Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-08-01T04:15:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2017 / Abstract : Wheat is worldwide utilized as a food grain since the late Stone Age and cultivated since 5000 b.c.. From wheat flour a diversity of baked products can be made because the unique ability of form a viscoelastic dough, characteristic controlled mainly by gluten proteins. Gluten proteins are among the most complex protein networks in nature due to numerous different components and distinct size, and due to variability caused by genotype, growing conditions and technological processes. On the other hand, Celiac disease (CD), the most common wheat intolerance worldwide, is a complex immune-mediated disease trigged by gluten ingestion. Assume a strictly gluten-free diet represents the only effective medical treatment for CD patients. On the other hand, treatments that involve time, temperature and pressure can change protein structure. The heat treatments can affect technological properties and reduce the allergenicity to varying extents in wheat flours and breads. Also, nowadays, there is growing interest in ancient wheats, such as einkorn, emmer, Khorasan (Kamut), faro, and spelt because might these varieties could be nontoxic to celiac and helthier than modern wheat. The aim of this project was to study the effect of wheat treatment and the different varieties of wheat on the gluten proteins and the implications in the immune response in vitro. This work was divided in 3 parts. I ? Brazilian commercial wheat flour was subjected to to spray drying, oven heating, ultrasound and microwave radiation. Solubility, monomeric and polymeric proteins and glutenin and gliadin profile were analyzed. Also, digestibility and the amount of potential celiac disease immune stimulatory epitopes were measured with the R5 monoclonal antibody and G12 ELISA assays. Heat treatment leads to unfolding of peptide chains, changes in hydrophobicity and susceptibility to the action of proteolytic enzymes. The treatments affected solubility, and with exception of ultrasound, all treatment showed low solubility of polymercis and monomerics proteins. Also, treatments affected glutenins and gliadins profile, the amount of the HMW-GS (High Molecular Weigh ? glutenin) decrease after spray-dry, oven and extrusion and the amount of the LMW-GS (Low Molecular Weigh ? glutenin) decrease too after spray-drying, microwave, oven and extrusion. Wheareas for gliadin, the amount of ?-gliadin increase after spra-drying and ultrasound treatments, and the amount of a/ß- gliadin decrease after all treatments, while the treatment to do not affected ?-gliadins amount. Also, digestibility decrease after spray-dryier and ultrasound. This changes with decrease of solubility and changes in profile of proteins is results of rearrange of proteins during the treatments, resulting in a higher complex structure. And, finally, the potential celiac disease immune stimulatory epitopes were measured, and showed lower amount after spray-drying treatment by R5 monoclonal antibody and lower amounts after spray-drying and microwave treatment by G12 ELISA test in relation to control flour. At last, even with the alteration on the gluten structure and complexicity, these changes do not allow to produce a safe product to celiacs, the amount of the potential celiac disease immune stimulatory epitopes still were too high. II ? Modern and ancients? wheat varieties are being tested against anti-Gliadin antibody. If aim to found a wheat nontoxic to celiacs, we tested pools of different wheats varieties, two of them with AA genome - T. monococcum ssp monococcum and T. urartu. Due agronomical caracteristic and comercial appeal, we used five T. turgidum wheat variety as follow: T. turgidum ssp durum (AABB), T. turgidum ssp polonicum (AABB), T. turgidum ssp turgidum (AABB) and T. turgidum ssp turanicum (AABB). All wheat flours were extracted, purified, separated using 2D gel eletrophoresis, stained with Comassie blue or were run a western blot with Gliadin antibody and Skeritt antibodies, and pictures of them were overlapping. All wheat varieties tested contained gluten proteins recognized by anti-gluten Skerritt and Gliadin antibodies related to T-cell stimulatory epitopes, at distinct levels. Einkorn and durum species tested here differ in toxicity depending on the sub-species. Eikorn tested showed higher immunogenicity that durum varaities. So, it is not safe for all celiacs to consume the wheat varieties tested, that include ancients? varieties. III - Additionally, this study verified if food products commercialized in Brazil were correctly labeled in relation to the presence or absence of gluten by using the ELISA R5 method. In relation to products sold in Brazil, the results show for the celiac population that companies are testing their food products to verify if labeling is correct to provide products that are safe and to accurately identify potential gluten levels. However, if 89% of gluten-free food products are correctly labeled, this means that 11% represent a risk for the health of the celiac population. To improve this amount, routine auditing is necessary to verify the correct labeling about gluten in food products and adopt good manufacturing practices. Brazil is becoming a global economic player, so it is important to be aligned with global legislation concerning gluten presence and ensure that the label can be trusted. This results in greater confidence in both the global market and consumers and represents one more step toward health maintenance for celiacs.<br> / Introdução: O glúten é uma proteína encontrada nos grãos de trigo, centeio e cevada. Neste trabalho, considerar-se-á o trigo como a fonte de glúten, pelo fato desta matéria prima ser amplamente utilizada tecnologicamente no mundo, em pães, biscoitos, bolos e massas. Se, por um lado o consumo de pães é tido não somente como uma questão cultural, mas também religiosa através do mundo e do tempo, por outro lado, atualmente há discussões sobre o consumo de glúten. A adoção e indicação de dietas sem glúten, mesmo para quem não apresenta sintomas clínicos e fisiológicos de uma intolerância alimentar levou a Sociedade Brasileira de Alimentação e Nutrição a publicar um artigo sobre o posicionamento da mesma, esclarescendo que dietas sem glúten devem ser recomendadas apenas para indivíduos com alguma desordens relacionada ao glúten. Por outro lado, com esse debate, os casos de indivíduos que apresentam alguma disfunção ao ingerirem glúten, são mais facilmente identificados. Atualmente, o unico tratamento é a adoção de uma dieta sem gluten. Ainda hoje, o diagnóstico pode demorar, pois os sintomas podem ser diferentes de indivíduo para indivíduo, além disso, os sintomas se sobrepoem aos de outras doenças, o que leva médicos a investigarem outras doenças. Para facilitar o entendimento, diagnóstico e classificação, as desordens relacionadas ao glúten foram recentemente classificadas de acordo com a resposta em: autoimune, alérgica e de sensibilidade. Sendo que o presente trabalho é focado nas respostas autoumines provocadas pela ingestão de glúten, que são a doença celíaca, ataxia provocada pelo glúten e dermatite herpetiforme. A indentificação destas se dá por teste clínicos (sintomas), histológicos (danos no intestino), sorológicos (presença no soro dos anticorpos anti-gliadina, anti-endeomisio e anti- transglutaminase) e genéticos (presença dos genes DQ 2/8). Acredita-se que no Brasil dois milhões de indivíduos são celíacos ou possuem alguma desordem relacionada ao gluten. Como o único tratamento é a exclusão do glúten da dieta, acaba movimentado um mercado de produtos alimentícios sem glúten. No Brasil, o número de empresas de alimentos que comercilizam produtos sem glúten e o volume de vendas tem aumentando exponencialmente. Nos Estados Unidos, o mercado de produtos sem glúten movimentou 8,8 bilhões de dólares até 2014. Devido à importância econômica do trigo em nível nacional e mundial, fazem-se necessários mais estudos, não apenas em relação à doença celíaca, mas também em relação ao glúten de trigo e suas variedades, e como o tratamento térmico deste cereal, pode afetar ou influenciar na resposta imune de indivíduos com pré disposição genética. Além disso, surgem especulações sobre o consumo de trigo de diferentes variedades, as quais poderiam ser não ser tóxicas, umas vez que não passaram por tantos processos de hibridização e manipulação gênica como o trigo hexaplóide moderno. Objetivos: O principal objetivo deste trabalho foi estudar o efeito do tratamento térmico do trigo e as diferentes variedades de trigo sobre as proteínas do glúten e quais as implicações na resposta imune in vitro. Neste contexto, os seguintes objetivos específicos foram estabelecidos: Submeter farinha brasileira comercial aos tratamentos de extrusão, spray-dry, ultrassom, microondas e forneamento. Analisar as alterações em relação as características tecnológicas das proteínas que formam o glúten na farinha do trigo antes e após os tratamentos quanto à: solubilidade, proporção entre proteínas monoméricas e poliméricas, perfil de gliadinas e gluteninas. Analisar se houve aumento ou diminuição da digetibilidade, e se os tratamentos térmicos afetam a quantidade de epitopos estimuladores de células T em celíacos pelo teste de ELISA R5 e G12. Obter e analisar diferentes variedades de trigo sendo elas: Triticum monococcum ssp monococcum, Triticum urartu, Triticum turgidum ssp durum, Triticum turgidum ssp polonicum, Triticum turgidum ssp turgidum, Triticum turgidum ssp turanicum, Triticum aestivium ssp spelta. Analisar se houve diferença entre as variedades na quantidade de epitopos estimuladores de células T em celíacos in vitro, usando western blott e anticorpos comerciais específicos. Verificar se os produtos ?sem glúten? comercializados no Brasil estão corretamente rotulados.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/177880 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Mattioni, Bruna |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Francisco, Alícia de |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 125 p.| il., gráfs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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