) to breakdown the conjugated forms until their respective aglycones. To analyze the obtained extract, an ultra-fast liquid chromatography method was developed and validated. The method showed to be specific, linear, precise, robust and accurate for quantification of daidzein, glycitein and genistein, as well as for hydroxymethylfurfural (HMF) and ethoxymethylfurfural (EMF), the main impurities present in the acid hydrolyzed extract. Besides, the method was concomitantly validated for determination of IA in different analytical and bioanalytical matrices during development of topical products and permeation/retention assays. Due to the well-documented toxicity of HMF, this study also investigated in vitro the genotoxic and mutagenic potential of EMF, a sugar degradation product formed after acid hydrolysis of soybean extract. EMF showed to be genotoxic for HepG2 cells at concentrations very close to those present in the extract. So, alternative hydrolysis methods were carried out aiming to obtain the IA from soybeans without the presence of HMF and EMF, and thus facilitating the processes of purification until new IA-rich fractions. For that, procedures with more selectivity properties were accomplished, such as enzymatic hydrolysis with β-glucosidase and fermentation with Saccharomyces cerevisiae. These methods were firstly evaluated by a Plackett-Burman design, to screen the main factors that could be influencing during the hydrolysis of isoflavones present in soybean extract. Further, the methods were optimized by Box-Behnken design. It is important to highpoint that the processes were always carried out with a sample corresponding to the extracted from 1.0 g of defatted soybeans. The highest IA content was achieved under the optimal conditions: enzymatic hydrolysis with 838 units of β-glucosidase, during 4.5 h at pH 6.0 and 37 ºC, or fermentative process with 1500 mg of commercial bakery yeast (Saccharomyces cerevisiae) during 24 h at pH 7.6 and 33 ºC. The extracts were investigated to evaluate the IA content, and the results were always compared with a non-hydrolyzed extract (negative control) and with an acid hydrolyzed extract (positive control). The IA amount after enzymatic hydrolysis was statistically similar than positive control. However, the fermentation did not hydrolyze completely the isoflavones, being necessary an additional acid hydrolysis at end of fermentative process. The extracts obtained by acid, enzymatic, fermentative and fermentative+acid processes were investigated to analyze the presence or absence of sugars, furanic compounds, triterpenes and saponins. Besides, all of them were partitioned with ethyl acetate to obtain IA-rich fractions. The most pure and easily achieved fraction was the one obtained from enzymatic hydrolyzed extract. This fraction was examined to explore its in vitro proliferation ability in keratinocytes cells (HaCaT). After 48 h of cellular treatment, the results showed that the fraction at 0,1 μg de IA/mL was considered non-cytotoxic for cells, and showed a promising proliferative activity. Therefore, this fraction was chosen to be incorporated in nanoemulsions viewing a future topic application during regenerative processes of skin. Moreover, the formulations were thickened, or not, until hyaluronic acid hydrogels. Lastly, it was performed the skin permeation/retention evaluation for IA from formulations using an in vitro experimental model with porcine ear skin. Both nanoemulsions and hydrogels were considered as promisor delivery systems for IA, increasing their retention in skin layers (epidermis and dermis).

Isoflavonas são substâncias fenólicas conhecidas por promoverem diversos efeitos benéficos à pele. Na soja, esses compostos são essencialmente encontrados nas formas glicosiladas. No entanto, as atividades biológicas são principalmente relacionadas com as suas formas agliconas. A presente tese teve como principal objetivo a obtenção de uma fração enriquecida em isoflavonas agliconas e a sua incorporação em formulações tópicas visando o aumento da retenção cutânea de tais compostos. Para tanto, foi realizada primeiramente a extração de soja em meio hidroetanólico seguida de processo clássico hidrolítico (hidrólise ácida) para obtenção das formas livres das isoflavonas. O extrato obtido foi avaliado por um método cromatográfico de ultraeficiência, o qual foi desenvolvido e validado para a determinação quantitativa das isoflavonas agliconas (IA), bem como para avaliação das principais impurezas furânicas formadas. O método mostrou-se específico, linear, preciso, robusto e exato para a quantificação das IA daidzeína, gliciteína e genisteína, e para a quantificação das impurezas hidroximetilfurfural (HMF) e etoximetilfurfural (EMF). Além disso, o método foi concomitantemente validado para a quantificação das IA em diferentes matrizes analíticas e bioanalíticas visando estudos de desenvolvimento de produtos tópicos e estudos de permeação/retenção cutânea. Devido à toxicidade relatada na literatura para o HMF, o presente estudo investigou in vitro o potencial genotóxico e mutagênico do EMF, principal impureza formada após degradação ácida dos açúcares presentes no extrato hidroetanólico de soja. O EMF apresentou potencial genotóxico em linhagem celular do tipo HepG2 nas concentrações próximas ao teor encontrado no extrato. Devido a isso, foi realizada uma investigação de métodos alternativos ao da hidrólise ácida visando à obtenção das IA da soja sem a presença de HMF e EMF, e facilitando, desta forma, os processos de purificação até uma fração enriquecida em IA. Para tanto, foram realizadas otimizações de processos hidrolíticos mais seletivos, tais como hidrólise enzimática com β-glicosidase e fermentação com Saccharomyces cerevisiae. Os processos foram primeiramente avaliados por desenho experimental de Plackett-Burman para determinação dos principais fatores que podem influenciar durante os bioprocessos hidrolíticos. Posteriormente, os métodos foram otimizados por meio de desenho experimental de Box-Behnken. Destaca-se que os processos foram realizados com um extrato equivalente ao extraído de 1,0 g de soja desengordurada. Para o método enzimático, as condições ótimas de processo compreenderam 838 unidades de β-glicosidase, em pH 6.0, durante 4,5 h à 37 ºC. Para o método fermentativo, as condições ótimas de processo hidrolítico compreenderam 1500 mg de fermento comercial contendo Saccharomyces cerevisiae, em pH 7.6, durante 24 h à 33 ºC. Os extratos foram avaliados quanto ao teor de IA, sempre realizando a sua comparação com um extrato não hidrolisado (controle negativo) e com um extrato hidrolisado pela via ácida (controle positivo). O teor de IA após hidrólise enzimática foi estatisticamente semelhante ao controle positivo. No entanto, o processo de fermentação não permitiu completa hidrólise das isoflavonas, sendo necessária a realização de um processo adicional de hidrólise ácida ao final do processo fermentativo. Todos os extratos hidrolisados, ou seja, os obtidos pelas vias ácida, enzimática, fermentativa, fermentativa+ácida, foram avaliados quanto à presença ou ausência de açúcares, compostos furânicos, triterpenos e saponinas. Além disso, todos passaram por processo de partição líquido-líquido com acetato de etila para obtenção de diferentes frações. A fração que apresentou maior pureza e que foi considerada a mais promissora para escalonamento de produção foi obtida após partição do extrato de soja hidrolisado pela via enzimática. Essa fração foi avaliada quanto ao seu potencial in vitro de proliferação de queratinócitos (HaCaT). Após 48 h de tratamento celular, os resultados demonstraram que a fração na concentração de 0,1 μg de IA/mL foi considerada não citotóxica para as células e apresentou promissora atividade proliferativa de queratinócitos. Desta forma, tal fração foi escolhida para ser incorporada em nanoemulsões visando uma futura aplicação tópica durante processos regenerativos de tecidos cutâneos. As formulações foram espessadas, ou não, até hidrogéis de ácido hialurônico. Por fim, foi realizada a avaliação da capacidade de permeação/retenção cutânea das IA a partir das formulações utilizando modelo experimental in vitro com pele de orelha suína. Tanto as nanoemulsões quanto os hidrogéis demonstraram ser promissores sistemas de liberação das IA na pele, aumentando sua retenção em camadas cutâneas consideradas importantes para exercerem seus efeitos benéficos. / Isoflavones are phenolic compounds that promote several benefic effects on the skin. In soybeans, these substances are present in different chemical conformations, mostly as glycoside conjugates. However, the beneficial activities are mainly credited to their aglycone forms. The main goal of this study was the production of an isoflavone aglycone-rich fraction to be incorportated into topical products intended to increase the skin retention of isoflavone aglycones (IA). For that, firstly it was performed a soybean extraction in a hydroethanolic media followed by a classical hydrolysis procedure (acid hydrolysis) to breakdown the conjugated forms until their respective aglycones. To analyze the obtained extract, an ultra-fast liquid chromatography method was developed and validated. The method showed to be specific, linear, precise, robust and accurate for quantification of daidzein, glycitein and genistein, as well as for hydroxymethylfurfural (HMF) and ethoxymethylfurfural (EMF), the main impurities present in the acid hydrolyzed extract. Besides, the method was concomitantly validated for determination of IA in different analytical and bioanalytical matrices during development of topical products and permeation/retention assays. Due to the well-documented toxicity of HMF, this study also investigated in vitro the genotoxic and mutagenic potential of EMF, a sugar degradation product formed after acid hydrolysis of soybean extract. EMF showed to be genotoxic for HepG2 cells at concentrations very close to those present in the extract. So, alternative hydrolysis methods were carried out aiming to obtain the IA from soybeans without the presence of HMF and EMF, and thus facilitating the processes of purification until new IA-rich fractions. For that, procedures with more selectivity properties were accomplished, such as enzymatic hydrolysis with β-glucosidase and fermentation with Saccharomyces cerevisiae. These methods were firstly evaluated by a Plackett-Burman design, to screen the main factors that could be influencing during the hydrolysis of isoflavones present in soybean extract. Further, the methods were optimized by Box-Behnken design. It is important to highpoint that the processes were always carried out with a sample corresponding to the extracted from 1.0 g of defatted soybeans. The highest IA content was achieved under the optimal conditions: enzymatic hydrolysis with 838 units of β-glucosidase, during 4.5 h at pH 6.0 and 37 ºC, or fermentative process with 1500 mg of commercial bakery yeast (Saccharomyces cerevisiae) during 24 h at pH 7.6 and 33 ºC. The extracts were investigated to evaluate the IA content, and the results were always compared with a non-hydrolyzed extract (negative control) and with an acid hydrolyzed extract (positive control). The IA amount after enzymatic hydrolysis was statistically similar than positive control. However, the fermentation did not hydrolyze completely the isoflavones, being necessary an additional acid hydrolysis at end of fermentative process. The extracts obtained by acid, enzymatic, fermentative and fermentative+acid processes were investigated to analyze the presence or absence of sugars, furanic compounds, triterpenes and saponins. Besides, all of them were partitioned with ethyl acetate to obtain IA-rich fractions. The most pure and easily achieved fraction was the one obtained from enzymatic hydrolyzed extract. This fraction was examined to explore its in vitro proliferation ability in keratinocytes cells (HaCaT). After 48 h of cellular treatment, the results showed that the fraction at 0,1 μg de IA/mL was considered non-cytotoxic for cells, and showed a promising proliferative activity. Therefore, this fraction was chosen to be incorporated in nanoemulsions viewing a future topic application during regenerative processes of skin. Moreover, the formulations were thickened, or not, until hyaluronic acid hydrogels. Lastly, it was performed the skin permeation/retention evaluation for IA from formulations using an in vitro experimental model with porcine ear skin. Both nanoemulsions and hydrogels were considered as promisor delivery systems for IA, increasing their retention in skin layers (epidermis and dermis).

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Uma das prÃticas mais antigas no tratamento e na cura das enfermidades à sem dÃvida nenhuma, o uso dos produtos naturais, especialmente, os de origem vegetal. Atà o sÃculo XIX, os recursos terapÃuticos eram predominantemente constituÃdos pela utilizaÃÃo de partes das plantas e extratos vegetais. Com o avanÃo dos instrumentos cientÃficos e tecnolÃgicos se estabeleceu a tendÃncia de utilizaÃÃo das substÃncias ativas presentes nas plantas. Realizou-se a inve stigaÃÃo fitoquÃmica dos galhos e talos e das raÃzes de Macroptilium lathyroides. Esta espÃcie està inserida na subfamÃlia Papilionoideae da famÃlia Fabaceae. Do extrato em hexano dos talos e galhos foi isolada a mistura dos esterÃides sitosterol e estigmasterol (ML-1). Do extrato em hexano das raÃzes foram isolados a lasiodiplodina (ML-2) e a mistura dos esterÃides 6β-hidroxi-estigmast-4-en-3-ona e 6 β - hidroxi-estigmast-4,22-dien-3-ona (ML-3) e do extrato em acetato de etila das raÃzes foram isolados de-O-metil-lasiodiplodina (ML-4) e 4',5,7-triidroxiisoflavona (ML-5). Os compostos isolados foram identificados atravÃs dos mÃtodos espectroscÃpicos (IV, EM, RMN 1 H e RMN 13C), incluindo tÃcnicas bidimensionais (H MBC, HSQC e COSY) e comparaÃÃo com dados da literatura. Os extratos obtidos foram avaliados quanto à atividade larvicida sobre Aedes aegypti, mostrando-se, portanto, inativos. Este à o primeiro relato do estudo fitoquÃmico de Macroptilium lathyroides, bem como da investigaÃÃo da atividade larvicida dos extratos obtidos. / One of the oldest practices in the treatment a nd cure of diseases is undoubtedly the use of natural products, especially those of vegetable origin. Until the nineteenth century, the therapeutic resources were predominantly constituted by the use of plant parts and plant extracts. With the advancement of scientific and technological instruments that set the trend for the use of active substances in plants. In this work we present the phytochemical investigation of the branches and stems, and roots of Macroptilium lathyroides. This species is placed in the subfamily Papilionoideae of the Fabaceae family. The mixture of steroids sitosterol and stigmasterol (ML-1) was isolated from hexane extract of stems and branches. Lasiodiplodina (ML-2) and the mixture of steroid 6 β -hydroxy-4-stigmasta en-3-one and 6 β - hydroxy-4-stigmasta 4,22-dien-3-one (ML -3) were isolated from hexane extract of the roots and from the ethyl acetate extract of the roots were isolated de-O-methyl-lasiodiplodina (ML-4) and 4 ',5,7-triidroxiisoflavona (ML-5). The isolated compounds were identified by spectroscopic methods (IR, MS, 1H and 13C NMR), including two-dimensional techniques (HMBC, HSQC, COSY), and comparison with spectral data in the literature. The extracts were evaluated for larvicidal activity against Aedes aegypti, showing, therefore, inactive. This is the first report on the phytochemical study of Macroptilium lathyroides, as well as research larvicidal activity of the extracts.