Teses 2015

DETERMINAÇÃO DE ATIVIDADES ANTIOXIDANTE E CITOTÓXICA DA BIOMASSA DE Arthrospira platensis PRODUZIDA EM DIFERENTES CONDIÇÕES DE CULTIVO
Beatriz do Nascimento Corrêa dos Santos
Resumo: Este trabalho objetivou estudar a influência de condições de cultivo sobre a produção de biomassa de Arthrospira platensis e avaliar as atividades antioxidante e citotóxica de seus extratos, visando à produção de biomassa rica em compostos bioativos com potencial aplicação no desenvolvimento de alimentos funcionais. O cultivo foi conduzido em diferentes concentrações de NaHCO3 (9 a 18 g.L-1) e NaNO3 (1,25 a 2,5 g.L-1) sob diferentes irradiâncias (50 a 150 µMol fótons.m-2.s-1), de acordo com planejamento experimental. A partir da biomassa obtida nas distintas condições de cultivo, produziram-se extratos aquosos e metanólicos. A avaliação de crescimento e produção de biomassa foi realizada por medidas de densidade óptica e a capacidade antioxidante dos extratos foi determinada pelos ensaios TEAC e TRAP. Utilizou-se delineamento do tipo composto central rotacional para avaliar a influência das condições de cultivo sobre produção de biomassa e capacidade antioxidante dos extratos. Com extratos referentes à condição de maior produção de biomassa e capacidade antioxidante e à condição padrão de cultivo (P) (NaHCO3:18 g.L-1; NaNO3: 2,50 g.L-1; 50 µMol fótons.m-2.s-1), avaliou-se a atividade citotóxica em células de adenocarcinoma de cólon humano (HT-29) por meio de ensaios de viabilidade celular com MTT, de ciclo e apoptose celular por citometria de fluxo. Os resultados mostraram que luz foi a variável que mais influenciou os parâmetros de crescimento e produção de biomassa. A concentração de NaHCO3 foi o segundo fator mais importante e apresentou, assim como a luz, correlação positiva com estas variáveis de resposta. Consequentemente, o aumento na concentração de NaHCO3 e na irradiância levou ao aumento destas respostas. A concentração de NaNO3 tem efeito oposto sobre os parâmetros estudados, indicando que estes diminuem com o aumento da concentração de NaNO3. As variáveis independentes não apresentaram efeito significativo sobre a capacidade antioxidante dos extratos metanólicos, enquanto que, para os extratos aquosos a luz também foi fator de maior influência de forma direta. A corrida experimental de cultivo 6 (NaHCO3: 16,18 g.L-1; NaNO3: 1,50 g.L-1; 129,8 µMol fótons.m-2.s-1) apresentou melhores resultados associados de produção de biomassa e capacidade antioxidante. Os extratos 6 e P apresentaram efeito semelhante sobre células HT-29. Comparativamente ao controle, os extratos aquosos mostraram capacidade de redução na viabilidade celular assim como os extratos metanólicos, que apresentaram efeito inibitório mais acentuado. Houve aumento no percentual de células HT-29 na fase Sub G1 para extratos metanólicos e na fase G0/G1 para extratos aquosos, seguido por diminuição no percentual de células nas fases S e G2/M do ciclo celular. O extrato metanólico P conduziu ao aumento significativo no processo de apoptose celular. Os resultados sugerem que a biomassa de Arthrospira platensis cultivada com concentrações intermediárias de NaHCO3 e reduzidas de NaNO3 e em alta irradiância pode desempenhar importante papel na eliminação de radicais livres, na redução da viabilidade celular, na modulação e progressão do ciclo celular de adenocarcinoma de cólon humano. Esta biomassa é rica em compostos bioativos tais como ficobiliproteínas e compostos fenólicos, apresentando potencial aplicação como suplemento e no desenvolvimento de alimentos funcionais.

ESTUDOS DAS CARACTERÍSTICAS MICROBIOLÓGICAS E FÍSICO-QUÍMICAS DURANTE A FERMENTAÇÃO DA MANDIOCA (Manihot esculenta Crantz) VISANDO ÀS APLICAÇÕES TECNOLÓGICAS
Karine Hojo Rebouças
Resumo: A fermentação tradicional de fécula de mandioca foi investigada por uma abordagem polifásica combinando (i) a identificação da comunidade microbiana, utilizando técnicas convencionais e moleculares, (ii) análises de ácidos orgânicos, compostos voláteis, produtos de fermentação e tempo de relaxação spin-rede e (iii) avaliação das propriedades tecnológicas, tais como propriedades de pasta, índices de absorção de água e solubilidade em água. A fermentação da mandioca foi dominada por gêneros de bactérias e leveduras incluindo Lactobacillus sp., Leuconostoc sp., Lactococcus sp., Enterococcus sp., Bacillus sp., Pichia sp., Issatchenkia sp., Geotrichum sp., Clavispora sp., Rhodotorula sp. e Neurospora sp. A redução do pH foi causada pela produção de ácidos acético, láctico e succínico. Os compostos voláteis, incluídos ácidos orgânicos, hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos, ésteres e terpenos, que contribuem para o aroma e correspondem a 35% dos compostos após a fermentação e tratamento de secagem ao sol. A capacidade de expansão do produto final foi aumentada conforme revelado por um menor tempo de relaxação spin-rede. O produto fermentado mostrou aumento de quebra de viscosidade, diminuição do pico de viscosidade e resistência à retrogradação e não houve ganho na absorção e solubilidade de água. Os resultados deste estudo podem ser úteis para padronizar o processo de fabricação do amido de mandioca no Brasil, fornecendo produtos homogêneos e de alta qualidade.

MICROENCAPSULAMENTO DE AROMA DE COCO (6-PENTIL--PIRONA) E DE AROMA DE PÊSSEGO (-DECALACTONA) PRODUZIDOS POR TRICHODERMA HARZIANUM IOC4042 E YARROWIA LIPOLITYCA ATCC2060 UTILIZANDO PROCESSOS DE FERMENTAÇÃO NO ESTADO SÓLIDO E BIOTRANSFORMAÇÃO
MANOELA PESSANHA DA PENHA
Resumo: A produção biotecnológica de compostos de aroma é uma excelente alternativa quando comparada a extração de materiais vegetais quanto à síntese química. A biotransformação é uma tecnologia econômica e ecologicamente viável que tem sido usada extensivamente para modificar as estruturas de muitas classes de produtos biologicamente ativos, tais como compostos de aroma. Os processos de extração e isolamento são etapas importantes para a obtenção de compostos de aroma presentes no meio de fermentação, que possam ser utilizados em outros produtos. No entanto, estas etapas ainda não foram completamente definidas. A fermentação no estado sólido é uma ferramenta biotecnológica que permite a utilização dos resíduos industriais para o cultivo microbiano e também é considerado vantajoso em muitos aspectos em relação ao meio líquido, especialmente quando leveduras e fungos filamentosos são utilizados no bioprocesso. No caso de aromas também pode ser utilizada a técnica do encapsulamento desses de compostos, visando sua proteção quando aplicados em diferentes matrizes como por exemplo alimentos. O objetivo deste estudo foi obter o composto de aroma 6-pentil-α-pirona (6-PP) produzida por FES pelo fungo filamentoso Trichoderma harzianum e produzir a γ-decalactona por biotransformação do ácido ricinoléico catalisada por cepas Yarrowia lipolytica, utilizando o microencapsulamento destes compostos para posterior aplicação. O processo de fermentação no estado sólido utilizou Trichoderma harzianum IOC4042 e o bagaço de cana-de-açúcar como suporte. A água esterilizada foi adicionada ao fermentado, seguido de filtração. Esta solução aquosa filtrada foi utilizada para a preparação de soluções Capsul® e, consequentemente, microencapsular o aroma 6-PP empregando-se a liofilização. A biotransformação foi realizada em batelada alimentada com cultura de Yarrowia lipolytica usando óleo de rícino como substrato. Após 106 h de biotransformação, a cultura final foi então recolhida e o filtrado foi utilizado nas etapas de encapsulação do aroma produzido. O conteúdo foi então homogeneizado com os polímeros em estudo (Capsul®, goma arábica e caseína), todos na concentração de 4% (p/v), com o objetivo de avaliar a influência dos biopolímeros sobre a retenção do composto do aroma. Os materiais liofilizados foram então avaliados quanto ao conteúdo de compostos de aroma por cromatografia gasosa. O sétimo dia de fermentação foi o de maior produção da 6-PP pela FES, corroborando com estudos anteriores. Cerca de 86,3ppm de 6-PP foram obtidos no pó após a secagem por liofilização, o que corresponde a 31,2% de retenção do bioaroma. Observou-se que Capsul® foi o agente de encapsulação mais eficaz na retenção de γ-decalactona presente no pó obtido após a liofilização (96,2% de retenção de aroma). É interessante notar que os valores de concentração dos compostos estão acima do limite de detecção para o aroma de coco e de pêssego. Pela técnica de liofilização usando Capsul® como material de parede, foi possível microencapsular os compostos de aromas produzidos por via biotecnológica. Esse estudo demonstra que a produção de bioaromas e seu microencapsulamento tem potencial para futuras explorações biotecnológicas, como a sua aplicação em matrizes alimentícias.

AVALIAÇÃO DA QUALIDADE MICROBIOLÓGICA E QUÍMICA DA CARNE E HEPATOPÂNCREAS DO CARANGUEJO-ÚÇA (Ucides cordatus) COLETADO EM MANGUEZAIS DA BAÍA DE GUANABARA, RJ
MONICA CONCEIÇÃO NUNES CARVALHO
Resumo: O caranguejo-Uçá (Ucides cordatus, Linnaeus, 1763), encontrado frequentemente em manguezais, pode ser utilizado como fonte de alimento e ter considerável valor comercial. Na Baía de Guanabara, muitos dos manguezais de onde os caranguejos são capturados para comercialização, encontram-se contaminados por óleo e despejos de efluentes industriais e domésticos. O presente estudo teve como objetivo avaliar a qualidade destes crustáceos, através de análises químicas e microbiológica. Foram utilizadas amostras de carne e hepatopâncreas de 90 caranguejos coletados nos manguezais de Suruí, Itaóca e Piedade. Os resultados obtidos demonstram que 100% das amostras analisadas apresentaram valores de coliformes termotolerantes acima do determinado pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) (5×101 NMP/g para carne de siri e similares). Das 46 cepas de E. coli confirmadas por caracterização bioquímica, 25 apresentaram genes de virulência, eastA (36%), lt (52%) e stx (12%) e 26 cepas (56,5%) apresentaram resistência a alguns dos 16 antimicrobianos testados, apresentando maior resistência à tobramicina e gentamicina. Das 137 cepas de Víbrio confirmadas por testes bioquímicos, 119 foram confirmadas pela PCR, sendo Víbrio spp. (61,3%), V. parahaemolyticus (37%) e V. cholerae (1,7%). Destes 119 isolados de Víbrio, 60,5% mostraram resistência aos antimicrobianos, com maior frequência para ampicilina, cefalotina, cefotaxina, gentamicina e amicacina. Em relação a qualidade química, o Fe apresentou a maior concentração (461,4 mg/kg) nas amostras de hepatopâncreas dos caranguejos de Suruí, seguido pelo Zn (156 e 135mg/kg), nas amostras de carne e hepatopâncreas dos caranguejos de Itaóca, respectivamente, e Cr (0,22, 0,19 e 0,60 mg/kg), nas amostras de carne e hepatopâncreas dos caranguejos de Suruí e hepatopâncreas dos caranguejos de Piedade, respectivamente, estando acima dos valores preconizados pela ANVISA. A quantidade de Hg/100g de carne encontra-se acima do limite tolerável pela OMS para a ingestão diária (0,3µg.dia-1). Não foram detectados nenhum dos HPAs pesquisados. Os resultados indicam um possível risco ao consumo de caranguejos coletados nestas regiões, podendo resultar em infecção, além de contaminação por metais; sugerindo uma fiscalização mais rigorosa na comercialização destes crustáceos.

AVALIAÇÃO DA QUALIDADE MICROBIOLÓGICA DE PRODUTOS DE ORIGEM ANIMAL COMERCIALIZADOS NO BRASIL: ENTEROTOXIGENICIDADE DE STAPHYLOCOCCUS COAGULASE NEGATIVA E SUA RESISTÊNCIA ANTIMICROBIANA
RAQUEL SOARES CASAES NUNES
Resumo: Alimentos de origem animal como leite e derivados lácteos e carnes podem ser contaminados durante o seu processamento por linhagens estafilocócicas enterotoxigênicas. A contaminação dos alimentos pode ocorrer diretamente de animais ou profissionais infectados na área de alimentos devido a falhas das condições higiênico-sanitárias. Nos alimentos fermentados, a contaminação também pode ocorrer dentro das culturas starters. Foram identificadas vinte e nove linhagens estafilococos coagulse negtiva pelo sequenciamento da região V5 do 16S rDNA dos alimentos de origem animal, 10 linhagens isoladas do queijo Minas frescal e 19 linhagens isoladas do salame, entretanto 06 linhagens foram comuns para ambas as matrizes alimentares resultando em 04 linhagens isoladas do queijo e 13 linhagens isoladas do salame. As linhagens estafilococos coagulase negativa identificadas taxonomicamente nas seguintes espécies: S. saprophyticus, S. xylosus, S. sciuri e S. carnosus, S. epidermidis succinus S. e S. hominis, estas encontradas no salame. S. saprophyticus, S. xylosus, S. sciuri, S. piscifermentans foram espécies encontradas no queijo Minas frescal. S. saprophyticus, S. xylosus S. sciuri, foram isoladas de ambas as matrizes alimentares. S. saprophyticcus foi a espécie predominante no salame (08 no total de 19) e no queijo (04 de 10) compreendendo 40% das linhagens. A Análise filogenética agrupou as linhagens em cinco grupos de espécies de estafilococos composta de 2 clusters refinados com subclusters e com semelhança interespécies superior a 90%. O agrupamento interespécie ocorreu de acordo com a sua origem da microbiota (carne, ambiente, humana, produtos lácteos). Para a detecção das enterotoxinas, as 04 linhagens isoladas do queijo, 09 do salame e 06 linhagens ECNs isoladas de ambas as matrizes apresentaram genes enterotoxigênicos, resultando em 19 linhagens enterotoxigênicas. No queijo Minas frescal, os genes sea e seb foram predominantes na matriz do queijo apresentando-se, em 100% e 75% dos genomas, respectivamente. A maior incidência das novas enterotoxinas foi para os genes seh e sei em 75% e 50% das linhagens respectivamente. No salame, os genes seb e sec foram os mais predominantes apresentando-se em 66% e 55% das linhagens. Os genes selm e seln foram identificadas em 33% dos genomas, enquanto o gene tstH1 apresentou-se em 7% das linhagens. As 06 linhagens ECN identificadas em ambas as matrizes também apresentaram genes enterotoxigênicos. O gene sea foi detectado em 83% das estirpes, segem 05 uido por seb em 66%. Os genes seh e tsth1 foram encontrados em 50% dos genomas. . No ensaio da PCR em tempo real (RT-PCR) foi detectado a expressão do RNAm para os genes das enterotoxinas clássicas em 05 linhagens (30%), entretanto 03 linhagens (20%) expressão somente as novas enterotoxinas e 53% (08 de 15) expressarão simultaneamente as clássicas e as novas enterotoxinas. A produção in vitro das enterotoxinas clássicas SEA-SEE foi detectada na maioria das linhagens (11 de 13) por ensaio ELISA. Todas as linhagens ECN demonstraram multipla resistência a antimicrobianos de importância terapêutica, ß-lactâmicos,vancomicina e linezolida. Valores de CMIs ≤ 0.06 mg/mL para meticilina, ampicilina e vancomicina foram encontradas em várias linhagens e CMI para linezolida foi ≤ 0.25 mg/mL. O risco de intoxicação Alimentar por estafilococos devido o consumo de produtos de origem animal fabricados de maneira imprópria foi enfatizado, como também a possibilidade dessas matrizes alimentares serem reservatório de linhagens resistente aos antibióticos e a possível disseminação das linhagens enterotoxigênicas e resistente a antibióticos em alimentos. Medidas de controle avaliando a presença e diversidade de estafilococos em produtos lácteos e derivados cárneos devem ser inclusas.

Caracterização química dos compostos bioativos e obtenção de micropartículas a partir da torta da prensagem da Castanha-do-Brasil (Bertholletia excelsa)
Suellen Gomes Moreira
Resumo: O resíduo sólido da obtenção de óleo da castanha-do-Brasil (Bertholletia excelsa) por prensagem, chamado torta, apresenta alto valor energético e nutricional e compostos bioativos. O presente trabalho teve como objetivo obter um extrato de grau alimentício rico em compostos bioativos, a partir da torta da castanha-do-Brasil (Bertholletia excelsa) e determinar a sua composição química e, em seguida, microencapsular por spray-drying o melhor extrato e determinar os componentes bioativos, visando futuras aplicações em alimentos. As condições de extração dos compostos bioativos da torta de castanha-do-Brasil foram otimizadas por planejamento experimental. Considerando fatores estatísticos, econômicos e ambientais, as condições mais favoráveis para a extração de compostos fenólicos antioxidantes foram as seguintes: etanol:água, 40:60; homogeneização com Ultra-turrax® por 2,5 min; seguida por extração com agitação orbital por 1 h, a 60 °C. Nessas condições, o teor de fenólicos totais, flavonóides totais e a capacidade antioxidante no extrato foram (média±DP), respectivamente, 181 ± 12,3 mg EAG/ 100 g; 3,05 ± 0,41 mg de EC/100 g 520 ± 50,0 mmol Fe2+/100 g (ensaio de FRAP) e 0,399 ± 0,03 mmol ET/100 g (ensaio de TEAC). No extrato, foram identificados e quantificados sete compostos fenólicos por CLAE-DAD. O perfil detalhado dos compostos bioativos no extrato e na torta de castanha-do-Brasil foi determinado. A composição de fenólicos foi determinada por Espectrometria de Massa de Alta Resolução (EMAR), tocoferóis por CLAE-Fluo, minerais por ICP-OES e ICP-MS e proteômica por eletroforese 2D e espectrometria de massas (MALDI-ToF/ToF). A identificação dos compostos fenólicos foi confirmada por CLAE-EMAR, em abordagem dirigida (target), e sete ácidos fenólicos foram identificados: 2,4- dihidroxibenzóico, gálico, 2, hidroxibenzóico, p-cumárico, p-hidroxibenzóico, protocatecuico, sinápinico e cinco flavonoides: (+)-catequina, (-) epicatequina, miricetina, quercetina e quercetina-3-β-D-glucósidio. Além desses fenólicos identificados inequivocamente, trinta outros foram tentativamente identificados por abordagem não-dirigida (non-target), com base nos dados de massa exata (erro < 5 ppm) e perfil de fragmentação (MS²) dos fragmentos principais, destes compostos sugeridos 13 pertencem a classe dos ácidos fenólicos e 17 a classe dos flavonoides, incluindo alguns isômeros de posição. Os tocoferóis majoritários foram α e tocoferol. Diversos minerais essenciais foram identificados e quantificados na seguinte ordem de teores: P>K>Mg>Ca>Zn>Fe>Cu>Mn>Na>Se. O consumo de 1 g da torta contribui para 9% da ingestão dietética de referência do selênio. As principais proteínas identificadas por análise proteômica da torta de castanha-do-Brasil foram globulina 11S e a albumina 2S. Quanto à microencapsulação, esta ocorreu por spray-drying a partir do extrato da torta de castanha-do-Brasil e a melhor combinação da mistura dos agentes encapsulantes capsul® e inulina foi determinada através das propriedades químicas, físico-químicas e de estabilidade. As micropartículas com capsul® e inulina (1:1) apresentaram propriedades mais favoráveis para a estabilidade dos fenólicos totais e capacidade antioxidante durante 120 dias de armazenamento. Foram identificados nas microcápartículas os mesmos compostos fenólicos presentes no extrato da torta de castanha-do-Brasil por CL-EMAR. Todos os homólogos dos tocoferóis foram identificados, porém o -tocoferol foi majoritário, e além deste componente a micropartícula também apresentou um teor de selênio de 4.95 μg/g de pó. Portanto conclui-se que a torta da castanha-do-Brasil e seu extrato apresentaram uma composição diversificada de bioativos o que favorece a sua aplicação no desenvolvimento de alimentos funcionais, como por exemplo, no preparo de micropartículas.

ENCAPSULAMENTO DOS COMPOSTOS VOLÁTEIS SULFURADOS 2-FURFURILTIOL, TIOFENO E DIMETIL DISSULFETO EM MATRIZ DE GOMA ARÁBICA: MALTODEXTRINA
THAIS MATSUE UEKANE
Resumo:A bebida obtida do café torrado e moído é uma das mais populares no mundo e seu aroma atraente é, em parte, responsável pelo seu consumo. Diversos compostos já foram identificados como presentes no seu aroma, como o 2-furfuriltiol (2-FFT), identificado como aroma de caráter impactante na bebida e os compostos tiofeno (TIO) e dimetildissulfeto (DMDS), contribuidores para o aroma global da bebida. No entanto esse aroma de café não é persistente e a intensidade diminui rapidamente. Neste contexto, a preservação desses compostos para a garantia da qualidade do produto final é necessária, e pode ser realizada através do uso de técnicas como o encapsulamento. O objetivo geral desta tese foi a produção de material em pó contendo 2-FFT, TIO e DMDS visando a melhoria da qualidade sensorial do aroma “torrado, café” para aplicação na indústria de alimentos. Um método cromatográfico foi desenvolvido e validado de acordo com o documento orientativo do Inmetro. Utilizando a técnica de spray drying, os compostos foram encapsulados em goma arábica (GA) e maltodextrina (MD) e a temperatura de entrada no spray drying e adição de espessante na formulação da solução alimentadora foram avaliados. Para os compostos 2-FFT, TIO e DMDS em matriz de GA:MD na razão1:3, a melhor temperatura de entrada foi de 140 °C e sem adição de espessante. Os teores do 2-FFT, TIO e DMDS no material em pó foram 336 ± 6,79 µg mL-1, 144 ± 8,64 µg mL-1 e 211 ± 14,96 µg mL-1, respectivamente. O teor de umidade (4,06 ± 0,98%), solubilidade (76,43 ± 0,85%), higroscopicidade (5,30 ± 0,02 g 100g-1) e performance (32%) avaliados se encontraram de acordo com a literatura para partículas produzidas utilizando a técnica de spray drying. O 2-FFT apresentou o melhor resultado de retenção (67%), seguido pelo DMDS (29%) e TIO (15%), sendo os resultados mais baixos para os dois últimos provavelmente devido às suas características físico-químicas, facilitando sua evaporação durante o processo de encapsulamento. A caracterização do material em pó foi realizada através de análise por microscopia eletrônica de varredura (MEV), onde se observou partículas com formato arredondado, superfície lisa, livre de rachaduras e com tamanhos diferentes, dentro da escala micro, com média de 12,0 µm de diâmetro. As análises por raios X, por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier e por calorimetria de varredura diferencial permitiram observar partículas amorfas, com encapsulamento ocorrendo por alterações físicas e térmicas dos polímeros e a integridade do material em pó na faixa de temperatura testada foi assegurada (20 a 140 °C). A estabilidade do material em pó, avaliada por período de 15 semanas, indicou a viabilidade dos compostos nos percentuais de 21, 39 e 46 % para 2-FFT, TIO e DMDS, respectivamente, contra 3, 0,01 e 0,12 % na solução controle, sendo este um processo eficaz para a proteção desses compostos.