Teses 2013

RECUPERAÇÃO DE COMPOSTOS BIOATIVOS A PARTIR DE RESÍDUOS DA INDÚSTRIA VITIVINÍCOLA
Ana Paula Gil Cruz
Resumo:O Brasil é o terceiro maior produtor mundial de frutas, e o décimo primeiro em uvas. Em 2011, a safra brasileira de uva foi de 1,46 milhões de toneladas das quais 836 mil toneladas foram destinadas ao processamento. Nesta etapa, efluentes e resíduos diversos são gerados e estima-se que bagaço corresponda a 16% da uva processada. Assim, é possível inferir que cerca de 134 mil toneladas deste co-produto são geradas anualmente. O descarte desses resíduos promove graves impactos ambientais, causados pelas elevadas demandas química e bioquímica de oxigênio, que impõem a necessidade de tratamentos de elevado custo operacional. Por outro lado, o bagaço destaca-se quanto a sua composição nutricional e funcional, que favorece sua utilização como matéria prima para elaboração de novos produtos de interesse industrial. Diante deste cenário, o presente trabalho teve por objetivo recuperar os compostos bioativos presentes nos bagaços de uva, resultantes das vinificações em branco e em tinto assim como da elaboração do suco de uva. Para tal, foram avaliados os processos de extração com solvente e com enzimas, seguidos da concentração por tecnologia de membranas. O planejamento experimental empregado identificou a extração com etanol 70% em água, como a mais eficiente para a obtenção de extratos ricos em compostos bioativos. Porém, a alta concentração de etanol no extrato não favorecia sua posterior concentração por osmose inversa ou nanofiltração. A redução do teor de etanol de 70 para 30% na etapa de extração possibilitou que, na etapa de concentração, um fator de concentração em massa igual a dez fosse alcançado na nanofiltração, além de um incremento de quase seis vezes no valor do fluxo de permeado. Os extratos, obtidos a partir dos bagaços de uva Pinot Noir vinificada em branco (VB), de uva Chardonnay vinificada em tinto (VT) e de uva Isabel utilizada na elaboração do suco (SU), após a concentração por nanofiltração apresentaram atividade antioxidante média de 120, 45 e 69 µmol TE.g-1, respectivamente, medida pelo método ORAC. Os coeficientes de difusão dos compostos fenólicos foram de 8,6×10-15; 1,5×10-16 e 3,3×10-16 m².s-1 para os bagaços VT, SU e VB, respectivamente, a 50 °C, pH 4,0 e solução hidroetanólica 70:30 como solvente. Foi possível a microencapsulação por spray drying destes extratos concentrados empregando maltodextrina com DE 10 como material de parede. Os pós obtidos apresentaram atividade antioxidante medida pelo método ORAC de cerca de 440 µmol TE.g-1 para o pó VB e de 218 µmol TE.g-1 para os pós VT e SU. Os valores de umidade na monocamada foram de 3,7%, 5,9 e 5,4% para os pós VB, VT e SU, respectivamente, de acordo com as isotermas ajustadas pelo modelo de BET. Foi possível ainda verificar que a partir da atividade de água (aw) de 0,4 inicia-se a adsorção de água nas camadas inferiores à monocamada e, acima de 0,7 ocorre a solubilização dos pós.

DEPLEÇÃO-REPLEÇÃO DO ESTADO NUTRICIONAL DE ÁCIDO LINOLÉICO CONJUGADO (CLA): METABOLISMO E BIOATIVIDADE EM SERES
Juliana Côrtes Nunes da Fonseca
Resumo: O CLA é consumido habitualmente na dieta humana, sendo os laticínios suas principais fontes dietéticas. O metabolismo e a bioatividade do CLA proveniente de suas fontes alimentares naturais são pouco conhecidos. O objetivo geral deste trabalho foi investigar os efeitos da depleção seguida de repleção do estado nutricional de CLA sobre o metabolismo e estado nutricional de ácidos graxos e indicadores clínicos da Síndrome Metabólica em adultos saudáveis. Os voluntários (n=29) iniciaram o estudo (coleta basal) e em seguida foram orientados a restringir a ingestão de gordura láctea, caracterizando a depleção do estado nutricional de CLA. Após 8 semanas, os voluntários retomaram a dieta habitual e consumiram diariamente uma manteiga bio-enriquecida com CLA por mais 8 semanas (fase de repleção do estado nutricional de CLA). A ingestão habitual média de CLA, obtida por questionário de frequência alimentar foi de 108 mg/dia. A ingestão de CLA (mg/dia; média  EP) foi de 5,2  1,4 e 1020  31, nas fases de depleção e de repleção, respectivamente. Os conteúdos de CLA nos eritrócitos, fosfolipídios do plasma (FL) e ésteres de colesterol (EC) correlacionaram com a ingestão dietética de CLA e variaram significativamente durante a depleção-repleção de CLA. Os fatores determinantes do conteúdo de CLA nos FL foram a ingestão de CLA e a síntese endógena de CLA; nos EC, foi o conteúdo de CLA nos FL, indicando o CLA como um bom substrato para a enzima LCAT na síntese dos EC. A transferência direta de CLA dos PL para os eritrócitos parece ser a principal via de incorporação de CLA nos eritrócitos. O CLA influenciou negativamente o indicador da atividade da 5-dessaturase e o conteúdo de ácido araquidônico nos FL. Possivelmente este é um dos mecanismos de ação que explicam o efeito antiinflamatório observado para o CLA. O estado nutricional de CLA não alterou a composição corporal, a glicemia e a insulinemia de jejum, assim como as lipoproteínas do plasma dos voluntários. No entanto, promoveu efeito positivo sobre indicadores de risco cardiovascular. De acordo com os indicadores fragilidade osmótica de eritrócitos (FOE) e ângulo de fase (AF), a estabilidade das membranas celulares aumentou na repleção de CLA e foi determinada pelo conteúdo de CLA nos FL, indicando efeito benéfico do CLA sobre a estabilidade e/ou a funcionalidade das membranas celulares. Portanto, a ingestão de laticínios bio-enriquecidos pode ser uma estratégia para manutenção do estado nutricional de CLA cis9,trans11 que resulta em efeitos positivos para a saúde humana.

BIOSSURFACTANTES: POTENCIAL DE USO NA INIBIÇÃO DA ADESÃO DE MICRO-ORGANISMOS INDESEJÁVEIS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS
Lívia Vieira de Araujo
Resumo: O desenvolvimento de biofilmes microbianos em superfícies é um fator muito importante, sendo responsável por contaminação durante o processamento de alimentos, portanto, um motivo de preocupação para indústrias que tentam constantemente garantir a qualidade e inocuidade de seus produtos. Novas alternativas foram propostas para melhorar a eficiência de limpeza das superfícies que entram em contato com o alimento e uma dessas alternativas é o condicionamento das superfícies por surfactantes de origem biológica. Biossurfactantes são moléculas tensoativas produzidas por micro-organismos, possuem baixa toxicidade, são prontamente biodegradáveis e podem apresentar atividades anti-microbiana e anti-adesiva. O objetivo deste estudo foi avaliar o potencial de uso de diferentes surfactantes em inibir a adesão/formação de biofilmes por L. monocytogenes ATCC 19112, ATCC 7644 e P. fluorescens ATCC 13525 em superfícies de poliestireno e aço inox AISI 304. Os biossurfactantes utilizados foram glicolipídeos produzidos por B. kururiensis (BK), ramnolipídeos obtidos de P. aeruginosa (PA1), lipopeptídeos produzidos por Bacillus sp. H2O-1 (BF) e surfactina produzida por B. subtilis (SURF). O surfactante químico utilizado foi o Dodecil Sulfato de Sódio (SDS) e um produto comercial disponibilizado pela Petrobras para a inibição da formação de lodo e biofilme, por nós denominado de Tensoativo X. Os biossurfactantes reduziram a formação de biofilmes em até 78% com BK, 79% com PA, 60% com BF e 54% com SURF em poliestireno e em até 86% com BK, 83% com PA, 75% com BF e com SURF em superfícies de aço inox, enquanto o SDS induziu a formação de biofilme em até 485% para as cepas Gram-positivas, o que não é desejável. A alteração das propriedades físico-químicas das superfícies, ajudam a reforçar a hipótese de que a adesão/formação de biofilmes está intimamente relacionada às características físico-químicas das superfícies às quais os micro-organismos irão aderir. Os biosurfactantes e o SDS apresentaram atividade anti-microbiana contra todos os micro-organismos avaliados, destacando o PA pré-purificado, que com apenas 40µg/mL inibiu 100% o crescimento das cepas de Listeria. Quando adicionados ao meio de cultivo, inibiram a formação de biofilmes em até 100% de acordo com o produto e a concentração. Os resultados mostram um excelente potencial de aplicação para estas biomoléculas ao inibir a adesão/formação de biofilmes sobre as superfícies comumente utilizadas em indústrias de alimentos além de se mostrarem como uma alternativa para postergar a corrosão de ligas metálicas.

AVALIAÇÃO DO ENVOLVIMENTO DE MONOOXIGENASES HEPÁTICAS DO CITOCROMO P450 E DA CAFEÍNA NO METABOLISMO DOS ÁCIDOS CLOROGÊNICOS DO CAFÉ
Nathália Moura Nunes
Resumo: O café é uma das maiores fontes de compostos fenólicos (na forma de ácidos clorogênicos – CGA), e cafeína na dieta humana. Esses compostos, bem como seus metabólitos, são os componentes bioativos responsáveis pela maioria dos efeitos benéficos da bebida de café na saúde humana. Seus efeitos no organismo dependem, entretanto, da composição química da bebida. Em especial, a presença da cafeína no café pode intensificar ou diminuir os efeitos produzidos pelos CGA da bebida no organismo de animais e humanos. O metabolismo da cafeína é bem conhecido, sabendo-se que enzimas do citocromo P450 (CYPs) participam de 95% do seu metabolismo. No entanto, o conhecimento sobre o metabolismo dos CGA é limitado. A participação das CYPs no metabolismo desses compostos é controversa e a influência da cafeína sobre o metabolismo dos CGA ainda não foi estudada. O objetivo geral do presente trabalho de tese consistiu em avaliar o envolvimento de monooxigenases hepáticas do citocromo P450 e da cafeína no metabolismo dos CGA do café em humanos e animais, abordado na forma de 3 estudos. No ESTUDO 1, foram avaliados os efeitos indutórios, in vivo, do principal CGA do café (ácido 5-cafeoilquínico – 5-CQA), de seus metabólitos primários, da cafeína e de extratos de café sobre a atividade das CYP1A1/2 no fígado de camundongos. Foi observado que o 5-CQA, seus metabólitos e o extrato de café descafeinado não induziram consistentemente a atividade das CYP1A1/2, com exceção do ácido p-cumarico, que apresentou uma fraca indução. A cafeína e o café integral (contendo cafeína) induziram a atividade dessas enzimas, sendo que somente a cafeína apresentou um padrão de indução consistente, com o aumento da dose oferecida, tal como já esperado. No ESTUDO 2, foi realizada a investigação da inibição in vitro da atividade das CYP1A1/2 pelo 5-CQA e seus metabolitos primários, confirmando os resultados obtidos no Estudo 1. Em conjunto, os dados dos Estudos 1 e 2 indicam que o 5-CQA e seus principais metabólitos não são substratos para as CYP1A1/2 e, portanto, não competem com a cafeína pelas mesmas enzimas metabolizadoras. O ESTUDO 3, foi um estudo piloto do tipo cross-over randomizado com humanos, no qual cada voluntário (n=4) participou de três testes: ingestão de bebida de café integral (I), descafeinado (D), e descafeinado adicionado de cafeína (D+C), com as três bebidas fornecendo o mesmo teor total de CGA totais. Foram determinadas as concentrações plasmáticas de cafeína e seus metabólitos e as concentrações urinárias dos CGA e seus principais metabólitos durante as 6h após a ingestão das bebidas. A cafeína foi igualmente biodisponivel nos dois tratamentos contendo a substancia. Entretanto, no tratamento D+C, em todos os indivíduos (n=4), foi observada uma menor excreção de fenólicos totais (216μmol), em relação aos tratamentos I (305μmol) e D (306μmol) (p = 0,04), principalmente pela redução na excreção do ácido dihidrocafeico. Esses resultados, junto a dados da literatura sugerem que a cafeína livre das interações de matriz, pode favorecer a formação do complexo cafeína-clorogenato quando ingerida em conjunto com café, o que deve ser considerado, visto que a cafeína é consumida na forma livre em uma série de medicamentos e suplementos.

TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS NA OXIDAÇÃO ACELERADA DE ÓLEOS VEGETAIS E SUA RELAÇÃO COM A CAPACIDADE ANTIOXIDANTE TOTAL, UMA ABORDAGEM MULTIVARIADA
Vanessa Naciuk Castelo Branco
Resumo: O objetivo geral do presente trabalho foi investigar as transformações químicas ocorridas durante condições distintas de oxidação acelerada, em diferentes tipos de óleos vegetais, e aplicar análise estatística multivariada a fim de associar as transformações químicas e sua associação com a capacidade antioxidante total (CAT). Os óleos refinados de soja, milho girassol e canola e os óleos de nozes (amêndoa doce, avelã, castanha-do-Brasil, macadâmia e noz-pecã) prensados a frio foram utilizados para investigar os seguintes aspectos: a influência da composição em ácidos graxos e tocóis e do teor de compostos fenólicos totais para a CAT e a estabilidade oxidativa dos óleos por meio da análise de Modelo Linear Generalizado (Capítulo 1), a associação entre a degradação de ácidos graxos, tocóis e compostos fenólicos totais e as alterações dos produtos de oxidação e da CAT por Correlações Canônicas (Capítulo 2) e o potencial uso da CAT como indicador de estabilidade oxidativa dos óleos (Capítulo 3). No Capítulo 1 foi observado que o α- e o γ-tocoferol foram os principais determinantes da CAT, avaliada pelo ensaio de TEAC (do inglês; Trolox Equivalent Antioxidant Capacity) Por outro lado, o teor de compostos fenólicos totais e o γ-tocoferol foram os principais determinantes da estabilidade oxidativa, pelo método de Rancimat. No Capítulo 2 os óleos foram submetidos à oxidação acelerada (Estufa de Schaal, foto-oxidação e termo-oxidação) e foi observado que as degradações do α- e γ-tocoferol foram os principais determinantes das transformações químicas ocorridas, independente das condições de oxidação lipídica. Destaca-se que a perda de α-tocoferol apresentou relação com a estabilidade oxidativa, enquanto a perda de γ-tocoferol, com o a variação da CAT. No Capítulo 3, foi observada uma forte correlação entre a CAT dos óleos frescos e a formação dos produtos primários e secundários durante o teste de Estufa de Schaal bem como com o período de indução determinado pelo método de Rancimat. Desta forma, a CAT inicial foi capaz de predizer adequadamente a estabilidade oxidativa dos óleos, caracterizando-se como um bom indicador de qualidade oxidativa. Por fim, foi proposto, pela primeira vez, um limite mínimo de CAT para óleos refinados de boa qualidade de 2,20 mmol ET/kg de óleo.