Nanoporous carbons from sisal residues and their application in hybrid TiO2/carbon photocatalysts for the removal and degradation of phenol in solution

Tese de doutoramento, Química (Química Tecnológica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016

Extração e caracterização de extratos de Jatropha gossypiifolia L.: avaliação da sua atividade antimicrobiana e antioxidante

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de mestre em Engenharia Química e Biológica

Avaliação da actividade antioxidante em diferentes tipos de bebidas: vinho e cerve

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Tecnologia Alimentar/Qual

Caracterização de propriedades nutricionais e antioxidantes de chás do Arquipélago dos Açores e valorização dos seus resíduos

Neste trabalho estudou-se a composição e actividade antioxidante de chás verdes e pretos (8 provenientes dos Açores, e 11 de outras origens), 4 chás vermelhos e 6 tisanas de ervas. A composição mineral das folhas de chá e das correspondentes infusões de 5 e 15 minutos foi avaliada no que se refere aos macroelementos (K, Ca, Mg e Na) com valor nutricional e ao alumínio (Al), tendo-se verificado que as suas concentrações dependem do tipo de chá e do tempo de infusão. A actividade antioxidante dos chás e tisanas foi avaliada pela reacção de Folin Ciocalteu, a actividade antiradicalar (DPPH) e actividade redutora férrica (FRAP). Estas actividades aumentaram ou diminuiram com o tempo de infusão e dependendo do tipo de chá e do teste específico o que indica diferentes cinéticas de extracção e degradação de compostos específicos. Os compostos fenólicos dos chás foram quantificados por HPLC-DAD e agrupados nas famílias de catequinas, metilxantinas, ácidos hidroxibenzóicos e hidroxicinâmicos, teoflavinas, flavonas, flavonóis, e seus derivados glicosilados e/ou acilados. A cinética de extracção destes compostos foi avaliada em dois chás dos Açores para tempos de infusão entre 5 min e 60 min. Testaram-se diferenças significativas na composição dos chás e correlações entre composição e actividade antioxidante. A valorização de resíduos dos chás Gorreana como matérias-primas para a produção de suplementos nutracêuticos foi estudada efectuando a extracção de dois chás dos Açores e de dois resíduos de chá utilizando água, etanol acetona e suas misturas. Os resultados mostraram que a polaridade do solvente afectou significativamente o teor de polifenóis, actividade antioxidante e actividade antimicrobiana dos extractos. Os extractos de chá verde inibiram o crescimento de bactérias gram-positivas (Staphylococcus aureus e Staphylococcus aureus resistentes à meticilina), e observou-se uma correlacção forte entre teor de polifenóis e as actividades antioxidante e antimicrobiana de extractos de chá.

Aplicação de sub-produtos da “ginginha” de Óbidos em formulações tópicas: um estudo preliminar

Nos últimos anos estudos efectuados com frutos vermelhos têm revelado a sua riqueza em compostos bioactivos,sobretudo devido a presença de compostos polifenólicos. Neste trabalho foram avaliados os sub-produtos da ginja (Prunus cerasus L.) resultantes da indústria do licor de Óbidos, através da determinação do seu conteúdo em compostos fenólicos totais e, em particular, em antocianinas. As amostras de folhagens (pedúnculos e folhas) e de bagaço (película e película+caroço) foram extraídas por maceração através de 2 métodos de extracção diferentes, utilizando o etanol e o metanol como solventes. Na generalidade observaram-se diferenças significativas entre os teores em fenóis totais e antocianinas, quer dos extractos obtidos a partir de diferentes fracções (folhagem ou bagaço), quer dos extractos obtidos a partir da mesma fracção mas utilizando diferentes solventes. Os extractos das folhagens apresentaram valores de fenóis totais mais elevados que os extractos de bagaço. O metanol foi o solvente mais eficaz na extracção dos fenóis totais e das antocianinas para todas as amostras em estudo. Para as amostras de bagaço as amostras sem caroço (amostras de película) foram as que apresentaram valores mais elevados de fenóis totais e de antocianinas. Os resultados obtidos apontam no sentido dos sub-produtos agro-industriais analisados poderem constituir uma promissora fonte de compostos polifenólicos de custo reduzido, com potencial para aplicação em formulações dermocosméticas. Estudos futuros serão efectuados para avaliar o potencial destes resíduos como ingrediente antioxidante.

Estudo químico e biológico em lupinus lanatus bentham (leguminosae-faboideae)

Flavonóides são compostos fenólicos de ampla ocorrência na natureza exercendo diversas funções fisiológicas nos vegetais. Na família Leguminosae estes metabólitos secundários exercem o papel de antimicrobianos (fitoalexina e/ou fitoanticipinas) e como moléculas sinalizadoras, na simbiose com bactérias do solo no processo de fixação biológica do Nitrogênio. O gênero Lupinus, pertencente a esta família, é encontrado em todas as regiões fisiográficas do estado do Rio Grande do Sul. Entretanto, não existem relatos de estudos químicos ou microbiológicos. Neste trabalho, foi analisado o perfil químico de folhas, flores, raízes, nódulos e legumes da espécie Lupinus lanatus. Foram isolados oito compostos fenólicos, dois deles não foram identificados devido ao baixo rendimento, um derivado do ácido cafeico isolado a partir das raízes teve sua estrutura parcialmente identificada. Quatro flavonóides tiveram suas estruturas elucidadas por métodos espectroscópicos e espectrométricos; três flavonas-C-glicosiladas: citisosídeo a partir das flores e folhas, ramnosil-O-vitexina e ramnosil-O-citisosídeo, a partir das folhas; e a isoflavona angustona A, a partir dos nódulos. Foi analisada a atividade antimicrobiana das flavonas pelo método da bioautografia frente a Bradyrhizobium sp. e Agrobacterium sp., microrganismos simbionte e patógeno, respectivamente, sendo que nenhum metabólito obteve resultado positivo, entretanto quando analisados pelo mesmo método frente a Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae e Escherichia coli o resultado foi positivo para ramnosil-O-vitexina. Foi avaliada a atividade antioxidante pelo método da DPPH para as flavonas, onde citisosídeo obteve resultado positivo.

Comparação de parâmetros de dano oxidativo em atletas profissionais de voleibol de quadra, jogadores de vôlei de praia e indivíduos não treinados, quando submetidos a exercício em cicloergômetro

Radical livre é qualquer substância, átomo ou molécula capaz de existir independente, e que possua elétrons desemparelhados em seu último orbital energético. Uma vez formados, começam uma série de reações, podendo levar a danos em biomoléculas (lipídeos, proteínas e também o DNA). Os radicais livres podem ser gerados, entre outras formas, pelo exercício físico aeróbio, que eleva o consumo de oxigênio (VO2) entre 10-15 vezes mais que em situação de repouso, essa elevação induz uma maoir atividade mitocondrial, onde aproximadamente 5% do oxigênio utilizado na mitocôndria, como aceptor de eletrons, é liberado na forma de superóxido. Porém, especula-se que as espécies reativas de oxigênio, são geradas no exercício anaeróbio por um aumento na atividade da xantina oxidase, pela liberação de prótons, provocada pela acidose láctica (que em estudos in vitro, mostrou ser um potente fator pró-oxidante), por uma atividade aumentada da óxido nítrico sintase, pela autooxidação de catecolaminas, pela síndrome de esquemia/reperfusão, entre outras fontes. O organismo, para se proteger desses danos oxidativos, possui dois tipos de proteção antioxidante, a enzimática: como a catalase, a superóxido dismutase e a glutationa peroxidase, e o sistema antioxidante não-enzimatico, onde, podemos citar dentro de uma vasta lista: ácido úrico, vitaminas E, A e C, bilirrubina, albumina e compostos fenólicos, entre outros. O treinamento físico induz adaptações antioxidante ao organismo dos indivíduos, onde os sujeitos são expostos cronicamente a condição de estresse oxidativo, que é onde a formação de espécies reativas de oxigênio é maior que a capacidade protetora, e isto faz com que ocorra um aumento na atividade ou conteúdo dos antioxidantes, ou então que a produção desses oxidantes seja menor. Com isso, o objetivo desse estudo foi comparar o estresse oxidativo induzido pelo exercício, através de aspectos bioquímicos e fisiológicos comparando atletas profissionais de voleibol de quadra, jogadores de vôlei de praia e indivíduos não treinados. Todos os sujeitos foram voluntários, do sexo masculino, não fumantes, sem fazer uso de drogas/suplementos/medicamentos, não ingeriram bebidas alcoólicas, assim como também não praticaram atividade física exaustiva 48 h antes dos testes. Os sujeitos executaram um teste máximo de carga progressiva para determinar o consumo máximo de oxigênio, servindo para determinação da carga do teste aeróbio submáximo de 1 hora, que foi igual para todos os voluntários (10% abaixo do segundo limiar ventilatório), além do teste anaeróbio Wingate com 30 segundos de duração. Os indivíduos receberam a prescrição de uma dieta padrão, que se constituiu 100% da RDA para cada indivíduo.

Análise botânica, química e biológica comparativa entre flores das espécies sambucus nigra L. e sambucus australis cham. & Schltdt. e avaliação preliminar da estabilidade

Flores das espécies Sambucus nigra, de origem européia, e Sambucus australis, nativa da América do Sul (Caprifoliaceae), denominadas sabugueiro e sabugueirodo- brasil, respectivamente, são utilizadas popularmente sob forma de infusão, como antiinflamatórias, laxativas e para condições febris resultantes de afecções do trato respiratório. Estudos prévios para S. nigra indicam compostos fenólicos como principais constituintes químicos, sendo estes relacionados às principais atividades biológicas avaliadas. Objetivando comparar esta espécie com Sambucus australis, foram realizadas análises botânicas macro e microscópicas das flores, identificando as principais diferenças entre as espécies, tais como o número de lóculos no ovário e presença de idioblastos cristalíferos em algumas estruturas, e observando os possíveis contaminantes (pedicelos). Também foram determinados os parâmetros farmacopéicos: cinzas totais e perda por dessecação. Após a análise química, foi escolhido o flavonóide rutina como marcador das espécies, para realizar análises quantitativas nas 31 amostras adquiridas e / ou coletadas, utilizando método de CLAE previamente validado. Soluções hidroetanólicas apresentaram maior capacidade de extração do produto alvo. Os limites mínimos de rutina observados para ambas as espécies foram de aproximadamente 0,65%. Também foram quantificados, por método espectrofotométrico, os flavonóides totais expressos em quercetina, sendo 0,93% e 1,46% os teores mínimos determinados para S.nigra e S. australis, respectivamente. O estudo da estabilidade acelerada (50°C ± 90% U.R.), avaliando a degradação dos constituintes químicos presentes permitiu sugerir a cinética de degradação de segunda ordem para da rutina nas duas espécies. Comparações de atividades biológicas das espécies foram realizadas pelos ensaios das atividades antiinflamatória (inibição do edema em pata de rato induzido por carragenina) e antioxidante (DPPH). Os resultados para o primeiro ensaio demonstraram ação equivalente em ambas as espécies para extratos hidroetanólicos a 80% (86% de inibição) e aquosos (81%), com atividade semelhante ao padrão indometacina (~83%); para a atividade antioxidante os extratos hidroetanólicos a 80% foram mais ativos (CE50 = 16 μg/ml) que os aquosos (CE50 = 27 μg/ml) em S. australis, e ambos extratos, superiores ao 28 extrato padronizado Gingko biloba (CE50 = 40 μg/ml) e aos extratos de S. nigra (CE50= 50 μg/ml – hidroetanólico e CE50= 32 μg/ml – aquoso).

Atividades Biológicas De Xilana De Sabugo De Milho

The corn cob is an agricultural by-product still little used, this in part due to the low knowledge of the biotechnological potential of their molecules. Xylan from corn cobs (XSM) is a polysaccharide present in greater quantity in the structure of plant and its biotechnology potential is little known. This study aimed to the extraction, chemical characterization and evaluation of biological activities of xylan from corn cobs. To this end, corncobs were cleaned, cut, dried and crushed, resulting in flour. This was subjected to a methodology that combines the use of alkaline conditions with waves of ultrasound. After methanol precipitation, centrifugation and drying was obtained a yield of 40% (g/g flour). Chemical analysis indicated a high percentage of polysaccharides in the sample (60%) and low contamination by protein (0.4%) and phenolic compounds (> 0.01%). Analysis of monosaccharide composition indicated the presence of xylose:glucose:arabinose:galactose:mannose:glucuronic acid in a molar ratio 50:20:15:10:2.5:2.5. The presence of xylan in the sample was confirmed by nuclear magnetic resonance (¹H and ¹³C) and infrared spectroscopy (IR). Tests were conducted to evaluate the antioxidant potential of XSM. This showed a total antioxidant capacity of 48.45 EAA/g sample. However, did not show scavenging activity of superoxide and hydroxyl radical and also reducing power. But, showing a high capacity chelating iron ions with 70% with about 2 mg/mL. The ability to XSM to influence cell proliferation in culture was also evaluated. This polymer did not influence the proliferation of normal fibroblast cells (3T3), however, decreased the rate of proliferation of tumor cells (HeLa) in a dose-dependent, reaching an inhibition of about 50% with a concentration around 2 mg/mL. Analyzing proteins related to cell death, by immunoblotting, XSM increases the amount of Bax, Bcl-2 decrease, increase cytochrome c and AIF, and reduce pro-caspase-3, indicating the induction of cell death induced apoptosis dependent and independent of caspase. XSM did not show anticoagulant activity in the PT test. However, the test of activated partial thromboplastin time (aPTT), XSM increased clotting time at about 5 times with 600 μg of sample compared with the negative control. The presence of sulfate on the XSM was discarded by agarose gel electrophoresis and IR. After carboxyl-reduction of XSM the anticoagulant activity decreased dramatically. The data of this study demonstrate that XSM has potential as antioxidant, antiproliferative and anticoagulant compound. Future studies to characterize these activities of XSM will help to increase knowledge about this molecule extracted from corn and allow their use in functional foods, pharmaceuticals and chemical industries.

Efeito de glucanas do fungo Caripia montagnei em modelo de inflamação intestinal induzida por tnbs em ratos Wistar e em células de carcinoma de cólon humano HT-29

Compounds derived from fungi has been the subject of many studies in order to broaden the knowledge of their bioactive potential. Polysaccharides from Caripia montagnei have been described to possess anti-inflammatory and antioxidant properties. In this study, glucans extracted from Caripia montagnei mushroom were chemically characterized and their effects evaluated at different doses and intervals of treatment. It was also described their action on colonic injury in the model of colitis induced by 2,4,6-trinitrobenzene sulfonic acid (TNBS), and its action on cells of the human colon carcinoma (HT-29). Compounds extracted of C. montagnei contain high level of carbohydrates (96%), low content of phenolic compounds (1.5%) and low contamination with proteins (2.5%). The (FT-IR) and (NMR) analysis showed that polysaccharides from this species of mushroom are composed of α- and β-glucans. The colonic damage was evaluated by macroscopic, histological, biochemical and immunologic analyses. The results showed a reduction of colonic lesions in all groups treated with the glucans of Caripia montagnei (GCM). GCM significantly reduced the levels of IL-6 (50 and 75 mg/kg, p < 0.05), a major inflammatory cytokine. Biochemical analyses showed that such glucans acted on reducing levels of alkaline phosphatase (75 mg/kg, p < 0.01), nitric oxide (p < 0.001), and myeloperoxidase (p < 0.001). These results were confirmed microscopically by the reduction of cellular infiltration. The increase of catalase activity suggest a protective effect of GCM on colonic tissue, confirming their anti-inflammatory potential. GCM displayed cytostatic activity against HT-29 cells, causing accumulation of cells in G1 phase, blocking the cycle cell progression. Those glucans also showed ability to modulate the adhesion of HT-29 cells to Matrigel® and reduced the oxidative stress. The antiproliferative activity against HT-29 cells displayed by GCM (p <0.001) can be attributed to its cytostatic activity and induction of apoptosis by GCM

Propriedades antioxidante, anti-hemostástica e antiproliferativa de galactanas sulfatadas da alga vermelha hypnea musciformis (wulfen) j. V. Lamouroux

Marine algae are one of the major sources of biologic compounds. In extracellular matrix of these organisms there are sulfated polysaccharides that functions as structural components and provides protection against dehydration. The fraction 1.0 (F1.0) rich in sulfated galactans obtained from red seaweed Hypnea musciformis was physicochemical characterized and evaluated for pharmacologic activity through antioxidant activity, cytotoxic action on erythrocytes, anticoagulant, stimulatory action under antithrombotic heparan sulfate synthesis and their effects on cell proliferation and cycle cell progression. The main components of F1.0 were carbohydrates (49.70 ± 0.10%) and sulfate (44.59 ± 0.015%), presenting phenolic compounds (4.79 ± 0.016%) and low protein contamination (0.92 ± 0.001%). Fraction 1.0 showed polidisperse profile and signs in infrared analysis in 1262, 1074 and 930, 900 and 850 attributed to sulfate esters S=O bond, presence of a 3,6- anidrogalactose C-O bond, non-sulfated β-D-galactose and a C-O-SO4 bond in galactose C4, respectively. The fraction rich in sulfated galactans exhibited strong antioxidant action under lipid peroxidation assay with IC50 of 0.003 mg/mL. Besides the inhibition of hemolysis induced by H2O2 in erythrocytes treated with F1.0, this fraction did not promote significant cytotoxity under erythrocytes membranes. F1.0 exhibited low anticoagulant activity causing moderate direct inhibition of enzimatic activity of thrombin. This fraction promoted stimulation around of 4.6 times on this synthesis of heparan sulfate (HS) by rabbit aortic endothelial cells (RAEC) in culture when was compared with non treated cells. The fraction of this algae displayed antiproliferative action under RAEC cells causing incresing on cell number on S fase, blocking the cycle cell progression. Thus F1.0 presented cytostatic and no cytotoxic action under this cell lineage. These results suggest that F1.0 from H. musciformis have antioxidant potential which is a great effect for a compound used as food and in food industry which could be an alternative to food industry to prevent quality decay of lipid containing food due to lipid peroxidation. These polysaccharides prevent the lipid peroxidation once the fraction in study exhibited strong inhibitory action of this process. Furthermore that F1.0 present strong antithrombotic action promoting the stimulation of antithrombotic HS synthesis by endothelial cells, being important for thrombosis preventing, by its inhibitory action under reactive oxygen species (ROS) in some in vitro methods, being involved in promotion of hypercoagulability state.

Atividade antioxidante e antiproliferativa de extratos de folhas de Plukenetia volubilis L. (EUPHORBIACEAE)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Caracterização estrutural e avaliação das atividades farmacológicas da fucana B extraída da alga Dictyota menstrualis

Seaweeds are a major source of biologically active compounds . In the extracellular matrix of these organisms are sulfated polysaccharides that functions as structural components preventing it against dehydration. The fraction 0.9 (FucB) rich in sulfated fucans obtained from brown seaweed Dictyota menstrualis was chemical characterized and evaluated for pharmacological activity by testing anticoagulant activity, stimulatory action on the synthesis of an antithrombotic heparan sulfate, antioxidant activity and its effects in cell proliferation. The main components were FucB carbohydrates (49.80 ± 0.10 %) and sulfate (42.30 ± 0.015 %), with phenolic compounds ( 3.86 ± 0.016 %) and low protein contamination ( 0.58 ± 0.001 % ) . FucB showed polydisperse profile and analysis of signals in the infrared at 1262, 1074 and 930 cm -1 and 840 assigned to S = O bonds sulfate esters , CO bond presence of 3,6- anhydrogalactose , β -D- galactose non- sulfated sulfate and the axial position of fucose C4 , respectively. FucB exhibited moderate anticoagulant activity , the polysaccharides prolonged time (aPTT ) 200 ug ( > 90s ) partial thromboplastin FucB no effect on prothrombin time (PT), which corresponds to the extrinsic pathway of coagulation was observed. This stimulation promoted fraction of about 3.6 times the synthesis of heparan sulfate (HS) by endothelial cells of the rabbit aorta ( RAEC ) in culture compared with cells not treated with FucB . This has also been shown to compete for the binding site with heparin. The rich fraction sulfated fucans exhibited strong antioxidant activity assays on total antioxidant (109.7 and 89.5 % compared with BHT and ascorbic acid standards ) , reducing power ( 71 % compared to ascorbic acid ) and ferric chelation ( 71 , comparing with 5 % ascorbic acid). The fraction of algae showed cytostatic activity on the RAEC cells revealed that the increase of the synthesis of heparan sulfate is not related to proliferation. FucB showed antiproliferative action on cell lines modified as Hela and Hep G2 by MTT assay . These results suggest that FucB Dictyota menstrualis have anticoagulant , antithrombotic , antioxidant potential as well as a possible antitumor action, promoting the stimulation of the synthesis of antithrombotic HS by endothelial cells and is useful in the prevention of thrombosis, also due to its inhibitory action on species reactive oxygen ( ROS ) in some in vitro systems , being involved in promoting a hypercoagulable state

Bioprospecção de extratos metanólicos de macroalgas marinhas do litoral do Rio Grande do Norte: avaliação das atividades anticoagulante, antioxidante e antiproliferativa

Seaweeds are organisms known to exhibit a variety of biomolecules with pharmacological properties. The coast of Rio Grande do Norte has over 100 species of seaweeds, most of them not yet explored for their pharmacological potential. Sugars and phenolic compounds are the most studied of these being assigned a range of biological properties, such as anticoagulant , antiinflammatory, antitumor and antioxidant activities. In this work, we obtained methanolic extracts from thirteen seaweeds of the coast of Rio Grande do Norte (Dictyota cervicornis; Dictiopterys delicatula; Dictyota menstruallis; D. mertensis; Sargassum filipendula; Spatoglossum schröederi; Acanthophora specifera; Botryocladia occidentalis; Caulerpa cupresoides; C. racemosa; C. prolifera; C. sertularioides e Codium isthmocladum). They were evaluated as anticoagulant and antioxidant drugs, as well as antiproliferative drugs against the tumor cell line HeLa. None of the methanolic extracts showed anticoagulant activity, but when they were evaluated as antioxidant drugs all of extracts showed antioxidant activity in all tests performed (total antioxidant capacity, sequestration of superoxide and hydroxyl radicals, ferric chelation and reductase activity), especially the algae D. mentrualis, D. cilliolata and C. prolifera, who had the greatest potential to donate electrons.In addition, the ability of iron ions chelation appears as the main antioxidant mechanism of the methanolic extracts of these seaweeds mainly for the extract of the C. racemosa seaweed, which reached almost 100% activity. In the MTT assay, all extracts showed inhibitory activity at different levels againts HeLa cells. Moreover, D. cilliolata (MEDC) and D. menstrualis (MEDM) extracts showed specific activity to this cell line, not inhibiting the viability of 3T3 normal cell line, so they were chosen for detailing the antiproliferative mechanism of action. Using flow cytometry, fluorescence microscopy and in vitro assays we demonstrated that MEDC and MEDM induced apoptosis in HeLa cells by activation of caspases 3 and 9 and yet, MEDC induces cell cycle arrest in S phase. Together, these results showed that the methanolic extracts of brown seaweed D. menstrualis and D. cilliolata may contain agents with potential use in combatting cells from human uterine adenocarcinoma. This study also points to the need for more in-depth research on phytochemical and biological context to enable the purification of biologically active products of these extracts