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Previous issue date: 2017-02-10 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / A utiliza??o de res?duos do processamento de alimentos ? uma estrat?gia para contribuir
com a redu??o de desperd?cio e agregar valor a novos produtos. O mel?o ? uma fruta consumida
no mundo inteiro, destacando o Brasil, especialmente a regi?o Nordeste. Seu elevado consumo
acompanha grandes quantidades de res?duos, como cascas e sementes, provenientes do seu
processamento. O objetivo desta tese foi agregar valor a cascas e sementes de mel?o (Cucumis
melo var. reticulatus) evidenciando suas propriedades nutricionais, capacidade antioxidante,
efeito anti-tumoral, propriedades prebi?ticas e seu potencial para produ??o de enzimas.
Inicialmente foram elaboradas farinhas da casca e semente de mel?o utilizando planejamento
experimental 22 avaliando os efeitos da temperatura e do tempo de secagem, e posterior
caracteriza??o qu?mica por an?lises de composi??o centesimal e de fra??es fibrosas. As farinhas
foram avaliadas quanto as suas propriedades prebi?ticas in vitro utilizando Bifidobacterium
lactis Bl 04 em fermenta??o submersa. Quanto ao potencial das farinhas na produ??o de enzimas
celulol?ticas utilizando os res?duos como substrato em fermenta??o semi-s?lida do fungo
Aspergillus oryzae ATCC 9362. Para realiza??o das an?lises de poder antioxidante e
antiproliferativo, foram preparados extratos aquosos, hidrometan?lico e hidroetan?lico das
farinhas, caracterizados quanto ? composi??o de monossacar?deos, an?lise de a??cares totais,
prote?nas, fen?licos totais, flavon?ides totais, caroten?ides totais e taninos; al?m de uma
avalia??o fitoqu?mica. A avalia??o da capacidade antioxidante foi verificada por meio dos
seguintes testes in vitro: capacidade antioxidante total (CAT), poder redutor, quela??o de metais
ferro e cobre, seq?estro dos radicais DPPH, hidroxila e super?xido, e avalia??o da capacidade de
absor??o dos radicais oxigenados (teste ORAC). A atividade antiproliferativa foi avaliada
utilizando as linhagens de c?lulas tumorais de carcinoma (SiHa) e adenocarcinoma de c?lo de
?tero (HeLa), adenocarcinoma renal humano (786-0) e adenocarcinoma coloretal humano (HT-
29) por meio do ensaio do MTT. Um planejamento experimental para secagem dos res?duos para
elabora??o das farinhas demonstrou que o fator temperatura influenciou significativamente na
resposta rendimento das farinhas de casca e semente de mel?o, sendo o ensaio de 80 ?C por 24 h
o que apresentou melhor rendimento. Dados apontaram que as farinhas da casca e semente de
mel?o possuem caracter?sticas nutricionais importantes ? alimenta??o humana, com destaque
para o conte?do de fibra alimentar (51,75% para semente; 40,57% para casca), prote?nas (22%
para semente; 18% para casca) e lip?dios (24% para semente). Os res?duos podem ser
caracterizados como material celul?sico, com valores de 35% de celulose para semente de mel?o
e 19% para casca. Foram detectados satisfat?rios percentuais de pectina, sendo 28,96% para
semente e 32,65% para casca de mel?o. Quanto ao potencial prebi?tico das farinhas, observou-se
que a farinha da semente de mel?o promoveu o crescimento bifidobacteriano alcan?ando 9,9 Log
UFCmL-1, ap?s 8 horas de cultivo, indicando propriedades prebi?ticas, com toler?ncia ? a??o de
sais biliares por at? 8 horas de fermenta??o. A farinha da casca de mel?o n?o proporcionou
crescimento de bifidobact?ria. As farinhas de casca e semente de mel?o demonstraram ser um
bom substrato para produ??o de enzimas. A melhor atividade de CMCase (1,045 U / g) foi
verificada em seis dias de fermenta??o e FPase (0,190 U / g) ap?s 96 h de cultivo com meio
contendo as farinhas de casca e semente. Na avalia??o dos extratos obtidos a partir da casca e
semente de mel?o, detectaram-se baixos teores de glicose, frutose e sacarose, com m?dia de
0,8% de a??cares totais para extratos da casca e 0,7% para extratos da semente. Os extratos
hidrometan?licos da casca e da semente obtiveram maiores percentuais de prote?nas, 11,9 % e 18
%, respectivamente. A an?lise fitoqu?mica indicou a presen?a de compostos fen?licos, terpenos e saponinas. Compostos fen?licos totais em extratos aquosos, hidrometan?licos, e hidroetan?licos
da farinha do res?duo de mel?o foram quantificados e expressos em equivalentes de ?cido g?lico,
destacando os extratos da casca (1,016 mg 100g-1). Caroten?ides totais, flavon?ides totais e
taninos tamb?m foram detectados nos extratos dos res?duos de mel?o, com destaque para 96 ?g
de caroten?ides totais por grama de casca de mel?o, 491 ?g de equivalentes de catequinas e 309
?g de equivalentes de catequinas em 100 g de extrato seco da casca de mel?o. Os testes para
avalia??o da atividade antioxidante revelaram que todos os extratos de casca e semente de mel?o
apresentam capacidade antioxidante. No CAT expresso como equivalente em ?cido asc?rbico, os
extratos hidroetan?lico e metan?lico para casca e semente apresentaram valores de 89, 74 e 83
mg /g, respectivamente. Foi verificada capacidade de seq?estro de radical hidroxila para extratos
hidroetan?lico (50,56%) e metan?lico (67,7%) para casca de mel?o. Ensaios de poder redutor e
habilidade de quela??o dos metais cobre e ferro apresentaram, tanto para casca quanto para
semente de mel?o, um excelente potencial antioxidante. O extrato aquoso da casca demonstrou
habilidade de quela??o in vitro de ?ons cobre (84%) e quela??o de ?ons ferro (61%). Atividade de
seq?estro do radical DPPH foi significativa somente para os extratos da casca de mel?o (29,5%).
Valores de ORAC foram importantes principalmente para os extratos etan?lico e metan?lico dos
res?duos, com destaque para o extrato hidroetan?lico da semente (22 mmol de Trolox em 100 g
de extrato seco). O teste de viabilidade celular, possibilitou observar que os extratos foram
capazes de diminuir significativamente a viabilidade das c?lulas cancer?genas HeLa, SiHa e 786-
0. O extratos aquoso da semente na concentra??o 1,0 mg/mL inibiu a prolifera??o de c?lulas
SiHa em 80% e o extrato hidroetan?lico da casca (0,25 mg/ mL ) inibiu em 80% a viabilidade de
c?lulas HeLa. Para as c?lulas 786-0 todos os extratos na concentra??o de 1,0 mg/mL inibiram a
prolifera??o celular em mais de 50%. Os extratos avaliados n?o apresentaram atividade
significativa de inibi??o da viabilidade de c?lulas HT29. Todos os extratos da casca e semente
de mel?o inibiram fracamente a prolifera??o de fibroblastos normais 3t3 (25% de inibi??o).
Conclui-se que cascas e sementes de mel?o possuem potencial antioxidante in vitro e efeitos
antiproliferativos em c?lulas tumorais. Farinhas de casca e semente de mel?o podem ser
substratos para produ??o de enzimas celulol?ticas, al?m de que a farinha da semente apresentou
indica??o prebi?tica in vitro. / The use of food processing residues is a strategy to contribute to reducing waste and
adding value to new products. Melon is a fruit consumed worldwide and its high consumption
accompanies large amounts of residues, such as peel and seeds. The objective of this thesis was
to add value to melon peel and seeds (Cucumis melo var. reticulatus), evidencing its nutritional
properties, antioxidant capacity, anti-tumor effect, prebiotic potential and its capacity for enzyme
production. Flours of melon peel and seed were elaborated using experimental design 22 to
evaluate the factors of drying time and temperature, and the responses moisture, water activity
and flour yield. Flour characterization was carried out using centesimal composition (moisture,
ash, proteins, lipids, dietary fiber), fibrous fractions of cellulose, hemicellulose, lignin and
pectin. Flours were evaluated for their in vitro prebiotic properties using Bifidobacterium lactis
in submerged fermentation and bile salt tolerance. The potential of the flours in the production of
cellulases in semi-solid fermentation using Aspergillus oryzae fungus was also evaluated. For the
accomplishment of the analyzes of antioxidant and antiproliferative power, aqueous extracts,
hydrometanolic and hydroethanolic of the flours were prepared, characterized as monosaccharide
composition, analysis of total sugars and proteins. For antioxidant evaluation, the total phenolic
compounds, total flavonoids, total carotenoids and tannins were determined. Phytochemical
evaluation of the extracts was carried out by Thin Layer Chromatography. The antioxidant
capacity evaluation was verified by the following in vitro tests: total antioxidant capacity,
reducing power, iron and copper metal chelation, sequestration of DPPH, hydroxyl and
superoxide radicals, and evaluation of the oxygenated radicals absorption capacity. The
antiproliferative activity was evaluated using the tumor cell lines (SiHa, HeLa, 786-0 and HT29)
by colorimetric test of cell viability evaluation. The results for the drying experimental design
showed that the temperature factor significantly influenced the yield response of the flours, being
the test of 80 ?C for 24 h which presented better yield. Data showed that the melon residues had
important nutritional characteristics for human consumption, with emphasis on dietary fiber
content (51.75% for seed, 40.57% for peel), proteins (22% for seed; 18% for peel) and lipids
(24% for seed). The residues can be characterized as cellulosic material, with values of 35%
cellulose for melon seed and 19% for peel. Satisfactory percentages of pectin were detected,
being 28.96% for seed and 32.65% for melon peel. As for the prebiotic potential of the flour, it
was observed that the fructo-oligosaccharide standard showed a growth of bifidobacteria of 12
LogUFCmL-1, after 12 hours of fermentation, and the melon seed flour promoted bifidobacterial
growth reaching 9.9 LogUFCmL- 1, after 8 hours of culture, indicating prebiotic properties, with
tolerance to the action of bile salts for up to 8 hours of fermentation. The melon peel did not
provide growth of bifidobacteria. Melon peel and seed proved to be a good substrate for enzyme
production. The best CMCase activity (1.045 U / g) was verified on six days of fermentation and
FPase (0.190 U / g) after 96 h of fermentation with medium containing the peel and seed flours.
In the evaluation of the extracts obtained from the melon residues, phytochemical analysis
indicated the presence of compounds characteristic of phenolics, terpenes and saponins. Total
phenolic compounds in aqueous, hydrometanolic, and hydroethanolic extracts of melon residue
were quantified and expressed as gallic equivalents, highlighting peel extracts (1.016 mg 100g-
1). Total carotenoids, total flavonoids and tannins were also detected in extracts of melon
residues, with emphasis on 96 ?g of total carotenoids per gram of melon peel, 491 ?g of catechin
equivalents and 309 ?g of catechin equivalents in 100 g extract dried of melon peel. The tests to
evaluate the antioxidant activity revealed that all extracts presented antioxidant capacity. In the test of total antioxidant capacity (expressed as equivalent in ascorbic acid), hydroethanolic and
methanolic extracts for peel and seed presented values of 89.74 and 83 mg / g, respectively;
50.56% and methanolic 67.7% for melon peel. Reducing power and chelating abilities of copper
and iron metals presented relevant data for both melon peel and seed, demonstrating an excellent
antioxidant potential. The aqueous extract of the peel showed the ability of in vitro of copper
ions chelation (84%) and iron ions chelation (61%). Scavenging activity of the DPPH radical
was significant only for extracts of melon peel (29.5%).The cell viability test allowed us to
observe that the extracts were able to extract the organic extracts, to significantly decrease the
viability of the HeLa, SiHa and 786-0 cancer cells. Aqueous seed extracts at the 1.0 mg / mL
concentration inhibited the proliferation of SiHa cells by 80% and the peel hydroethanolic
extract (0.25 mg / mL) inhibited by 80% the viability of HeLa cells. For human renal tumor cells
(786-0) all extracts at the concentration of 1.0 mg / ml inhibited cell proliferation by more than
50%. The extracts evaluated did not present significant inhibition activity of HT29 cells. All
melon peel and seed extracts weakly inhibited the proliferation of normal 3t3 fibroblasts (25%
inhibition). It is concluded that melon peels and seeds have antioxidant potential in vitro and
antiproliferative effects in tumor cells. Flours of melon peel and seed may be substrates for the
production of cellulolytic enzymes, in addition the seed flour showed in vitro prebiotic
indication.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/22716 |
| Date | 10 February 2017 |
| Creators | Madeira, Priscilla Moura Rolim |
| Contributors | 10847022404, http://lattes.cnpq.br/3324083094904117, Neves, Renata Alexandra Moreira das, 95023992420, http://lattes.cnpq.br/6943193132756513, Porto, Ana L?cia Figueiredo, 25514776468, http://lattes.cnpq.br/4989617783837981, Sousa J?nior, Francisco Caninde de, 04925544470, Andrade, Samara Alvachian Cardoso, 49769090425, http://lattes.cnpq.br/7326960816119539, Macedo, Gorete Ribeiro de |
| Publisher | PROGRAMA DE P?S-GRADUA??O EM BIOTECNOLOGIA, UFRN, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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