Resíduos da indústria agro-alimentar como possíveis fontes de ácido ferúlico

A indústria agro-alimentar produz anualmente uma grande quantidade de subprodutos, ainda tratados como desperdício. A indústria cervejeira, em particular, está associada à produção de vários resíduos, entre os quais o bagaço de malte, também designado bagaço de cerveja ou dreche. Sendo produzida numa razão de 20 kg por cada 100 litros de cerveja, só na Ilha da Madeira a produção de dreche ultrapassa as 2000 toneladas/ano. O presente trabalho foi realizado com o intuito de estudar a utilização da dreche como material de partida para a extracção de ácido ferúlico, um ácido hidroxicinâmico com elevada bioactividade e aplicações. A caracterização físico-química da dreche permitiu determinar um teor de humidade de aproximadamente 70% e um teor de cinzas de cerca de 3,6%. A distribuição granulométrica da dreche seca, revelou que cerca de 70% das partículas que a constituem têm dimensão entre 1 e 0,25 mm. A extracção com acetona produziu um extracto contendo 5 compostos de natureza fenólica, determinados por LC-MS. A hidrólise alcalina – uma das técnicas que permitem a extracção de compostos como o ácido ferúlico a partir de matrizes lenhocelulósicas – foi estudada em amostras de dreche submetidas a tratamento prévio. O pré-tratamento com ácido diluído demonstrou ser eficiente na extracção do ácido ferúlico a partir da dreche. A extracção em autoclave mostrou ser eficiente na extracção do ácido ferúlico [0,28% (m/m)] e uma simplificação do procedimento posterior à reacção de hidrólise alcalina fez aumentar o rendimento de extracção em cerca de 84%, comparativamente ao procedimento habitual. As condições óptimas de hidrólise alcalina em tubos autopressurizados aconteceram a 120 ºC, por 1,5 horas, num rácio de 20 mL/g e NaOH (1,5%). O processo de purificação do ácido ferúlico extraído por adsorção numa resina sintética resultou em percentagens de adsorção de 90,83% e de dessorção em torno dos 68,70%.

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

Esta dissertação é composta por 5 artigos.

Avaliação da atividade antimicrobiana de filmes protéicos a base de anchoita (engraulis anchoita) incorporados com ácidos orgânicos.

Os filmes são produzidos a partir de macromoléculas, que podem ser utilizados como embalagem, como os polissacarídeos, lipídeos e proteínas. As proteínas se destacam dos demais, pois possuem uma estrutura com 20 monômeros diferentes, que confere um amplo potencial de ligações intermoleculares. A incorporação de agentes ativos em filmes é uma alternativa como embalagem, para inibir ou retardar a multiplicação de microrganismos patógenos e deteriorantes em alimentos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antimicrobiana de filmes à base de isolado protéico de anchoita (Engraulis anchoita) – IPA adicionados de ácidos orgânicos. Para tanto, foi elaborado o IPA, pela solubilização alcalina da proteína e precipitação no ponto isoelétrico a partir de carne mecanicamente separada. O IPA foi avaliado quanto a sua composição proximal, aminoacídica e por DSC. A solução formadora dos filmes foi elaborada a partir de IPA, água, glicerol e hidróxido de sódio. As formulações dos filmes foram elaboradas segundo um planejamento fatorial 23 . Foram avaliadas as propriedades físico-químicas de resistência a tração (RT) e elongação (E); espessura, solubilidade e permeabilidade ao vapor de água (PVA); a diferença de cor (∆E*) e opacidade (Y) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) de filmes à base de IPA. Os filmes com diferentes concentrações de ácido sórbico (AS) ou ácido benzóico (AB) foram desenvolvidos a partir da condição cujo as propriedades físico-químicas foram as melhores, sendo comparados aos filmes controles. Estes, foram avaliados quanto a sua atividade antimicrobiana frente aos microrganismos Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus e Salmonella Enteritidis pelo método de difusão em disco, além das propriedades físico-químicas, MEV e FT-IV. Os filmes com maior atividade antimicrobiana e os filmes controle foram aplicados sobre carne bovina, inoculados com os microrganismos inibidos no método de difusão em disco e armazenados a 5°C. Estes, foram avaliados a cada 2 dias durante 12 dias de armazenamento, pela método de contagem em gotas. O IPA apresentou 88,8% de proteína e 53,3% de aminoácidos polares e temperatura de desnaturação de 62,2°C. A espessura, PVA, ∆E* e Y dos filmes não foram afetados pelas variáveis estudadas no experimento. A menor solubilidade e maior RT dos filmes ocorreram em baixa concentração de IPA, glicerol e tratamento térmico, mas a E aumentou com o acréscimo dessas variáveis. As MEV das superfícies dos filmes foram homogêneas, para aqueles com leve tratamento térmico. O aumento da concentração de AS e AB na faixa de 0,50 a 1,50% resultou na diminuição da RT e aumento da E, solubilidade, ∆E* e Y. Houve mudança da organização molecular e interações intermoleculares entre as moléculas de IPA e AB testados pela avaliação do FT-IV. As MEV revelaram microporos em filmes com 1,50% de AS, o que resultou em filmes com menor homogeneidade. A maior atividade antimicrobiana foi verificada nos filmes com 1,50% de AS e AB frente a E. coli O157:H7, L. monocytogenes e S. Enteritidis. Estes filmes foram aplicados sobre carne bovina inoculada com E. coli O157:H7 e L. monocytogenes. Os filmes de AS frente a E. coli O157:H7 e L. monocytogenes apresentaram uma redução de 5 e 4 log UFC.g-1, respectivamente, em relação ao filme controle. O efeito do AB frente a estas bactérias, apresentou uma redução de 6 e 5 log UFC.g-1, ao final do 12° dia de armazenamento, respectivamente. Os filmes elaborados à base de IPA, adicionados de AS ou AB podem ser eficazes contra os patógenos alimentares testados.

Novas estratégias para entender o sistema de influxo de antibióticos e a resistência antimicrobiana a nível molecular

As fluoroquinolonas são antibióticos que têm um largo espectro de ação contra bactérias, especialmente Gram-negativas. O seu mecanismo de ação assenta na inibição de enzimas responsáveis pela replicação do DNA. Porém, devido ao seu uso indevido, o surgimento de resistência bacteriana a estes antibióticos tem-se tornado um grave problema de saúde pública. Uma vez que os seus alvos de ação se situam no meio intracelular, a redução da permeabilidade da membrana externa de bactérias Gram-negativas constitui um dos mecanismos de resistência mais conhecidos. Esta redução é associada à baixa expressão ou mutações em porinas necessárias para permitir o seu transporte, mais concretamente, da OmpF. Estudos prévios demonstraram que a coordenação de fluoroquinolonas com iões metálicos divalentes e 1,10-fenantrolina (genericamente designados metaloantibióticos) são potenciais candidatos como alternativa às fluoroquinolonas convencionais. Estes metaloantibióticos exibem um efeito antimicrobiano comparável ou superior à fluoroquinolona na forma livre, mas parecem ter uma via de translocação diferente, independente de porinas. Estas diferenças no mecanismo de captura podem ser fundamentais para contornar a resistência bacteriana. De forma a compreender o papel dos lípidos no mecanismo de entrada dos metaloantibióticos, estudou-se a interação e localização dos metaloantibióticos da Ciprofloxacina (2ª geração), da Levofloxacina (3ª geração) e Moxifloxacina (4ª geração) com um modelo de membranas de Escherichia coli desprovido de porinas. Estes estudos foram realizados através de técnicas de espectroscopia de fluorescência, por medições em modo estacionário e resolvida no tempo. Os coeficientes de partição determinados demonstraram uma interação mais elevada dos metaloantibióticos relativamente às respetivas fluoroquinolonas na forma livre, um facto que está diretamente relacionado com as espécies existentes em solução a pH fisiológico. Os estudos de localização mostraram que estes metaloantibióticos devem estar inseridos na membrana bacteriana, confirmando a sua entrada independente de porinas. Este mecanismo de entrada, pela via hidrofóbica, é potenciado por interações eletrostáticas entre as espécies catiónicas de metaloantibiótico que existem a pH 7,4 e os grupos carregados negativamente dos fosfolípidos da membrana. Desta forma, os resultados obtidos neste estudo sugerem que a via de entrada dos metaloantibióticos e das respetivas fluoroquinolonas deve ser diferente. Os metaloantibióticos são candidatos adequados para a realização de mais testes laboratoriais e uma alternativa promissora para substituir as fluoroquinolonas convencionais, uma vez que parecem ultrapassar um dos principais mecanismos de resistência bacteriana a esta classe de antibióticos.

Identificação dos produtos de oxidação de glicosfingolípidos por espectrometria de massa

O stress oxidativo está associado ao envelhecimento e a inúmeras patologias, nomeadamente a doenças neurodegenerativas e cardiovasculares, e a diversos outros fatores. O stress oxidativo leva à oxidação de importantes biomoléculas como os lípidos e, ao contrário da maior parte dos produtos de oxidação de fosfolípidos e ácidos gordos insaturados (PUFAS), os produtos de oxidação de glicosfingolípidos (GSLs) têm sido escassamente estudados. Os glicosfingolípidos são moléculas muito diversificadas estruturalmente e com importantes funções, essencialmente no sistema nervoso central (SNC) onde estão localizados maioritariamente. Deste modo, alterações na estrutura dos GSLs conduzirão a consequente comprometimento das suas funções e ao possível desenvolvimento de patologias. Assim para identificar as modificações oxidativas que ocorrem em glicosfingolípidos e pressupor consequentes efeitos biológicos nas células sob stress oxidativo, prepararamse sistemas modelo biomiméticos com diferentes GSLs os quais foram expostos a radicais hidroxilo gerados sob condições da reação de Fenton (H2O2 e Fe2+) e as reações foram monitorizadas por diferentes metodologia utilizando a espectrometria de massa. Os resultados obtidos com este estudo permitiram-nos identificar vários produtos de oxidação produzidos durante a oxidação desta classe de lípidos. Os produtos de oxidação observados em comum, em todos os GSLs estudados (C16:0GalCer, C24:1GalCer, C24:1LacCer e GM1) foram as suas correspondentes ceramidas. Estas atuam como agentes pro-apoptóticos e podem in vivo promover a neurodegeneração nas células sob stress oxidativo. Também foi possível observar produtos com inserção de oxigénio junto às duplas ligações ou na cadeia de esfingosina (no caso do GM1) ou na cadeia de ácido gordo monoinsaturada (no caso da C24:1GalCer, C24:1LacCer), corroborando o facto de que ácidos gordos saturados não são susceptíveis à oxidação por radicais. Interessantemente em ambos os GSLs de cadeias glicosiladas compostas com mais de um açúcar (C24:1LacCer e GM1) observou-se a despolimerização oxidativa da porção glicosilada por quebra das correspondentes ligações glicosídicas. Esta degradação leva à formação de GlcCer no caso de oxidação de LacCer ou na formação de outros gangliósidos (GM2, GM3, asialoGM1 e asialoGM2) e glicolípidos (LacCer e GlcCer), no caso de oxidação de GM1. A formação por via radicalar não enzimática destes GSLs leva a distúrbios no perfil lipídico. Previamente, em certas doenças, foram observadas variações na concentração do perfil de gangliósidos e de ceramidas. Estes dados permitem sugerir que em células em condições de stress oxidativo, a acumulação de gangliósidos mais simples e ceramidas poderá ter uma contribuição de produtos da degradação oxidativa dos gangliósidos e GSLs mais complexos. Este trabalho contribui assim para uma melhor compreensão das modificações estruturais que ocorrem em alguns glicosfingolípidos em condições de stress oxidativo. Os produtos de oxidação aqui identificados suportam a sua possível futura deteção em sistemas biológicos.

Caracterização fisio-molecular de cultivares de feijão (Phaseolus vulgaris L.) em resposta à deficiência hídrica

The identification of genotypes for drought tolerance has a great importance in breeding programs. The aim of this study was to characterize genotypes of beans in response to drought tolerance in different reproductive stages through physiologic, agronomic and molecular analysis. The experiment was conducted in greenhouse, using a randomized block design with four replicates; 10 cultivars: ANFC 9, ANFP 110, BRS Esplendor, BRSMG Realce, IPR Siriri, IPR Tangará, IPR Tuiuiu, IPR Uirapuru, IAC Imperador and IAC Milênio under two conditions of irrigation: plants irrigated during their entire life cycle, and plants under irrigation suppression in the reproductive stage (R7) until 16% of field capacity, when the irrigation was restored. In the last four days of stress, the gas exchanges were analyzed, and in the last day of stress was analyzed the percentage of closed stomata in the abaxial surface of the leaves, collected in different times of the day (9h, 12h, 15h and 18h). Additionally, plant samples were collected for the following analysis: fresh and dry mass of leaves, stems and legumes, and proline content in leaves and roots. The plants were harvested at the physiological maturity and the yield components and grain yield were determined. In addition, in order to identify polymorphisms in the sequences of promoters and genes related to drought, seven pairs of primers were tested on the group of genotypes. The drought susceptibility indexes (ISS) ranged from 0.65 to 1.10 in the group of genotypes, which the lowest values observed were for IAC Imperador (0.65) and BRS Esplendor (0.87), indicating the ability of these two genotypes to maintain grain yield under water stress condition. All genotypes showed reduction in yield components under water stress. IAC Imperador (43.4%) and BRS Esplendor (60.6%) had the lowest reductions in productivity and kept about 50% of the stomata closed during all the different times evaluated at last day of irrigation suppression. IAC Imperador showed greater water use efficiency and CO2 assimilation rate under drought stress. IPR Tuiuiú, IPR Tangará and IAC Imperador had the highest proline concentrations in the roots. Under water stress condition, there was a strong positive correlation (0.696) between the percentage of stomata closed with the number of grains per plant (0.696) and the fresh mass of leaves (0.731), the maximum percentage of stomata closed 73.71% in water stress. The accumulation of proline in the root was the character that most contributed to the divergence between the genotypes under water deficit, but not always the genotypes that have accumulated more proline were the most tolerant. The polymorphisms in DNA of coding and promoting sequences of transcription factors studied in this experiment did not discriminate tolerant genotypes from the sensitive ones to water stress.

Estudo das propriedades físico-químicas e avaliação de compostos bioativos em camarinhas ('Corema album' L.D. Don)

As camarinhas ('Corema album' L. D. Don) são pequenos frutos selvagens que se desenvolvem em arbustos dunares ao longo das costas da Península Ibérica. Apesar de serem ainda pouco conhecidas, as camarinhas são pequenos frutos que podem pertencer ao vasto grupo dos frutos vermelhos, vulgarmente conhecidos pelos seus efeitos benéficos na saúde. Desta forma, neste estudo foram realizadas várias análises às camarinhas no que respeita a propriedades de natureza física e química e em particular a alguns compostos com efeitos bioativos. Com a realização deste trabalho pretendeu-se avaliar as propriedades físico-químicas das camarinhas, bem como dos compostos bioativos com potenciais benefícios para a saúde. Nesse sentido, as bagas de camarinha foram avaliadas quanto às suas propriedades físicas (dimensões, peso, cor e textura), propriedades químicas (humidade, acidez, ºBrix, fibra, açúcares totais, açúcares redutores e vitamina C) e propriedades fenólicas (compostos fenólicos totais, orto-difenóis, flavonóides, taninos e atividade antioxidante, por DPPH e ABTS), em diferentes extratos de amostras de polpas e de grainhas liofilizadas. Os primeiros extratos ainda foram submetidos a uma simulações das condições do trato digestivo, para avaliar a bioacessibilidade dos compostos fenólicos e da atividade antioxidante. Este trabalho teve ainda como objetivo conhecer a bioacessibilidade dos compostos fenólicos totais e da sua atividade antioxidante, através do método da simulação “in vitro” das diferentes etapas do trato gastrointestinal. No que diz respeito às propriedades físicas analisadas, as camarinhas frescas demonstraram uma altura média de 8,6 mm, um diâmetro médio de 9,4 mm e uma massa média de 0,7 g. Relativamente à caraterização da cor, estas apresentavam uma cor clara (L*=79,8). Quanto à textura apresentaram alguma elasticidade média (2,9 mm) e uma baixa dureza (1,9 N). Nas análises químicas as camarinhas revelaram ser compostas, maioritariamente, por água (87,9%), por açúcares totais e fibras. Para além disso, apresentavam um teor em sólidos solúveis totais de 6,3 ºBrix, uma acidez de 1,4 g ácido tartárico/100 g e um teor de vitamina C de 2,8 mg de ácido ascórbico/100 g.Na quantificação dos compostos fenólicos totais e flavonóides, os extratos de acetona:água das amostras de polpas de camarinha branca apresentaram os valores mais elevados, 1614,1 mg EAG/100 g e 143,7 mg EQ/100 g, respetivamente. Relativamente à quantificação dos orto-difenóis e dos taninos os extratos de metanol e de acetona:água das amostras de grainhas de camarinha branca registaram os valores de 23,4 mg EAG/100 g e 915,7 mg/100 g, respetivamente. Na atividade antioxidante por DPPH e ABTS os extratos de acetona:água das amostras de polpas de camarinha branca apresentaram, respetivamente, os valores de 40,1 µmol ET/g e de 79,6 µmol ET/g. Na avaliação da bioacessibilidade verificou-se que ocorreu uma maior percentagem de compostos fenólicos disponíveis para absorção e uma maior preservação da sua atividade antioxidante nos extratos das grainhas, comparativamente aos extratos das polpas. Com este estudo concluiu-se que as camarinhas são pequenos frutos portadores de um grande potencial em diversos compostos bioativos benéficos para a saúde dos consumidores.

Nanofibras de isolado proteico de bijupirá (rachycentron canadum): desenvolvimento, caracterização e avaliação toxicológica

As nanofibras produzidas através de biopolímeros oriundos de materiais biológicos têm tomado espaço no âmbito mundial, estes podem ter sua origem em compostos como a proteína animal, por exemplo, as proteínas de pescado. O presente trabalho teve como objetivo geral desenvolver nanofibras de isolado proteico de Bijupirá (Rachycentron canadum). O isolado proteico de bijupirá (IPB) foi obtido utilizando processo de variação de pH para solubilizar e isolar proteínas. O IPB obtido foi caracterizado quanto sua composição química proximal e suas propriedades físicoquímicas, estruturais e funcionais. O rendimento do IPB foi de 98,17% de proteína, em base seca. A maior solubilidade e a maior capacidade de retenção de água (CRA) do IPB foram obtidas em pH 11 e 21,9 mL.g-1 de proteína, respectivamente. Os perfis eletroforéticos revelaram massas moleculares características de proteínas miofibrilares (miosina e actina). Os principais picos identificados pelas análises de Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR) são provenientes de ligações peptídicas (ligações amida), como Amida I e II. Os maiores pontos de fusão e de degradação do IPB foram de 259,1°C e 378°C, respectivamente, obtendo assim, um isolado proteico com elevada estabilidade térmica. As nanofibras foram desenvolvidas pela técnica de electrospinnig. Foram preparadas soluções poliméricas utilizando 1% (p/v) de óxido de polietileno (PEO) e 1, 2, 3, 4, 5 e 6% (p/v) de IPB. Os parâmetros utilizados no processo de electrospinning como: potencial elétrico, distância da ponta do coletor a agulha e a taxa de fluxo da solução foram fixados em 16,7 kV, 15 cm, e 150 µL.h-1 , respectivamente. Os efeitos do solvente e a adição de um biopolímero comercial na capacidade de formação e morfologia das nanofibras foram estudados. Em relação ao efeito do solvente na solubilização das proteínas, o processo de electrospinning foi favorecido quando utilizado o ácido fórmico 85% (v/v), como este solvente orgânico promove a formação de estruturas helicoidais aleatórias e, consequentemente, um aumento no emaranhado de biopolímeros. A adição do biopolímero PEO proporcionou melhor viscosidade às soluções de IPB e o desenvolvimento das nanofibras. A morfologia analisada por Microscopia eletrônica de Varredura (MEV) das nanofibras obtidas com 5 e 4% (p/v) de IPB e 1% (/v) de PEO foi de 205 ± 82 nm e 476 ± 107, respectivamente.

Estudo dos tratamentos térmicos dos triacilglicerídeos, ácidos graxos e ésteres metílicos : perfil reacional e mecanismos

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2015.

Understanding the role of auxins and oxidative enzymes on adventitious root formation in olive (olea europaea L.) cultivars

Olive (Olea europaea L.), one of the main crops in the Mediterranean basin, is mainly propagated by cuttings, a classical propagation method that relies on the ability of the cuttings to form adventitious roots. While some cultivars are easily propagated by this technique, some of the most interesting olive cultivars are considered difficult-to-root which poses a challenge for their preservation and commercialization. Therefore, increasing the current knowledge on adventitious root formation is extremely important for species like olive. This research focuses on evaluating the role of free auxins and oxidative enzymes on adventitious root formation of two olive cultivars with different rooting ability - ‘Galega vulgar’ (difficult-to-root) and ‘Cobrançosa’ (easy-to-root). In this context, free auxin levels and enzyme activities were determined in in vitro-cultured ‘Galega vulgar’ microshoots and in semi-hardwood cuttings of cvs. ‘Galega vulgar’ and ‘Cobrançosa’. To attain this goal, an analytical method for the quantification of free indole-3-acetic acid (IAA) and indole-3-butyric acid (IBA) was developed, which is based on dispersive liquid-liquid microextraction followed by microwave derivatization (DLLME-MAD) and gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) analysis. The developed method was validated in terms of linearity, recovery, limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) and proved to be useful in the analysis of two very different types of plant tissues. The results from auxin quantification in olive samples point at a relationship between free auxin levels and rooting ability of both microshoots and semihardwood cuttings. A defective IBA-IAA conversion, resulting in a peak of free IAA during initiation phase, seems to be associated with low rooting ability. Likewise, differences in the activity of oxidative enzymes also appear to be related with rooting ability. Higher polyphenol oxidases (PPO) activity is likely related with an easyto- root behavior, while the opposite is true for peroxidases (POX) (including IAA oxidase (IAAox)) activity. A possible hypothesis for adventitious root formation in olive microcuttings is presented herein for the first time. Free auxins, oxidative enzymes, alternative oxidase (AOX) and reactive oxygen species (ROS) are some of the factors that may be involved in this highly complex physiological process. Interestingly, while temporal changes in auxin levels were similar between microshoots and semihardwood cuttings, the conclusions obtained from enzyme activity results in microshoots didn’t translate to semi-hardwood tissues, showing the emerging need for adaptation of classical agronomical research studies to modern techniques; Resumo: Procurando compreender o papel das auxinas e enzimas oxidativas na formação de raízes adventícias em cultivares de oliveira (Olea europaea L.) A oliveira (Olea europaea L.) é uma das principais culturas da bacia Mediterrânica e é propagada maioritariamente por estacaria, um processo altamente dependente da capacidade das estacas para formar raízes adventícias. Enquanto algumas cultivares são fáceis de propagar desta forma, algumas das cultivares de oliveira mais interessantes são consideradas difíceis de enraizar, o que dificulta a sua preservação e comercialização e torna extremamente importante aprofundar o conhecimento sobre o enraizamento adventício desta espécie. Este trabalho foca-se na avaliação do papel das auxinas livres e das enzimas oxidativas na formação de raízes adventícias em duas cultivares de oliveira com diferente capacidade de enraizamento - ‘Galega vulgar’ (difícil de enraizar) e ‘Cobrançosa’ (fácil de enraizar). Neste contexto, determinaram-se os níveis de auxinas livres e as actividades de enzimas oxidativas em microestacas de ‘Galega vulgar’ cultivadas in vitro bem como em estacas semi-lenhosas das cvs. ‘Galega vulgar’ e ‘Cobrançosa’. Para tal foi necessário desenvolver uma metodologia analítica para a quantificação de ácido indol-3-acético (IAA) e ácido indol-3-butírico (IBA), baseada em microextracção dispersiva líquido-líquido (DLLME) seguida de derivatização em microondas (MAD) e análise por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa (GC/MS). O método desenvolvido foi validado em termos de linearidade, recuperação, limite de detecção (LOD) e limite de quantificação (LOQ), e mostrou-se eficaz na análise de dois tipos de tecidos vegetais bastante diferentes. Os resultados da análise de auxinas em amostras de oliveira apontam para uma possível relação entre os níveis de auxinas livres e a capacidade de enraizamento, tanto em microestacas como em estacas semi-lenhosas. Uma conversão IBA-IAA deficiente, que resulta num pico de IAA durante a fase de iniciação, parece estar associada à baixa capacidade de enraizamento. Por outro lado, a capacidade de enraizamento também parece estar relacionada com diferenças na actividade de enzimas oxidativas. Comportamentos fáceis de enraizar estão associados a actividade mais elevada das polifenoloxidases (PPO), enquanto o oposto é verdade para a actividade das peroxidases (POX) (incluindo a IAA oxidase (IAAox)). Neste trabalho propõe-se pela primeira vez uma possível explicação para o enraizamento adventício em microestacas de oliveira. Auxinas livres, enzimas oxidativas, oxidase alternativa (AOX) e espécies reactivas de oxigénio (ROS) são alguns dos factores envolvidos neste processo fisiológico altamente complexo. Curiosamente, enquanto as alterações temporais nos níveis de auxinas foram semelhantes entre microestacas e estacas semi-lenhosas, o mesmo não se observou relativamente à actividade enzimática, o que mostra a necessidade de adaptação dos estudos agronómicos tradicionais às técnicas correntes.

Resíduos da indústria agro-alimentar como possíveis fontes de ácido ferúlico

A indústria agro-alimentar produz anualmente uma grande quantidade de subprodutos, ainda tratados como desperdício. A indústria cervejeira, em particular, está associada à produção de vários resíduos, entre os quais o bagaço de malte, também designado bagaço de cerveja ou dreche. Sendo produzida numa razão de 20 kg por cada 100 litros de cerveja, só na Ilha da Madeira a produção de dreche ultrapassa as 2000 toneladas/ano. O presente trabalho foi realizado com o intuito de estudar a utilização da dreche como material de partida para a extracção de ácido ferúlico, um ácido hidroxicinâmico com elevada bioactividade e aplicações. A caracterização físico-química da dreche permitiu determinar um teor de humidade de aproximadamente 70% e um teor de cinzas de cerca de 3,6%. A distribuição granulométrica da dreche seca, revelou que cerca de 70% das partículas que a constituem têm dimensão entre 1 e 0,25 mm. A extracção com acetona produziu um extracto contendo 5 compostos de natureza fenólica, determinados por LC-MS. A hidrólise alcalina – uma das técnicas que permitem a extracção de compostos como o ácido ferúlico a partir de matrizes lenhocelulósicas – foi estudada em amostras de dreche submetidas a tratamento prévio. O pré-tratamento com ácido diluído demonstrou ser eficiente na extracção do ácido ferúlico a partir da dreche. A extracção em autoclave mostrou ser eficiente na extracção do ácido ferúlico [0,28% (m/m)] e uma simplificação do procedimento posterior à reacção de hidrólise alcalina fez aumentar o rendimento de extracção em cerca de 84%, comparativamente ao procedimento habitual. As condições óptimas de hidrólise alcalina em tubos autopressurizados aconteceram a 120 ºC, por 1,5 horas, num rácio de 20 mL/g e NaOH (1,5%). O processo de purificação do ácido ferúlico extraído por adsorção numa resina sintética resultou em percentagens de adsorção de 90,83% e de dessorção em torno dos 68,70%.

Avaliação das propriedades farmacológicas de polissacarídeos do fungo Scleroderma nitidum

Several pharmacological properties have been attributed to isolated compounds from mushroom. Recently, have these compounds, especially the polysaccharides derived from mushrooms, modulate the immune system, and its antitumor, antiviral, antibiotic and antiinflammatory activities. This study assesses the possible pharmacological properties of the polysaccharides from Scleroderma nitidum mushroom. The centesimal composition of the tissue showed that this fungus is composed mainly of fibers (35.61%), ash (33.69%) and carbohydrates (25.31%). The chemical analysis of the polysaccharide fraction showed high levels of carbohydrates (94.71%) and low content of protein (5.29%). These polysaccharides are composed of glucose, galactose, mannose and fucose in the following molar ratios 0.156, 0.044, 0.025, 0.066 and the infrared analysis showed a possible polysaccharide-protein complex. The polysaccharides from Scleroderma nitidum showed antioxidant potential with concentration-dependent antioxidant activity compared to ascorbic acid. The analysis scavenging of superoxide radical and inhibition of lipid peroxidation showed that the polysaccharides from S. nitidum have an IC50 of 12.70 mg/ml and EC50 10.4 μg/ml, respectively. The antioxidant activity was confirmed by the presence of reducing potential of these polysaccharides. The effect of these polymers on the inflammatory process was tested using the carrageenan or histamine-induced paw edema model and the sodium thioglycolate or zymosan-induced model. The polysaccharides were effective in reducing edema (73% at 50 mg/kg) and cell infiltrate (37% at 10 mg/kg) in both inflammation models tested. Nitric oxide, a mediator in the inflammatory process, showed a reduction of around 26% at 10 mg/kg of body weight. Analysis of pro- and anti-inflammatory cytokines showed that in the groups treated with polysaccharides from S. nitidum there was an increase in cytokines such as IL-1ra, IL-10, and MIP-1β concomitant with the decrease in INF-γ (75%) and IL-2 (22%). We observed the influence of polysaccharides on the modulation of the expression of nuclear factor κB. Thus, polysaccharides from S. nitidum reduced the expression of NF-κB by up to 64%. The results obtained suggest that NF-κB modulation is one of the possible mechanisms that explain the anti-inflammatory effect of polysaccharides from the fungus S. nitidum.

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.

Low molecular weight compounds from mushrooms as potential Bcl-2 inhibitors: docking and virtual screening studies

Mushrooms have the ability to promote apoptosis in tumor cell lines, but the mechanism of action is not quite well understood. Inhibition of the interaction between Bcl-2 and pro-apoptotic proteins could be an important step that leads to apoptosis. Therefore, the discovery of compounds with the ability to inhibit Bcl-2 is an ongoing research topic in drug discovery. In this study, we started by analyzing Bcl-2 experimental structures that are currently available in Protein Data Bank database. After analysis of the more relevant Bcl-2 structures, 4 were finally selected. An analysis of the best docking methodology was then performed using a cross-docking and re-docking approach while testing 2 docking softwares: AutoDock 4 and AutoDock Vina. Autodock4 provided the best docking results and was selected to perform a virtual screening study applied to a dataset of 40 Low Molecular Weight (LMW) compounds present in mushrooms, using the selected Bcl-2 structures as target. Results suggest that steroid are the more promising family, among the analyzed compounds, and may have the ability to interact with Bcl-2 and this way promoting tumor apoptosis. The steroids that presented lowest estimated binding energy (ΔG) were: Ganodermanondiol, Cerevisterol, Ganoderic Acid X and Lucidenic Lactone; with estimated ΔG values between -8,45 and -8,23 Kcal/mol. A detailed analysis of the docked conformation of these 4 top ranked LMW compounds was also performed and illustrates a plausible interaction between the 4 top raked steroids and Bcl-2, thus substantiating the accuracy of the predicted docked poses. Therefore, tumoral apoptosis promoted by mushroom might be related to Bcl-2 inhibition mediated by steroid family of compounds.

Atividades anticoagulante e antioxidante de extratos brutos ricos em polissacarídeos sulfatados das macroalgas marinhas marrons Canistrocarpus cervicornis, Dictyota mertensii e Dictyopteris delicatula e de Heterofucanas de Canistrocarpus cervicornis

In the present study, extracts rich-sulfated polysaccharides were obtained from three different species of Dictyotales (a class of brown macroalgae): Canistrocarpus cervicornis, Dictyota mertensii and Dictyopteris delicatula and their anticoagulant and antioxidant activities were evaluated. All extracts showed anticoagulant activity on aPTT assay, but not on PT assay. Extracts also exhibited total antioxidant activity, superoxide radical scavenging capacity and ferric chelating property. The extract from C. cervicornis showed the best results and was choose to have their sulfated polysaccharides fractioned and subsequently analysed. Thus, six fractions (CC-0.3, CC-0.5, CC-0.7, CC-1.0, CC-1.2 and CC-2.0) were obtained by proteolysis followed by sequential acetone precipitation. Agarose gel eletrophoresis stained with blue toluidine, confirmed the presence of sulfated polysaccharides in all fractions. Chemical analyses showed that all fractions presented heterofucans mainly constitued by fucose, galactose, glucuronic acid and sulfate. Any fraction changed the PT. However, all fractions were able to double the aPTT on a dose-dependent manner. CC- 0.3, CC-0.5, CC-0.7 and CC-1.0 needed only 0.100 mg/mL to double the aPTT, result only 1.25 times higher than the Clexane® (0.080 mg/mL), a commercial low molecular heparin. The heterofucans presented appreciable total antioxidant capacity, low capacity on scavenging hydroxyl radical and good efficiency on scavenging superoxide radicals (except CC-1.0). CC-1.2 showed 43.1 % on superoxide radical scavenging. This result was higher than that showed by the same concentration of gallic acid (41.8 %), a known antioxidant. Furthermore, the heterofucans showed excelent activity on ferrous chelating activity (except CC-0.3). CC-0.5, CC-0.7 and CC-1.0 showed the highest activities with 47.0 % of ferrous chelating activity, a result 2.0 times lesser than that exhibited by the same concentration of EDTA. These results clearly indicated the beneficial effects of heterofucans extracted from C. cervicornis as potential anticoagulant and antioxidant agents. However additional steps of purification, structural studies, besides in vivo experiments are needed for these fucans may be used as therapeutic agents