Atividade antimicrobiana e antioxidante de Licania rigida e Turnera ulmifolia

Introduction: Licania rigida Benth and Turnera ulmifolia Linn. var. elegans are species of semi-arid regional plants used in the treatment of various diseases. Objectives: The purpose of this study was chemically characterize the extracts and fractions and investigate the antimicrobial and antioxidant potential. Methods: For chemical analysis, were performed spectrophotometric quantification of the total phenolic and characterization of the extracts by chromatographic analysis. Evaluation of antioxidant activity was done by determining the radical scavenging capacity DPPH •. Antimicrobial activity was evaluated by agar diffusion, broth microdilutionand time-kill assays. Results: The extracts and fractions L. rigid and T. ulmifolia showed a high phenolic content, the presence of flavonoids, which were determined as chemical markers. It was observed that the extracts of both species performed as sequestering agents in the trial of antioxidant activity in vitro. The L. rigida extract was the only active front strains of S. aureus 33591 (methicillin-resistant), S. aureus 29213, S. epidermidis 12228, and also against the yeast, Candida albicans, Candida dubliniensis, Candida tropicalis, Candida parapsilosis, Candida rugosa, Candida krusei eTrichosporon asahii. Conclusions: Based on these results it is possibly affirm the antioxidant and antimicrobial activity of L. rigida and attributed the presence of polyphenolic flavonoid like responsible.

Prospecção química e avaliação biológica de Banisteriopsis laevifolia (Malpighiaceae)

The Banisteriopsis genus is widespread in traditional medicine. This work aims to contribute with information about the chemical composition and on the evaluation of the biological activity of the essential oil, the ethanol extract of the leaves and partitions of the Banisteriopsis laevifolia. The phytochemical screeningtest of ethanol extract and partitions of leaves indicated the presence of flavonoids, terpenoids, saponins, phenols and steroids compounds. Nitrogenous compounds, characteristic of some species of this family, were not detected. Flavonoids were the predominant metabolite, with the highest concentrations on the partitions ethyl acetate and n-butanol. The antibacterial activity, antifungal and cytotoxicity of the essetial oil, ethanol extract and partitions were assyed by microdilution broth method (MBM), where the minimum inhibitory concentrations (MIC) were calculated. The ethanol extract and partitions did not inhibit growth against to Gram positive bacteria tested, with MIC less than 400 mg L-1. For the Gram negative bacteria tested, the hexane and hydroethanol partitios were more effective against F. nucleatum bacteria (MIC 100 ug mL-1). The ethanol extract showed antifungal activity with MIC of 31.2 mg L-1. Ethyl acetate and n-butanol partitions showed MIC 187.5 mg L-1 and 93.7 mg L-1, respectively, arousing interest for isolation studies. The antioxidant activity was evaluated by the DPPH free radical method. The ethanolic extract, ethyl acetate and n-butanol partitions were active, since they showed EC50 values (4.53 ug mL-1, 4.07 and 8.39 ug mL-1, respectively), values equivalent to the BHT (7.3 mg L-1). The analysis by HPLC-MS/MS of the most active fractions (ethyl acetate and n-butanol) identified phenolic compounds (flavonols and phenolic acids) which exert recognized biological activity. The GC-MS analysis of the essential oils from leaves collected in two periods studied (dry and wet), showed a small variation in the number of compounds. The major classes identified for the oil collected in the dry period were aliphatic alcohols (23,4%), terpenoids (18.7%), sterols (10.4%) and long-chain alkanes (9.2%) compounds. Terpenoids (26.8%) were the major class for the rain season. The major compounds (3Z) -hexenol, phytol and untriacontano are present in the two seasons but in different amounts (19.4%, 9.8% and 7.5% during the dry season, and 17.0 %, 14.9% and 15.3% in the rainy season, respectively). The essential oil from rainy season was not effective against to the oral bacteria Gram positive and Gram negative tested. However, showed significant antifungal activity with MIC 1000 mg L-1 against Candidas. Thus, the promising results with respect to biological assays of ethanolic extract and partitions from B. laevifolia contributed to the chemical and biological knowledge of the species B. laevifolia.

Estudo fitoquímico e biológico das folhas de Banisteriopsis argyrophylla (A. Juss.) B. Gates (Malpighiaceae)

With the increasing fungi resistance compared with existing drugs on the market and the side effects reported by some compounds with antioxidant properties and enzymatic inhibitors, in particular against α-amylase and α-glucosidase, the discovery of new compounds with biological potential, becomes a need. In this context, natural products can be an important source for the discovery of new active molecular architectures. Then, this study aimed to evaluate the antioxidant activity, the enzymatic inhibitory activity of α-amylase and α-glucosidase, the antifungal and cytotoxic activities of ethanolic extract (EE) the leaves of Banisteriopsis argyrophylla (Malpighiaceae) and their fractions, obtained by liquid-liquid extraction using solvents of increasing polarity. The antioxidant activity was evaluated by the free radical DPPH scavenging method (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) and the ethyl acetate fractions (FAE) and n-butanol (FB) were the most active, confirmed by the peak current and the oxidation potential obtained by differential pulse voltammetry (DPV). The inhibitory activity of the α-amylase and α-glucosidase was analyzed considering the reactions between substrates α-(2-chloro-4-nitrophenyl)-β-1,4-galactopiranosilmaltoside (Gal-α-G2-CNP) and 4-nitrophenyl-α-D-glucopyranoside (p-NPG), respectively. Initially, it was found that the EE showed considerable activity against α-amylase (EC50 = 2.89±0.1 μg m L–1) compared to the acarbose used as positive control (EC50 = 0.08±0.1 μg mL–1) and that did not showed promising activity against the α-glucosidase. After this observation we evaluated the inhibitory activity of α-amylase fractions, with FAE (EC50 = 2.33±0.1 μg mL–1) and FB (EC50 = 2.57 ± 0.1 μg mL–1) showing the best inhibitions. The antifungal activity was evaluated against Candida species, and the FAE had better antifungal potential (MIC's between 93.75 and 11.72 μg mL–1) compared with amphotericin as positive standard (MIC = 1.00 and 2.00 μg L–1 for C. parapsilosis and C. krusei used as controls, respectively). The EE (CC50 = 360.00 ± 12 μg mL–1) and fractions (CC50's> 270.00 μg mL–1) were considerably less toxic to Vero cells than the cisplatin used as positive control (CC50 = 7.01 ± 0 6 μg mL–1). The FAE showed the best results for the activities studied, this fraction was submitted to ultra performance liquid chromatography coupled with mass spectrometry (UPLC-MS)), and the following flavonoids have been identified: (±)-catechin, quercetin-3-O-β-D-Glc/ quercetin-3-O-β-D-Gal, quercetin-3-O-β-L-Ara, quercetin-3-O-β-D-Xyl, quercetin-3-O-α-L-Rha, kaempferol-3-O-α-L-Rha, quercetin-3-O-(2''-galoil)-α-L-Rha, quercetin-3-O-(3''-galoil)-α-L-Rha and kaempferol-3-O-(3''-galoil)-α-L-Rha,. FAE was submitted to column chromatography using C18 phase, and (±)-catechin was isolated (FAE-A1, 73 mg) and three fractions consisting of a mixture of flavonoids were obtained (FAE-A2, FAE-A3 and FAE-A4). These compounds were identified by thin layer chromatography (TLC) and (–)-ESI-MS. The (±)-catechin fraction showed an MIC = 2.83 μg ml–1 in assay using C. glabrata, with amphotericin as positive control. The fractions FAE-A2, FAE-A3, FAE-A4, showed less antifungal potential in tested concentrations. The identified flavonoids are described in the literature, regarding their antioxidant capacity and (±)-catechin, quercetin-3-O-Rha and kaempferol-3-O-Rha are described as α-amylase inhibitors. Thus, B. argyrophylla is an important species that produces compounds with antioxidant potential that can be related to the traditional use as anti-inflammatory and also has antifungal compounds and inhibitors of α-amylase. Therefore, these leaves are promising resources for the production of new drugs.

Avaliação da Capacidade Antioxidante e da Estabilidade Após Embalamento a Vácuo de Hambúrgueres de Pata-roxa (Scyliorhinus canicula).

Toneladas de pescado são desperdiçadas diariamente aquando do processamento do peixe e o hambúrguer de pata-roxa foi desenvolvido para reaproveitar esse pescado subvalorizado e para ser uma fonte nutricional rica em antioxidantes. No presente trabalho, pretendeu-se comprovar o potencial antioxidante antes e após o tratamento térmico do hambúrguer de pata-roxa, e o potencial citotóxico e antiproliferativo sobre um modelo celular do cancro da mama (MCF-7). Foi também observada a estabilidade do hambúrguer de pata-roxa embalado a vácuo e refrigerado. A extração dos compostos fitoquímicos foi realizada com solventes de polaridade distinta (água, metanol e diclorometano) e com diferentes durações do processo (12h e 24h). O tratamento térmico aplicado foi vinte minutos a 180ºC. O potencial antioxidante foi avaliado pela capacidade de redução do radical livre 1,1-difenil-2-picrilhidrazil (DPPH) e pela capacidade de redução de radicais de oxigénio (ORAC), e através da quantificação total de polifenóis (QTP) pelo método de Folin-Ciocalteu (FC). O potencial citotóxico e antiproliferativo foi avaliado na linha celular MCF-7, cujos resultados foram revelados por ensaios espectrofotométricos (método do brometo de 3- (4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difenil tetrazólio (MTT)) e fluorimétricos (método de acetoxi-metil éster de calceína (calceína-AM)). A estabilidade do hambúrguer de pataroxa em vácuo e refrigerado foi avaliada através do estudo microbiológico com metodologias de referência (contagens de “totais” e produtores de sulfureto de hidrogénio (H2S) aeróbios e anaeróbios, esporos de Clostridium sulfitos-redutores, enterobactérias, Escherichia coli e pesquisa de Salmonella spp.), da determinação do índice de ácido tiobarbitúrico (TBA) e da avaliação da cor do hambúrguer pelo sistema CIE-L*a*b*. Os ensaios de DPPH e ORAC comprovaram a atividade antioxidante do extrato de hambúrguer de pata-roxa (metanol, 12h) com 79,5% de redução do DPPH e 8603,01μmol ET/100g para amostras sem tratamento térmico, e 87,4% de redução do DPPH e 2567,27μmol ET/100g para amostras com tratamento térmico. Quanto ao conteúdo fenólico, os extratos (metanol, 12h) revelaram 17,13mg EAG/100g do hambúrguer cru e 31,81mg EAG/100g do hambúrguer cozinhado. A extração de 24 horas não aumentou a quantidade de compostos fitoquímicos presentes no extrato. O hambúrguer apenas revelou ainda um potencial citotóxico in vitro relevante na linha celular MCF-7 (1mg/mL, 24h).Apesar do abuso observado na temperatura de armazenamento em refrigeração (temperatura média de 10,3ºC), o hambúrguer de pata-roxa cru, quando submetido ao embalamento a vácuo, apresentou um aumento no período de vida útil de prateleira de 4 dias relativamente à pata-roxa. Foi detetada a presença de esporos de Clostridium sulfito-redutores e 1,0x101ufc E. coli por 1g de hambúrguer de pata-roxa. Não foi detetada a presença de Salmonella spp. O índice de TBA manteve-se estável, mas o hambúrguer de pata-roxa sofreu uma perda na vivacidade (Cab) e na tonalidade (hab) da cor ao fim de 6 dias em refrigeração. É necessário continuar o estudo para melhorar o novo produto alimentar funcional, mas o presente trabalho permitiu concluir que o hambúrguer de pata-roxa reúne as condições para ter um elevado potencial antioxidante, apresentar maior estabilidade em armazenamento e, em simultâneo, constituir uma solução para o desperdício de pescado.

Avaliação da sensibilidade ao H2O2 de diferentes linhas celulares humanas: estabelecimento de modelos celulares para avaliação da capacidade antioxidante de moléculas ou extratos

Os organismos marinhos são considerados uma fonte de novos compostos bioativos com enorme potencial biotecnológico. As bactérias associadas a macroalgas têm vindo a ser estudadas devido à produção de metabolitos secundários com atividades biológicas. Neste trabalho foram isoladas e identificadas 90 bactérias associadas às macroalgas Asparagopsis armata, Bifurcaria bifurcata e Sphaerococcus coronopifolius com diferentes características fenotípicas, sendo identificadas relativamente ao seu género através da sequenciação do gene 16S RNA. A extração de compostos bioativos foi realizada com os solventes metanol e diclorometano (1:1). A capacidade antioxidante dos extratos das bactérias associadas foi avaliada através do método fluorimétrico ORAC (oxygen radical absorbent capacity), da quantificação total de polifenóis (QTP) e da capacidade de redução do radical 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH). O efeito citotóxico do H2O2 foi testado nos modelos celulares SH-SY5Y, MCF-7 e HepG-2, representativos de células humanas neuronais, epiteliais da glândula mamária e hepáticas, respetivamente. Os extratos com maior capacidade antioxidante foram testados nos modelos celulares em condições de stress oxidativo induzido pelo H2O2. Os resultados foram revelados pelo método de 3-[4,5- dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT). O género de bactérias mais representativo identificado em associação com Asparagopsis armata, Bifurcaria Bifurcata e Sphaerococcus coronopifolius foi Vibrio sp. com 40%, 48,72% e 28,57%, respetivamente. Os géneros de bactérias menos representativos identificados em associação com Asparagopsis armata foram Bacillus sp., Cobetia sp. e Erwinia sp., com uma ocorrência de 3,33%. Por sua vez, Citricoccus sp., Cellulophaga sp., Ruegeria sp. e Staphylococcus sp. foram os géneros de bactérias menos representativos associados a Bifurcaria Bifurcata (2,56%). Os géneros menos representativos identificados em associação com Sphaerococcus coronopifolius foram Bacillus sp. e Holomonas sp. com uma ocorrência de 9,52%. O extrato da bactéria associada que apresentou maior potencial antioxidante avaliado pelos métodos de ORAC (3603,66 ± 80,14 μmol eq. Trolox/g extrato), QTP (53,854 ± 3,02 mg eq. ácido gál./g extrato) e DPPH (20,21 (14,41-28,34) μg.mL-1) foi a BB16 (Shewanella sp.), associada à alga Bifurcaria bifurcata. O efeito induzido pelo H2O2 foi bastante distinto na redução da viabilidade celular, com IC50 distintos, nas células SH-SY5Y (206,0 μM (150,4 – 282,2)), MCF-7 (450,2 μM (388,0 – 522,5)) e HepG-2 (1058,0 μM (847,3 – 1321,0)).A elevada atividade antioxidante do extrato da bactéria associada à alga Bifurcaria bifurcata (0,1mg.mL-1; BB16 – Shewanella sp.) permitiu a prevenção do efeito induzido pelo H2O2 na linha celular SH-SY5Y (IC50 - 431,7 μM (360,1 – 517,6). Em conclusão, as bactérias associadas das macroalgas Asparagopsis armata, Bifurcaria bifurcata e Sphaerococcus coronopifolius podem ser uma excelente e interessante fonte de compostos marinhos naturais com um elevado potencial antioxidante.

"Pilado add Value" - valorisation of non-traditional marine resources

Os subprodutos da pesca têm recebido maior atenção devido à perceção dos seus impactos negativos na economia e no ambiente. Contudo, os subprodutos de crustáceos contêm vários compostos que podem ser usados como fonte de biopolímeros, como por exemplo a quitina, tendo esta uma grande variedade de aplicações biotecnológicas. O caranguejo Polybius henslowii, é um recurso marinho extremamente abundante na costa oeste Portuguesa durante os meses de Verão, não sendo contudo aproveitada para fins comerciais. Com este estudo procura-se assim contribuir para a valorização económica deste recurso, como fonte de matéria-prima para a extração de polímeros visando aplicações biotecnológicos. Para avaliar o seu potencial, a quitina foi extraída e quitosano produzido, a partir de distintas partes do corpo de Polybius henslowii: pereópodes e carapaça. O quitosano obtido, serviu, por sua vez, de matéria-prima para a produção de quitosano solúvel em água (WSC) e oligomeros de quitosano (COS), tendo todas as amostras sido caracterizadas e testadas quanto às suas propriedades antibacteriana, antifúngica e antioxidante, redução do radical 1, 1-Difenil-2-picrilhidrazil (DPPH). A caracterização das amostras de quitosano obtidas a partir de ambos os segmentos, demonstraram diferenças quanto ao seu rendimento, peso molecular e viscosidade. Os oligomeros de quitosano (COS) revelaram atividade antibacteriana contra todas as bactérias Gram-negativas testadas e a Gram-positiva, Lactobacillus planctarum (ATCC8014). COS mostraram melhores resultados na concentração mínima inibitória do que WSC contra todos os microrganismos testados, com maior inibição de crescimento demonstrada para Escherichia coli (ATCC10536) entre as concentrações de 0.125-0.0625 mg/mL. Os oligomeros demonstraram também maior atividade na redução do radical DPPH e na atividade antifúngica contra quatro espécies de fungo. A maior capacidade de redução foi obtida pelas amostras de COS obtidos a partir de pereópodes e carapaças (40%) com 1mg/mL de amostra.A capacidade de inibição do crescimento das espécies de fungos testados provou ser maior também para as amostras de oligomeros, do que para o quitosano solúvel em água. A maior atividade observada foi conseguida pelas amostras de pCOS (oligomeros de quitosano de pereópodes) e cCOS (oligomeros de quitosano de carapaças) para Cryphonectria parasitica (DSMZ 62626) com 84.5±3.14% e 85.6±2.27%, respetivamente. Tendo por base os resultados obtidos, é possível concluir pelas características bioquímicas e propriedades biológicas deste recurso marinho não tradicional, Polybius henslowii, suportam a sua utilização por indústrias biotecnológicas, promovendo assim a sua valorização económica. A exploração desta espécie vítima de captura acidental pode também aumentar desta forma a competitividade da atividade pesqueira através da reorientação e diversificação das espécies alvo, com potencial impacto no desenvolvimento sustentável nas comunidades costeiras.

Desenvolvimento de um sumo de fruta com adição da macroalga Gelidium corneum, recorrendo à tecnologia HPP: caracterização físico-química, microbiológica e sensorial

No setor alimentar, o controlo da qualidade dos produtos e dos processos é uma etapa essencial, uma vez que é por este meio que se avaliam os padrões exigidos, quer a nível de legislação, quer a nível de mercado. O presente trabalho teve, como objetivos principais, o desenvolvimento de um novo produto alimentar com adição de algas, bem como o controlo de qualidade a nível de uma unidade fabril de produção de sumos e polpas naturais, à base de hortofrutícolas. De forma a garantir a qualidade na obtenção de produtos, foi realizado, diariamente, o controlo de entradas dos produtos hortofrutícolas, o acompanhamento de processos nas linhas de produção da fábrica e a análise das amostras de referência. Considerando a tendência e potencial de crescimento apresentados pelo setor das bebidas, nomeadamente dos sumos de fruta naturais, juntamente com a incessante procura por ingredientes naturais ricos em vários nutrientes e com propriedades bioativas, tem-se vindo a registar o lançamento de um número considerável de bebidas inovadoras, onde as macroalgas têm merecido um papel de destaque. Desta forma, procedeu-se à elaboração de dois protótipos, nomeadamente, sumo de framboesa e sumo de espinafres, com a adição do extrato da alga Gelidium corneum, estabilizados através do processo de Hiperpressão a frio, com o intuito de se avaliar o impacto desse extrato nos diferentes parâmetros de qualidade dos sumos. No que respeita aos parâmetros físico-químicos, o pH e teor de sólidos solúveis (TSS) foram avaliados após produção (t0), no tempo intermédio (t15) e no tempo final (t30). A cor foi determinada no t0 e no t30 e os restantes parâmetros, como acidez titulável, quantificação total de polifenóis, capacidade de redução do radical DPPH, teor de proteína bruta, teor de cinzas, teor de minerais e oligoelementos e teor de vitaminas (A, B1, B2 e C) foram avaliados no tempo final (t30). Foram, também, avaliados os parâmetros microbiológicos mais significativos, nomeadamente, microrganismos totais a 30 ˚C, Escherichia coli, Salmonella spp, bolores e leveduras (ao t0, t15 e t30) e realizou-se uma avaliação sensorial ao 29.º dia após produção. Estes sumos apresentaram-se microbiologicamente estáveis, não se tendo verificado crescimento microbiológico durante o período de armazenamento de 30 dias. A análise dos resultados físico-químicos permitiram constatar que a adição do extrato da alga Gelidium corneum aos sumos influenciou as suas características, tendo havido um aumento significativo do pH com a consequente diminuição da acidez titulável e um aumento do teor de sólidos solúveis, em comparação com os sumos controlo. Em relação à avaliação da cor, no caso das amostras de sumos de framboesa, verificou-se que a adição do extrato de algas influenciou o parâmetro a*. No entanto, ambas as amostras permitiram a manutenção deste parâmetro, ao longo do tempo. Quanto ao parâmetro b*, as duas amostras de sumo com algas demonstraram uma evolução mais estável, em relação aos respetivos controlos. No que respeita ao teor em minerais, a adição do extrato da alga demonstrou aumentar os teores de magnésio, sódio, potássio e iodo. Em termos sensoriais, o sumo de framboesa com algas obteve maior aceitação por parte do painel de provadores, podendo-se constatar que o atributo da cor foi o que mostrou maiores variações, entre as duas amostras.

Avaliação da estabilidade físico-química de óleo alimentar suplementado com extrato de carqueja

A prevenção da oxidação lipídica, uma das principais causas de degradação de óleos alimentares, pode ser efetuada pela adição de antioxidantes. A preocupação pelo consumo de alimentos mais saudáveis e isentos de aditivos sintéticos tem contribuído para a crescente procura de antioxidantes naturais provenientes de plantas, que possam substituir os antioxidantes sintéticos em óleos e gorduras alimentares. O presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito da adição de extrato de carqueja (Pterospartum tridentatum), em concentrações diferentes (500 mg/kg e 1000 mg/kg), na estabilidade físico-química de óleo alimentar submetido a três ciclos de aquecimento (9 horas cada) a 180ºC e de óleo armazenado à temperatura ambiente durante 30 dias. O extrato de carqueja foi obtido por extração em etanol, tendo-se alcançado um rendimento de 60,2%±0,225. Determinou-se a capacidade antioxidante do extrato de carqueja por avaliação da capacidade de redução do radical 1,1-difenil-2-picrilhidrazil (DPPH) e pelo método de Folin-Ciocalteu. Os resultados demonstraram que o extrato tem uma atividade antioxidante de 61,7%±0,38 e um teor de compostos fenólicos de 22,4 mg de equivalentes de ácido gálico /g de extrato. A estabilidade físico-química do óleo alimentar foi estudada através da análise de diversos parâmetros, nomeadamente acidez, índice de peróxidos, índice de p-anisidina, absorvância no UV, índice de refração, cor e densidade. Os resultados evidenciaram um aumento de todos os parâmetros, com exceção da cor, ao longo do aquecimento do óleo bem como no seu armazenamento à temperatura ambiente. Este aumento foi mais relevante no óleo em processo de aquecimento uma vez que a 180ºC as reações de oxidação ocorrem mais rapidamente do que à temperatura ambiente. Observaram-se alterações mais acentuadas dos parâmetros físico-químicos no óleo sem extrato de carqueja comparativamente ao óleo suplementado com 500mg/kg e 1000mg/kg de extrato, comprovando-se o efeito do extrato de carqueja na redução da oxidação e, consequentemente, no aumento da estabilidade físico-química do óleo alimentar. O óleo suplementado com 1000mg/kg de extrato de carqueja revelou-se o mais estável à oxidação.

Prospeção de compostos bioativos nas macroalgas Himanthalia elongata, Laminaria ochroleuca e Undaria pinnatifida

O presente trabalho teve como principal objetivo caracterizar os metabolitos secundários, compostos lipofílicos e compostos mais polares, de três macroalgas existentes na costa portuguesa, nomeadamente da H. elongata, L. ochroleuca e U. pinnatifida, de forma a contribuir para a sua valorização. Foram realizadas extrações Soxhlet com diclorometano para extrair os compostos lipofílicos, enquanto as frações mais polares foram obtidas por extrações convencionais sólido-líquido, usando diferentes misturas de solventes (acetona:H2O e metanol:H2O:AcOH). Os extratos foram analisados por GC-MS e HPLC-MS. Os extratos polares foram ainda avaliados quanto à sua atividade antioxidante e quanto ao teor de fenóis totais (método de Folin-Ciocâlteau) e florotaninos (método DMBA). A fração lipofílica das três macroalgas estudadas é composta principalmente por ácidos gordos, álcoois alifáticos de cadeia longa e esteróis. O ácido hexadecanóico mostrou ser o composto maioritário das três espécies de algas, seguido dos ácidos octadeca-9-enóico e tetradecanóico. O fucosterol foi o esterol mais abundante encontrado para a H. elongata, enquanto que na L. ochroleuca e na U. pinnatifida foi o 24-metilenocolesterol. Os extratos polares obtidos a partir das duas metodologias de extração apresentaram rendimentos de extração elevados, tendo os extratos acetona:H2O apresentado rendimentos de extração superiores (88.73-92.33 %). Estes extratos mostraram ainda teores de fenóis e florotaninos totais mais elevados, com valores entre 524.03-635.69 g EAG/kg de peso seco e 1.48-1.55 g EFG/kg de peso seco, respetivamente. Os extratos de acetona:H2O no ensaio DPPH apresentaram valores de IC50 entre 6.57-7.64 μg/mL. Estes valores, apesar de serem inferiores ao IC50 do ácido ascórbico, são superiores ao determinado para o antioxidante sintético butil-hidroxitolueno (BHT). O extrato da acetona:H2O da L. ochroleuca foi o que apresentou melhor atividade antioxidante, com um IC50 de 6.57 ± 0.71 μg/mL. A análise por HPLC-DAD-MSn não permitiu até ao momento detetar compostos fenólicos nos extratos obtidos. Estes resultados são uma contribuição relevante para a valorização destas espécies de macroalgas como fonte de fitoquímicos valiosos.

Chemical characterization and evaluation of biological activity of Cynara cardunculus extractable compounds

The Mediterranean species Cynara cardunculus L. is recognized in the traditional medicine, for their hepatoprotective and choleretic effects. Biomass of C. cardunculus L. var. altilis (DC), or cultivated cardoon, may be explored not only for the production of energy and pulp fibers, but also for the extraction of bioactive compounds. The chemical characterization of extractable components, namely terpenic and phenolic compounds, may valorize the cultivated cardoon plantation, due to their antioxidant, antitumoral and antimicrobial activities. In this study, the chemical composition of lipophilic and phenolic fractions of C. cardunculus L. var. altilis (DC), cultivated in the south of Portugal (Baixo Alentejo region) was characterized in detail, intending the integral valorization of its biomass. The biological activity of cultivated cardoon extracts was evaluated in terms of antioxidant, human tumor cell antiproliferative and antibacterial effects. Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) was used for the chemical analysis of lipophilic compounds. Sixty-five lipophilic compounds were identified, from which 1 sesquiterpene lactone and 4 pentacyclic triterpenes were described, for the first time, as cultivated cardoon components, such as: deacylcynaropicrin, acetates of β- and α-amyrin, lupenyl acetate and ψ-taraxasteryl acetate. Sesquiterpene lactones were the major family of lipophilic components of leaves (≈94.5 g/kg), mostly represented by cynaropicrin (≈87.4 g/kg). Pentacyclic triterpenes were also detected, in considerably high contents, in the remaining parts of cultivated cardoon, especially in the florets (≈27.5 g/kg). Taraxasteryl acetate was the main pentacyclic triterpene (≈8.9 g/kg in florets). High pressure liquid chromatography-mass spectrometry (HPLC-MS) was utilized for the chemical analysis of phenolic compounds. Among the identified 28 phenolic compounds, eriodictyol hexoside was reported for the first time as C. cardunculus L. component, and 6 as cultivated cardoon components, namely 1,4-di-O-caffeoylquinic acid, naringenin 7-O-glucoside, naringenin rutinoside, naringenin, luteolin acetylhexoside and apigenin acetylhexoside. The highest content of the identified phenolic compounds was observed in the florets (≈12.6 g/kg). Stalks outer part contained the highest hydroxycinnamic acids abundance (≈10.3 g/kg), and florets presented the highest flavonoids content (≈10.3 g/kg). The antioxidant activity of phenolic fraction was examined through 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging assay. Stalks outer part, and receptacles and bracts extracts demonstrated the highest antioxidant effect on DPPH (IC50 of 34.35 μg/mL and 35.25 μg/mL, respectively). (cont.) abstract (cont.) The DPPH scavenging effect was linearly correlated with the total contents of hydroxycinnamic acids (r = -0.990). The in vitro antiproliferative activity of cultivated cardoon lipophilic and phenolic extracts was evaluated on a human tumor cells line of triple-negative breast cancer (MDA-MB-231), one of the most refractory human cancers to conventional therapeutics. After 48 h of exposition, leaves lipophilic extract showed higher inhibitory effect (IC50 = 10.39 μg/mL) than florets lipophilic extract (IC50 = 315.22 μg/mL), upon MDA-MB-231 cellular viability. Pure compound of cynaropicrin, representative of the main compound identified in leaves lipophilic extract, also prevented the cell proliferation of MDA-MB-231 (IC50 = 17.86 μM). MDA-MB-231 cells were much more resistant to the 48 h- treatment with phenolic extracts of stalks outer part (IC50 = 3341.20 μg/mL) and florets (IC50 > 4500 μg/mL), and also with the pure compound of 1,5-di-O-caffeoylquinic acid (IC50 = 1741.69 μM). MDA-MB-231 cells were exposed, for 48 h, to the respective IC50 concentrations of leaves lipophilic extract and pure compound of cynaropicrin, in order to understand their ability in modelling cellular responses, and consequently important potentially signaling pathways for the cellular viability decrease. Leaves lipophilic extract increased the caspase-3 enzymatic activity, contrarily to pure compound of cynaropicrin. Additionally, leaves lipophilic extract and pure compound of cynaropicrin caused G2 cell cycle arrest, possibly by upregulating the p21Waf1/Cip1 and the accumulation of phospho-Tyr15-CDK1 and cyclin B1. The inhibitory effects of leaves lipophilic extract and cynaropicrin pure compound, against the MDA-MB-231 cell proliferation, may also be related to the downregulation of phospho-Ser473-Akt. The antibacterial activity of cultivated cardoon lipophilic and phenolic extracts was assessed, for the first time, on two multidrug-resistant bacteria, such as the Gram-negative Pseudomonas aeruginosa PAO1 and the Gram-positive methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), two of the main bacteria responsible for health care-associated infections. Accordingly, the minimum inhibitory concentrations (MIC) were determined. Lipophilic and phenolic extracts of florets did not have antibacterial activity on P. aeruginosa PAO1 and MRSA (MIC > 2048 μg/mL). Leaves lipophilic extract did not prevent the P. aeruginosa PAO1 growth, but pure compound of cynaropicrin was slightly active (MIC = 2048 μg/mL). Leaves lipophilic extract and pure compound of cynaropicrin blocked MRSA growth (MIC of 1024 and 256 μg/mL, respectively). The scientific knowledge revealed in this thesis, either by the chemical viewpoint, or by the biological viewpoint, contributes for the valorization of C. cardunculus L. var. altilis (DC) biomass. Cultivated cardoon has potential to be exploited as source of bioactive compounds, in conciliation with other valorization pathways, and Portuguese traditional cheeses manufacturing.

Efeito da adição de óleo essencial de Origanum vulgar e Ocimum gratissimum L. no perfil lipídico da gordura de palma usada em fritura de batata tipo chips

The objective of this study was to determine the antioxidant effect of essential oregano and alfavaca oil on the fatty acid profile of palm oil, used in industrial potato chips processing, aiming to reduce the oxidative state of palm oil. Essential oregano oil was obtained from industrial residues and commercial essential oregano oil was also acquired. The antioxidant activity of Oregano’s essential oil was taken by DPPH method. The DPPH analysis of the essential oil of oregano residue resulted in an IC50 of 797.04 mg.mL-1 and the essential oil of commercial oregano was 424.25 mg.mL-1. Regarding the content of total phenols, the essential oil of commercial oregano showed 0.167 ± 0.058 ug EAG.g-1. Based on these results, concentrations of 50, 100 e 150ug.g-1 of commercial oregano essential oil was added to palm oil and the fatty acid profile was determined by gas cromatography. Analysis were done with palm oil without being used in frying processes and without added essential oil, as well as with the different essential oil concentrations submitted at three frying processes at one single day. In the second part of the project, the effect of oreganos’s comercial essential oil compared to alfavacão essential oil, at the concentration of 100ug.g-1 in palm oil, and submitted to three frying processes during eleven cycles, was studied. The lipid profile was similar to that described in the literature, which an increase in the number of frying times caused a polyunsaturated fatty acids decrease and, therefore, a proportional increase in saturated fatty acids. It was noted an increase in the amounts of total saturated fatty acids from 43.36% (control) to 43.60% (palm oil with essential oil after 11 frying cycles at the concentration of 100ug.g-1). This fact proves that during the frying process, there is an increase in the rate of formation of saturated fatty acids. However, the addition of oregano essential oil did not provide significant change in the fatty acids of palm oil used in frying process of potato chips. The addition of oregano essential oil in a concentration of 100 ug./mL-1 until the third frying cycle showed a reduction effect of trans fatty acid formation. Although, during 11 frying cycles it was not noticed the essential oil effect under trans fatty acid formation. It can be suggested that this factor may be correlated to the frying time, which may not have been sufficient for significant formation of saturated and trans compounds.

Crescimento celular e produção de carotenoides pela microalga haematococcus pluvialis

O crescimento celular da microalga Haematococcus pluvialis e a bioprodução de carotenoides são influenciados pelas diferentes condições de cultivo. Dentre os corantes naturais, a astaxantina tem importante aplicação farmacêutica, cosmética e na indústria de alimentos. Este pigmento além de colorir, possui propriedades biológicas, dentre elas a atividade antioxidante. A produção de astaxantina através do cultivo de H. pluvialis pode alcançar até 4% do peso seco da microalga. O objetivo desse trabalho foi avaliar o crescimento celular, bem como a produção de carotenoides pela microalga Haematococcus pluvialis em diferentes condições de cultivo e a atividade antioxidante dos extratos carotenogênicos. Foram utilizados os meios autotróficos Blue Green-11 (BG-11), BAR (Barbera Medium) e BBM (Bold Basal Medium) e os meios mixotróficos BBM e glicose e BBM e acetato de sódio, empregando 10 ou 20% de inóculo em pHs iniciais de 6, 7 ou 8, aeração de 0,30 L.min-1 , sob iluminância de 6 Klx, 24±1ºC durante 15 dias em fotobiorreatores de 1 L. A concentração celular foi avaliada diariamente através de leitura de absorvância a 560 nm. A ruptura celular foi realizada através de 0,05 g de células secas com 2 mL de dimetilsulfóxido e a concentração de carotenoides totais determinada a partir de leitura espectrofotométrica a 474 nm. Os meios de cultivo BG-11, BBM e glicose e BBM e acetato de sódio apresentaram, respectivamente, o maior crescimento celular e produção de carotenoides totais de 0,64, 1,18 e 0,68 g.L-1 , e 3026,66, 2623,12 e 2635,38 µg.g-1 , empregando 10% de inóculo em pH inicial de 7. Com base nesses resultados, foram selecionados esses três meios para dar continuidade ao trabalho. O meio de cultivo BBM e acetato de sódio obteve o melhor valor de concentração celular máxima, com 1,29±0,07 g.L-1 e de carotenoides totais 5653,56 µg.g-1 empregando pH inicial de 7 e concentração de inóculo de 20%. Este meio foi selecionado para a realização dos cultivos com injeção de 30 % de CO2 uma vez ao dia durante 1 hora, realizados durante 22 dias, em pH inicial de 7 e 20% de inóculo, com 30% de injeção de CO2 uma vez ao dia durante 1 hora. Nestas condições o crescimento celular alcançou o máximo de 1,13 g.L-1 (10 dias), carotenoides totais específicos de 2949,91 µg.g-1 e volumétricos de 764,79 µg.g-1 .L-1 (22 dias). A capacidade antioxidante dos extratos carotenogênicos também foi avaliada pelos métodos DPPH, FRAP e ABTS, não sendo possível quantificá-la através do DPPH e FRAP. Por outro lado, utilizando o método ABTS, em 90 minutos de reação, o poder de inibição encontrado foi de 35,70 % μg-1 . Assim, a condição que mais se destaca é a utilização do meio de cultivo BBM e acetato de sódio, com pH inicial 7, com 20% de inóculo, 0,30 L.min-1 de aeração, 6 Klx e 24±1ºC, uma vez que o crescimento celular e a bioprodução de carotenoides foi significativamente superior quando comparada às demais condições estudadas. Além disso, os carotenoides produzidos pela H. pluvialis, nesta condição, apresentaram capacidade antioxidativa.

Seleção de jabuticabeiras juvenis considerando o vigor, o potencial antioxidante e a tolerância a geadas

The jabuticaba tree has great potential for commercial exploitation. However, its is very little used. This fact shows to be necessary to do studies that allow understand their growth behavior during the year and, if it is tolerant to frost. So that it can establish management strategies for cultivation in orchard. Other point, it is the fact that the long juvenile period of jabuticaba tree limits its use. However, many species have compound leaves that characterize them as functional compounds, what to posible its commercialization. If the leaf jabuticaba tree also present such nutraceutical compounds, this it may become an alternative source of income until the plant to start its yield. The objectives of this study were to analyze the growth behavior, the occurrence of flowering and fruit set, and the frost tolerance of jabuticaba tree genotypes present in the collection of Native Fruit from UTFPR – Câmpus Dois Vizinhos. Associated growth analysis was made evaluation of genetic divergence among these genotypes, checking the adaptive behavior in orchard condition through adaptability and stability analysis based on growth measures to stem and shoots; estimating the repeatability coefficient of stem length of characters and primary shoots, and determine the minimum number of evaluations able to provide certain levels of prediction of the actual value of these individuals. Also determined the genetic divergence among genotypes as the leaves of antioxidant activity by DPPH and ABTS methods, as well as the determination of total phenolics. The genotypes studied were put in orchard in 2009. The growth response in the three cycles was variable between months and genotypes, what it can be difficult the practices in the orchard if it do not use clones. Genotypes 'Silvestre' and 'Açú' showed greater width and leaf area compared with other genotypes, but such behavior is not favored for increased stem growth and primary shoots. Foliar increments in most genotypes occurred in the fall for leaf width, spring for length and leaf area, despite the winter also arise with genotypes, it showed superiority to width and leaf area. Most jabuticabas trees were juvenile stage with only four starting at its transition between the vegetative and reproductive phase. Tolerance to frost was observed in 26 families jabuticabeira of the 29 present in the collection. The diversity among the genotypes was to change with the time, already in each cycle, there was the formation of different groups by the methods used. The methods tested for adaptability and stability of the jabuticaba tree growth behavior did not show the same pattern in the results. The number of measurements needed to predict the actual value of genotypes based on variables evaluated was approximately one to the stem length and four for the shoots based on the method of main components of covariance with 90% probability. he antioxidant activity of the extracts of leaves of jabuticaba tree genotypes were demonstrated high when compared to other species by methods DPPH and ABTS, as well as the amount of phenolic compounds. Genotype 'Silvestre' and 'IAPAR' showed the highest antioxidant activity in the leaves. However, the genetic divergence among genotypes jabuticaba tree from collection of Native Fruit trees at UTFPR - Câmpus Dois Vizinhos for antioxidant activity leaves showed that they have great homogeneity among them and the low divergence. However, it is recommended as possible hybridization the use as parents, José 4, IAPAR 4 and Fernando Xavier genotypes.

Hidrolisados protéicos de anchoita (engraulis anchoita): obtenção, atividade antioxidante e aplicação em embutido emulsionado

Uma alternativa para pescados subaproveitados e subprodutos da industrialização de pescado é o desenvolvimento de processos para recuperação e/ou alteração das proteínas musculares de pescados. O objetivo deste trabalho foi a obtenção de hidrolisados protéicos de carne mecanicamente separada (CMS) de anchoita (Engraulis anchoita) e a avaliação da sua atividade antioxidante, aplicando-os bem embutido preparado com o surimi de anchoita. Foram produzidos diferentes hidrolisados com as enzimas microbianas Alcalase, Flavourzyme e Protamex, fixando a concentração de substrato e de enzima e os parâmetros pH e temperatura foram variados. Os hidrolisados foram efetivos contra a inibição da peroxidação lipídica (43,8±0,2%) e no poder redutor, onde o hidrolisado com a enzima Flavourzyme em 1 hora de reação mostrou-se mais efetivo. No seqüestro de radicais livres, como o DPPH, o hidrolisado com a enzima Flavourzyme, obtido em tempo de hidrólise de 5 horas, alcançou valores acima de 45,0% em concentração de 5 mg/mL. Na produção de surimi foram testadas lavagens da CMS de anchoita com soluções de bicarbonato de sódio 0,5%, ácido fosfórico 0,05% e cloreto de sódio 0,3%. O maior rendimento (90,5%) e uma coloração mais clara (W= 50,24±1,81) foram encontrados no surimi obtido por lavagens com bicarbonato de sódio e cloreto de sódio (BS), em comparação ao surimi que se utilizou água, ácido fosfórico e cloreto de sódio (AF) ou com soluções de cloreto de sódio, ácido fosfórico e bicarbonato de sódio (AB). Na força de gel o surimi AF (1154,25 ± 4,37 g.mm) obteve maior valor, sendo utilizado para a produção de salsichas. Foram analisadas diferentes concentrações de surimi (70, 75 e 80%) em salsichas, que foram submetidas às análises de cor e textura. Não houve influência da concentração de surimi nas características tecnológicas da salsicha, exceto nos valores de luminosidade. A salsicha com 75% de surimi de anchoita foi caracterizada pela composição proximal, valor energético total (VET) e conteúdo de sódio. A salsicha com surimi e comercial apresentou composição semelhante. O produto com surimi apresentou menor VET (193,7Kcal/100g) e conteúdo de sódio (520 mg/100g) que a salsicha comercial. Nas condições de estudo, no embutido emulsionado, não foi verificada ação antioxidante de hidrolisados, porém houve efeito sobre a CMS de anchoita.

Obtenção de biopeptídeos com atividade antioxidante a partir de proteínas de origem animal

Pele, ossos, espinhas, entre outros, separados durante o processamento de produtos cárneos podem ser uma boa fonte de proteína, especialmente de colágeno. Para obtenção de colágeno nativo a partir de ossos é necessário um tratamento prévio de desproteinização e desmineralização. Portanto, o objetivo deste trabalho foi determinar os melhores parâmetros para a desmineralização de ossos de pescado e frango utilizando soluções de HCl e EDTA um complexante de íons metálicos. O melhor efeito da desmineralização foi obtido com solução de HCl 1,0 mol/L. Após 48 h de extração, 99,4 e 95,4% das substâncias minerais foram solubilizadas para os ossos de pescado e para ossos de frango, respectivamente. Paralelamente, a menor perda de colágeno também foi observada nessas condições. O processo realizado empregando soluções de EDTA foi menos eficaz do que com solução de HCl. Após 48 h de extração com EDTA 0,1 mol/L, 37,5 e 32,4% dos compostos minerais foram removidos dos ossos de pescado e dos ossos de frango, respectivamente. Uma maior eficiência foi alcançada com solução de EDTA 0,5 mol/L. O rendimento do processo foi de cerca de 66,6% a partir dos ossos de pescado e 70,6% a partir os ossos de frango. A desmineralização com EDTA não provocou perda de colágeno.