Características bioativas, funcionais e efeito protetor do resíduo desidratado de camu-camu (Myrciaria dubia H.B.K. (McVaugh)) sobre doenças degenerativas utilizando modelos in vivo C. elegans

Camu-camu (Myrciaria dubia H.B.K. (McVaugh)) is a native Amazon fruit, recognized worldwide as one of the main natural sources of ascorbic acid. Due to its great acidity, this fruit is generally consumed after processing into juice or as ingredient in food preparations. As a co-product of the camu-camu processing, a significant amount of agroindustrial residue is generated. Despite the studies showing the bioactive value and biological potential of the fruit, few studies have approached the possible processing techniques, transformation and preservation of camu-camu fruits and its agroindustrial pomace. Therefore, the present work has the objective of evaluating two different drying processes applied to camu-camu pomace (peel and seeds with residual pulp), freeze drying and hot air drying, in order to obtain a functional fruit product. This thesis was divided into three stages: the first one shows the studies related to the freeze drying and hot air drying, where we demonstrated the impact of the selected drying techniques on the bioactive components of camu-camu, taking the fresh pomace as the control group. Among the investigated conditions, the groups obtained at 50ºC and 4 m/s (SC50) and 80ºC and 6 m/s (SC80) were selected as for further studies, based on their ascorbic acid final content and Folin-Ciocalteau reducing capacity. In addition to SC50 and SC80, the fresh pomace (RF) and freeze dried (RL) samples were also evaluated in these further stages of the research. Overall, the results show higher bioactive concentration in the RF samples, followed by RL, SC50 and SC80. On the second step of the research, the antioxidant, antimicrobial and antienzymatic activities were evaluated and the same tendency was observed. It was also reported, for the first time in the literature, the presence of syringic acid in dried camu-camu pomace. In the third and final stage of the research, it was investigated the effect of dried camu-camu on aging and neuroprotective disorders, using the in vivo model C.elegans. It was observed that camu-camu extracts were able to modulate important signaling genes relevant to thermal and oxidative stresses (p < 0.05). The polar acid, polar basic and polar neutral fractions obtained from the low molecular extracts of SC50 were able to extend the lifespan of wild type N2 C. elegans in 20% and 13% (p < 0.001). Results also showed that the paralysis induced by the β1-42 amyloid was significantly (p < 0.0001) retarded in CL4176 worms. Similarly, the camu-camu extracts attenuated the dopaminergic induction associated to Parkinson’s disease. Finally, a global analysis of the data presented here reveal that the camu-camu pomace, a co-product obtained from the industrial processing of a native Brazilian fruit, is a relevant natural source of health relevant compounds. This thesis, shows for the first time, the multifunctionality of camu-camu pomace, a natural resource still underexploited for scientific, commercial and technological purposes.

Polpa de jambolão (Eugenia jambolana Lam.) fresca e desidratada: características físico-químicas, bioativas e funcionais, efeitos biológicos em Caenorhabditis elegans e uso para produção de frozen yogurt caprino probiótico

This work evaluated the fresh, spray dried (with 10 % of Arabic Gum) and freeze dried jambolan pulp (Eugenia jambolana Lam.) in regard to physicochemical (pH, moisture, water activity, average particle diameter, solubility and color), bioactive [total phenolic content (TPC), monomeric anthocyanin, pronathocyanidin (PA), total elagic acid (TEA), myricetin and cyanidin] and in vitro functionality (antioxidant, antienzymatic and antimicrobial activities]. In addition, the in vivo functionality of jambolan pulp was investigated using the Caenorhabditis elegans model for insulin signaling, longevity and induced neurodegeneration (Alzheimer’s disease and Parkinson’s disease related symptoms). The dried jambolan pulp presented TPC retention (50% to 75%), PA (90% to 98%), TEA (31% to 83%), myricetin (40% to 84%), cyanidin (72% to 84%) and antioxidant activity (15%). The fresh jambolan pulp, the freeze dried pulp and the spray dried jambolan pulp presented high enzymatic inhibitory activity against pancreatic lipase (4,4 to 5,8 mg/mL), alpha-glycosidase (10,3 to 13,8 mg/mL) and alpha-amylase (8,9 to 11,2 mg/mL). They also were active inhibitors against the pathogen S. aureus. The dried jambolan experimental samples were able to increase the expression of several genes linked to the insulin signaling pathways (SIR-2.1, PPTR-1, DAF-16, SOD-3, e CTL) and increased the lifespan in C. elegans (18,07 % - 24,34 %), besides decreasing the amyloid AB1-42 aggregation induced paralysis and MPP+ (1-methyl-4-phenylpyridinium) induced neurodegeneration. Based on that, the jambolan pulp and the spray dried jambolan pulp were further selected for the production of caprine frozen yogurt with the addition of Bifidobacterium animalis subsp. lactis BI-07. The final product were evaluated in regard to their physicochemical (pH, acidity, total solids, protein, total reducing sugars, fat, ashes, overrun, melting test), bioactive (TPC and monomeric anthocyanin, antioxidant activity, probiotic viability and sensory analysis (sensory acceptance). The results showed that samples with probiotic had lowest pH and higher acidity, TPC, anthocyanin and antioxidant activity. It was also observed low overrun (14.2% to 22.6%). vi Samples with probiotic had lower flavor scores. Overall, this research presents the jambolan as a highly functional bioactive-rich fruit with the potential to modulate important biological pathways, extend lifespan and retard the development of neurodegenerative diseases. Jambolan is an underexploited exotic fruit with a high colorant potential and this thesis shows for the first time in the literature important technological, biological and scientific data about this fruit that could be used towards the development of health-oriented food products.

O impacto da remoção de peixes sobre a dinâmica e estrutura dos grupos funcionais fitoplanctônicos em um lago raso tropical durante uma seca severa

The artifi cial eutrophication is one of the biggest t h reat for the quality of aquatic ecosystems in the whole world. The expectations for the future climatic scenarios in arid and semi - arid regions are intense and frequent droughts enhancing the risk of eutrophicati on and cyanobacterial blooms. Restoration techniques of eutrophic lakes were proposed to reduce nutrient loading and improve the water quality. A successful technique used in temperate regions is the biomanipulation by benthivorous fish removal . Our hypoth esis is that the benthivorous fish removal reduces phytoplankton total biomass and change the composition of phytoplankton functional groups, improving water quality. The aim of the study was evaluate the impact of biomanipulation on phytoplankton function al groups and in the water quality. We applied the technique of biomanipulation in the artificial lake ESEC, in a semi - arid region of Brazil and analyzed the physical and chemical variables and the dynamic of phytoplankton functional groups monthly during November 2012 to August 2013. With the removal of benthivorous fish we observed a significant increase of the euphotic depth, phytoplankton richness and the recruitment of green algae (groups F and J ), indicators of good water quality. However, we did not observe significant differences on total phosphorous concentration and on phytoplankton biomass and diversity. The drought effect in the region during the study was evident , promoting a drastic reduction on water level which influenced the availability of resource and affected phytoplankton community before the biomanipulation. To evaluate the effect of severe drought on the dynamic of phytoplankton functional groups and test if the drought periods are favorable to dominance of cyanobacterial groups, we stu died two artificial neighbors lakes (ESEC and Pocinhos) in a semi - arid tropical region during May 2012 to February 2013. We observed a temporal differentiation of biotic and abiotic variables caused by drought. Both lakes presented reduction of 2 meters of water level and increase on conductivity, turbidity, nutrients concentration and a reduction on water transparency, during the severe drought. The deeper lake (Pocinhos) increased phytoplankton total biomass and presented cyanobacterial functional group d ominance (group S N ) and the shallower lake (ESEC) reduced phytoplankton total biomass and presented dominance of mixotrophic and flagellate functional groups (groups W 1 e W 2 ). Summarizing, the knowledge of the effects of benthivorous fish removal in semi - a rid tropical lakes still unknown and this study had limitations caused by the impact of drought. Thus, it is necessary a long term monitoring to investigate the real effects of biomanipulation on the functioning of the studied ecosystems. Otherwise, period s of drought could have opposite effects (increase or reduction) on total biomass and composition of phytoplankton functional groups. Drought not always leads to dominance of cyanobacterial groups.

Intervalos de referência do zinco sérico e sua relação com os indicadores dietéticos, funcionais e bioquímicos em crianças saudáveis

Objective: To determine the zinc status and reference intervals for serum zinc concentration considering dietary, functional, and biochemical indicators in healthy children in the Brazilian Northeast. Methods: The study included 131 healthy children, 72 girls and 59 boys, between 6-9 years old. Anthropometric assessment was made by BMI/age; dietary assessment by prospective 3-day food register, and evaluation of total proteins was performed. Zinc in serum samples were analyzed in triplicate in the same assay flame using atomic absorption spectrophotometry. Results: All subjects were eutrophic according to BMI/age classification. With respect to dietary assessment, only the intake of fiber and calcium were below the recommendations by age and gender. Biochemical parameters were all within the normal reference range. Reference intervals for basal serum zinc concentration 0.70-1.14 μg/mL in boys, 0.73-1.17 μg/mL in girls, and 0.72-1.15 μg/mL in total population. Conclusions: This study presents pediatric reference intervals for serum zinc concentration, which are useful to establish the zinc status in the population or in specific groups.

Extração de blocos graníticos nas pedreiras de Cinza Ariz e Amarelo Macieira da empresa Polimagra – Granitos, S.A

A perfuração em maciços rochosos desempenha um papel fundamental na área da exploração e extração de rocha ornamental, nomeadamente em granitos. Para esse efeito, e como irá ser abordado neste trabalho, são utilizados pela empresa Polimagra – Granitos, S.A, nas pedreiras que explora, dois sistemas de perfuração: perfuração hidráulica e perfuração pneumática. Sendo um dos objetivos deste trabalho perceber qual o tipo de perfuração que apresenta maior rentabilidade, torna-se importante perceber as principais características dos dois sistemas de perfuração em estudo. Para isso, com a realização deste estágio curricular na empresa Polimagra – Granitos, S.A, foi possível comparar as principais diferenças dos dois sistemas utilizados, através do acompanhamento dos trabalhos de lavra em pedreiras, da cronometragem de tempos de perfuração em maciço rochoso granítico e da realização de um estudo de fracturação nas pedreiras de Cinza Ariz e Amarelo Macieira. Durante este tempo do estágio foi ainda possível acompanhar os diferentes métodos de transformação utilizado sobre os diferentes granitos obtidos, nas instalações fabris da empresa Polimagra – Granitos, S.A. De destacar ainda, e dentro da área da transformação do granito, a utilização de um sistema robótico de tecnologia de ponta, para corte, acabamento e embalamento de produtos em granito.

Obtenção de concentrado proteico do farelo de arroz e avaliação das propriedades químicas e funcionais

Esta dissertação é composta por 5 artigos.

Produção de lipidios funcionais por ação de lipase fúngica

A modificação estrutural de óleos e gorduras é uma das principais áreas de interesse de pesquisa em diferentes setores industriais. No caso da indústria de alimentos, a interesterificação é empregada para melhorar propriedades nutricionais e funcionais, em que se obtêm compostos diferentes dos que lhes deram origem. As lipases microbianas são os biocatalisadores mais utilizados industrialmente, por serem mais estáveis, específicas e com propriedades bem mais diversificadas que as lipases de outras fontes. Este trabalho objetivou, primeiramente, a caracterização da gordura da pele de frango (GPF) e sua comparação com óleo de soja, como referência, visando a utilização de GPF em reações de interesterificação. Para isto foram caracterizados quanto aos índices de rancidez hidrolítica e oxidativa, bem como de matéria insaponificável, índices de saponificação, refração e iodo. Foi realizado ainda o fracionamento e perfil de ácidos graxos destes lipídios e suas frações, com o cálculo de seus índices nutricionais. Foi verificado que a GPF apresentou qualidade satisfatória devido aos baixos índices de acidez (0,65 g ácido oleico.100 g -1 ), peróxido (2,14 meq.kg-1 ), p-anisidina (0,70 unidades de absorvância.g-1 ), além de fonte de ácidos graxos mono-insaturados (40%), sendo fonte promissora para estudos de interesterificação. Em um segundo momento o objetivo foi produzir lipídios modificados ricos em ácidos graxos essenciais a partir da gordura da pele de frango e ácidos graxos ramificados, utilizando lipase sn-1,3 específica e interesterificação do tipo acidólise. Foram estudados os fatores concentração de enzima, adição de água, proporção de substratos e tempo, segundo um planejamento experimental fatorial completo 2 4 . As separações analíticas foram executadas em placas de cromatografia de camada delgada, sendo as frações posteriormente extraídas, ressuspensas e injetadas no cromatógrafo a gás. Foi verificado que a adição de água ao meio reacional apresentou efeito significativo (p<0,05) para todos ácidos graxos avaliados dos triacilgliceróis, sendo que para o ácido essencial linoleico (C18:2) o efeito do tempo de reação também foi significativo, sendo verificado que quanto maior o tempo de reação, menor a quantidade de água a ser adicionada. Em um terceiro momento, o objetivo foi produzir éster fenólico a partir do DHCA, além de realizar reações de transesterificação deste éster com tricaprilina. Para a reação de transesterificação, foi utilizado um delineamento composto central rotacional (DCCR) variando a quantidade de enzima, tempo de reação e temperatura sobre a resposta (%) dos reagentes consumidos. A lipase Novozym® 435 de Candida antarctica foi utilizada como catalisador de todas reações. Foi verificado que a maior produção de éster (50%) ocorreu em oito dias. Nas reações de transesterificação, as relações molares em que houve maior consumo do éster produzido foram 1:5 e 1:10, sendo obtidos 21,1% e 29,6% de residual de dihidrocafeato de octila, respectivamente em 24 h. Foi observado que em altas temperaturas e tempo superior a 26 h, houve o menor residual de dihidrocafeato de octila (18,2%). Foram identificados três diferentes compostos fenólicos, contendo em sua estrutura dihidrocafeato de octila e ácido caprílico.

Isolado protéico de farelo de arroz: obtenção, propriedades funcionais e aplicação

O arroz é o segundo cereal mais produzido no mundo e para que ele seja consumido é necessário o processo de beneficiamento, onde é retirada a casca, e com o polimento, o farelo. O farelo, após a retirada do óleo, é utilizado para alimentação animal, mas como corresponde a 8% do grão, são necessárias novas alternativas para o uso do mesmo, uma vez que contém em torno de 17% de proteína. As proteínas do farelo de arroz são consideradas de alta qualidade, hipoalergênicas e anticancerígenas. Devido ao excesso de fibras presentes no farelo, este não é utilizado diretamente na alimentação humana, podendo ser usado como fonte para a obtenção de extratos, concentrados ou isolados. A obtenção do isolado protéico pode ser por via química, que consiste na extração alcalina ou ácida, seguida de precipitação no ponto isoelétrico ou via enzimática, com o uso de enzimas amilolíticas, hemicelulases e carboidrases para a separação das proteínas. O objetivo deste estudo foi obter um isolado protéico a partir de farelo de arroz visando a inclusão deste em produto de panificação. Foi obtido isolado protéico pelo método químico que foi analisado pelo rendimento protéico, pelas propriedades funcionais, perfil aminoacídico, eletroforese e características térmicas. O isolado foi adicionado em bolos em diferentes concentrações sendo avaliado pelas características tecnológicas e sensoriais. O isolado protéico do farelo de arroz (IPFA) que apresentou maior rendimento protéico foi o obtido pelo método químico, com o farelo de granulometria de 42 mesh e desengordurado. Em relação às propriedades funcionais, foi verificado que o IPFA possui maior solubilidade e capacidade de retenção de água em pH 11, alta capacidade emulsificante e alta capacidade de formação de espuma. No aminograma, constatou-se que os aminoácidos encontrados no IPFA atendem as necessidades de bebês e crianças. No perfil eletroforético, o IPFA apresentou 3 grupos de proteínas. Na análise térmica com DSC, o IPFA apresentou alta temperatura de desnaturação e baixo valor de entalpia. Na elaboração dos bolos, à medida que foi adicionado o IPFA, aumentou o teor protéico, o pH e o volume específico e diminuiu o colapso, a luminosidade e a firmeza dos bolos. Na análise sensorial, os bolos com IPFA não apresentaram diferenças estatísticas do bolo controle (sem IPFA). Estes resultados indicam a potencialidade do IPFA em produtos de panificação.

Amidos crioulos: caracterização fundamental e influência de biopolímeros nas propriedades funcionais do amido

O trabalho apresentado nesta tese focou-se no estudo do amido, nomeadamente na avaliação das características físico-químicas, morfológicas, térmicas e reológicas do amido de seis variedades de milho crioulo, preservadas no estado de Santa Catarina (Brasil), com o intuito de contribuir para a valorização e preservação de variedades locais que são cultivadas em sistemas de produção orgânica, também conhecidas como variedades crioulas. Estas sementes são importantes quer para a preservação da biodiversidade quer para os pequenos produtores que as conservam e as produzem fazendo uso de uma agricultura sustentável e independente comercialmente. Para além da caracterização dos amidos crioulos foram também analisadas as alterações que ocorrem nos processos de gelatinização e retrogradação do amido quando realizados na presença de outros biopolímeros, nomeadamente a quitosana e galactomananas. No Capítulo I é apresentada uma breve revisão do conhecimento científico sobre o amido e sobre a quitosana e galactomananas, os outros biopolímeros utilizados. Igualmente é feita uma sucinta abordagem sobre as principais técnicas analíticas que foram utilizadas: reologia fundamental, calorimetria diferencial de varrimento, microscopia eletrónica de varrimento e espectroscopia de infravermelho médio. No capítulo II apresenta-se o isolamento dos amidos das seis variedades de milho crioulo e a sua caracterização junto com um amido comercial usado como modelo de comparação. Os amidos apresentaram genericamente características físicoquímicas semelhantes e o amido extraído das variedades crioulas MT e MPA 01 apresentaram menor temperatura de gelatinização e maior percentagem de retrogradação, respetivamente. Os efeitos da adição da quitosana e de três galactomananas (goma guar, goma de alfarroba e goma cassia) em sistemas mistos com o amido são analisados nos Capítulos III e IV respetivamente. A adição dos biopolímeros aos amidos resultou no aumento das temperaturas de gelatinização, na alteração da retrogradação do amido pelas galactomananas e na alteração das propriedades viscoeláticas dos géis formados. Os dados de infravermelho esclareceram que nos sistemas com quitosana, o amido formou complexos com o ácido acético usado para dissolver a quitosana e que esta por sua vez formou acetato de quitosana. O comportamento durante a gelatinização do amido comercial quando comparado com o amido do milho crioulo MPA na sua interação com as galactomananas é diferenciado.

Análise cromatográfica de um extrato fenólico de funcho utilizado no desenvolvimento de requeijões com propriedades funcionais

Atualmente, existe uma grande procura de alimentos com ingredientes naturais em substituição de aditivos sintéticos que têm sido associados, em determinadas circunstâncias, a alguns efeitos tóxicos [1]. Neste trabalho, preparou-se um extrato aquoso por decocção de Foeniculum vulgare Mill. (funcho) que, após caracterização por HPLC-DAD-ESI/MS, revelou a presença de cinco flavonoides (sendo o maioritário o quercetin-3-O-glucósido) e doze ácidos fenólicos (sendo o maioritário o ácido 5-Ocafeoilquínico). O mesmo extrato revelou um enorme potencial antioxidante (efeito captador de radicais livres DPPH, poder redutor e inibição da peroxidação lipídica) e antimicrobiano (contra bactérias como Salmonella typhimurium e Bacillus cereus, e fungos como Aspergillus niger, A. versicolor e Penicillium funiculosum), o que suscitou o seu potencial de utilização como ingrediente bioativo na funcionalização de alimentos. Assim, procedeu-se à sua incorporação (atendendo ao EC25 =0,35 mg/mL obtido no ensaio de DPPH) em requeijões (preparados na empresa Queijos Casa Matias Lda.). Os resultados mostraram que a presença do extrato não alterou significativamente as características nutricionais (incluindo macronutrientes, valor energético e perfil em ácidos gordos) das amostras controlo (requeijão sem esse ingrediente), no entanto parece aumentar o amarelecimento (parâmetro da cor, b*) após 7 dias de armazenamento. Verificou-se ainda que, após duas semanas de armazenamento apenas as amostras controlo apresentaram sinais de degradação. Além disso, conseguiu-se provar que a incorporação do extrato de funcho conferiu propriedades antioxidantes ao requeijão. Os resultados obtidos provam assim que o extrato fenólico obtido através da decocção de funcho pode ser utilizado como conservante e agente bioativo natural em requeijões.

Critérios de escolha alimentar : critério saúde/bem estar : alimentos funcionais

Neste documento (texto de apoio) considera-se a problemática do critério: Saúde nas escolhas alimentares do consumidor, particularizando a análise para o caso dos Alimentos Funcionais. Este documento deve ser lido em sintonia com os Slides sobe o mesmo tema.

Sistema da cadeia agro-alimentar : critério : saúde/bem-estar : alimentos funcionais

Neste documento (slides) considera-se a problemática do critério: Saúde nas escolhas alimentares do consumidor, particularizando a análise para o caso dos Alimentos Funcionais. Este documento deve ser lido em sintonia com o texto de apoio sobe o mesmo tema.

Utilização de extrato de alecrim livre e microencapsulado como ingrediente bioativo para o desenvolvimento de alimentos funcionais

Atualmente tem-se acentuado a procura de alimentos com características funcionais para além das suas propriedades nutricionais, permitindo a obtenção de benefícios para a saúde incluindo a prevenção de doenças. Neste contexto, o alecrim (Rosmarinus officinalis L.) utilizado desde tempos ancestrais como erva aromática e medicinal, é uma importante e diversificada fonte de compostos bioativos responsáveis por diferentes propriedades, tais como antioxidantes, antimicrobianas e anti-inflamatórias[1]. Assim, o alecrim apresenta grande potencial como fonte de ingredientes bioativos para alimentos conferindo outras bioatividades ao produto final. No entanto, o uso de extratos de plantas em bases alimentares pode apresentar limitações devido à sua instabilidade mediante diversos fatores como pH, humidade, condições de processamento e armazenamento do alimento, que conduz a uma diminuição das suas propriedades biológicas[2]. A microencapsulação surge como uma alternativa para ultrapassar esta problemática.

Gelatinas funcionais desenvolvidas com microsferas de alginato para aplicação nutracêutica

Os ingredientes bioativos são geralmente suscetíveis à degradação durante o armazenamento ou processamento alimentar, pois muitos deles são instáveis física, química ou enzimaticamente, o que leva à sua degração ou transformação com a consequente perda de bioatividade. Para ultrapassar estas limitações a microencapsulação emerge como uma resposta viável para proteger e estabilizar os bioativos, oferecendo também a possibilidade de uma libertação controlada e localizada [1]. Os materiais de encapsulação, processo de produção, morfologia da microesfera e, por último, as condições de aplicabilidade são os fatores mais importantes a ter em conta no desenho de um novo produto microencapsulado, juntamente com a questão da estabilidade e propriedades funcionais. Por outro lado, para obter um produto bem sucedido deve-se garantir um alto rendimento de encapsulação, a reprodutibilidade do processo e o perfil de libertação e, ainda, tentar evitar a agregação das microcápsulas.

Avaliação da conformidade de blocos cerâmicos para alvenaria de vedação produzidas na Região Integrada de Desenvolvimento da Grande Teresina

This research presents an outlook of the industries of red ceramic in the region next to the city of Teresina and an analysis of the ceramic products producted in this pole. The microregion investigated possesses 13 boroughs where were identified 32 ceramic in operation, being that 24 are located in Teresina, the ceramic region more important of Piauí, 1 is located in the city of Miguel Leão and 7 is located in Timon city that belongs to the state of Maranhão. The majority of ceramics are pulverized in these two cities, Teresina and Timon , responsible by a largely production independent of distance between fabric and consumer market. Furthermore, there is an artisanal production realized in other boroughs, mainly manual conformation bricks, where are producted diverse types of handicraft and ceramics utilitarian. The objective of this research is to evalue the conformity of ceramic blocks for brick of obstruction made by red ceramic industry of microregion at studying, verifying their pontentialities and adequacy in terms of production. In this research universe made a search of ceramic industries related to the Foundation CEPRO (Foundation Center of Research Social and Economic of Piauí). For the analysis of the ceramic products , were colected 60 crude bricks sample in three industries for their characterization, and 39 burned bricks sample for the Evaluation of Conformity. The results of the characterization made reached a accetptable standard in all formulations and temperature studied. The burned samples were applied to the geometric, physical and mechanical assays according to the ABNT standards (Brazilian Association of Technical Standards). The results of the physical assays showed that all the samples are at the same band recommended by standard. However, through the geometric assays just two industries did not present results according to the standard, due to lack of control in their process such as in their equipments. Taking into account the mechanical properties, only one industry investigated was not according to the standard