Estudo das propriedades físico-químicas e avaliação de compostos bioativos em 'Physalis peruviana L.'

O rápido crescimento da procura e na produção de Physalis está associado às suas características nutracêuticas e medicinais, por estarem associadas ao bemestar e à saúde. O reconhecimento e o conceito da qualidade dos frutos é cada vezmais importante, abrangendo a aparência do produto, o aroma, a textura e o valor nutricional. Com a realização deste trabalho pretendeu-se avaliar as propriedades físicoquímicas das bagas de physalis, bem como os conteúdos em compostos bioativos com potenciais benefícios para a saúde humana. Neste trabalho foi avaliada uma variedade de physalis (Physalis peruviana L.), sendo os frutos provenientes de uma exploração localizada na região Norte-Centro de Portugal. Foram realizadas análises físicas às 'physalis' frescas, tendo sido determinados o calibre, a cor e a textura. Na análise química, realizaram-se as determinações, da humidade, da fibra bruta, dos açúcares totais e redutores, da acidez total titulável, do teor de sólidos solúveis totais, do ácido ascórbico, dos carotenóides, dos compostos fenólicos totais, dos orto-difenóis e dos flavonóides. Foi ainda determinada a atividade antioxidante pelos métodos ABTS e DPPH e os extratos submetidos a condições simulantes do trato digestivo. As physalis em estudo apresentaram, em média um diâmetro de 1,69 cm e uma massa de 2,77 g. Relativamente à cor, as bagas apresentaram-se claras, (L*=65,72), e com uma tendência para a cor vermelha (a*=16,69), e uma forte intensidade amarela (b*=58,11). No que diz respeito à textura, a firmeza foi de 2,40 N e a elasticidade foi de 2,94 mm. Quanto à caracterização química foram encontrados os seguintes resultados: 83,02% de água, 4,61% de fibra, 8,79% de açúcares totais, 1,25% de acidez total, expressa em ácido cítrico. A amostra continha ainda 5,95 μg/g de carotenoides 26,7 mg de ácido ascórbico por 100 g. Os valores de fenóis totais (42,74 e 59,95 mg EAG/100 g) e de atividade antioxidante determinada pelo método DPPH (7,73 e 9,61 μmol TE/g), e pelo método ABTS (12,28 e 13,71 μmol TE/g) variam de acordo com as condições de extração. Verificou-se ainda uma correlação forte entre os dois métodos. No que diz respeito às condições in vitro de simulação das condições do trato digestivo, verificou-se um decréscimo ao longo do trato digestivo tanto no teor em compostos fenólicos bem como na atividade antioxidante. Em termos globais houve uma retenção de 43% dos compostos fenólicos totais e 26% da atividade antioxidante.

A importância dos ácidos fenólicos na atividade anti-inflamatória de cogumelos comestíveis

Os cogumelos comestíveis são uma fonte rica de moléculas bioativas que lhes conferem importantes atividades biológicas. Moléculas como os Polissacáridos, terpenóides e os compostos fenólicos têm sido descritos como os componentes mais importantes no que respeita á atividade anti-inflamatória dos cogumelos (1). No presente trabalho, os extratos etanólicos de cogumelos comestíveis foram obtidos por maceração e caracterizados quimicamente em termos de ácidos fenólicos por técnicas de HPLC-DAD. Além disso, derivados metilados e glucuronados dos ácidos fenólicos identificados foram também sintetizados com o objetivo de mimetizar reações de metabolização no organismo e estudar a capacidade destas moléculas de manter a bioatividade exibida inicialmente. Os extratos obtidos, os ácidos fenólicos e compostos sintetizados foram avaliados pela sua atividade anti-inflamatória. De entre as amostras analisadas, B. impolitus revelou o mais elevado conteúdo em ácidos fenólicos (675 ± 23 μg/g), seguido de C. cibarius > A. caesaria > L. deliciosus > B. aereus > M. esculenta > B. edulis; devido à contribuição do ácido cinâmico que foi encontrada em maior quantidade nesta amostra (505 ± 12 μg/g). Mais ainda, B. impolitus apresentou também maior inibição da produção de NO (EC50=166 ± 10 μg/mL) seguido das amostras A. caesaria > C. cibarius > L. deliciosus > M. esculenta > B. aereus > B. edulis. No que respeita aos compostos individuais, o ácido cinâmico (CA) revelou a atividade mais forte (EC50 = 182 ± 16 μM), seguido pelos ácidos p-hidroxibenzóico (HA) (239 ± 29 μM) e p-Cumárico (CoA) (442± 33 μM), o que realça a importância destas moléculas para a atividade anti-inflamatória dos cogumelos. Comparando a atividade exibida pelos ácidos fenólicos com os respetivos derivados, é possível verificar a seguinte ordem de atividades: ácido p-hidroxibenzóico: HA > HA-M3 > HA-M2 > HA-M1 > HA-G; ácido p-cumárico : CoA-M1 > CoA-G > CoA-M2 > CoA-M3 > CoA e ácido cinâmico: CA-G > CA > CA-M1. Perante os resultados obtidos é de realçar a importância dos ácidos fenólicos na contribuição para a bioatividade exibida pelos cogumelos em estudo. Mais ainda, foi possível concluir que as alterações das moléculas pelas reações de conjugação no organismo têm influência na bioativade das moléculas iniciais, sendo que muitas vezes esta atividade é aumentada.

Teor de fenólicos totais e crescimento radicular em soja (Glycine max (L.) Merr.) inoculada com as bactérias endofítica e epifítica e sua exposição à ferrugem.

Os compostos fenólicos são formados no metabolismo secundário dos vegetais e estão envolvidos no mecanismo de defesa. O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito dos isolados 0G e EN78 na produção de fenólicos totais na soja, frente à exposição à ferrugem da soja (Phakospora pachyrhizi), e no crescimento radicular. O isolado EN78 induziu um aumento no teor de fenólicos totais quando exposto à ferrugem, mesmo antes da manifestação do sintoma. Esse mesmo isolado apresentou eficiência simbiótica com o Biorhizo 10 (Bradyrhizobium elkanii e japonicum), promovendo o desenvolvimento radicular, enquanto que o isolado 0G não influiu no teor de fenólicos totais, mas induziu aumento da biomassa radicular.

Valorização integrada de resíduos e subprodutos da extração do azeite: extração e caraterização de compostos bioativos do bagaço de azeitona

Dissertação de Mestrado, Tecnologia de Alimentos, Instituto Superior de Engenharia, Universidade do Algarve, 2016

Caracterização morfoanatômica e histoquímica de Cuphea carthagenensis (Jacq.) J.f. Macbr. (Lythraceae)

Cuphea carthagenensis (Jacq.) J.F. Macbr. is an herb, which occurs preferably in wet places. Amongst other species of the genus, C. carthagenensis is distinguished for its great chemical potential and frequent use in popular medicine. In this study the morphological and anatomical structures were identified, as well as the histochemical characterization was done. Samples of root, stem and leaves were collected from adult plants. This material was processed for anatomical and histochemical analysis in light microscopy and for morphological analysis, in scanning electron microscopy. Important morphological and anatomical considerations were added for C. carthagenensis, such as: the occurrence of aerenchymatous phellem with suberized layers; the types of trichomes present in the vegetative organs, the characterization of secretory trichomes, as well as the secreted substances. The groups of secondary metabolites presents in the root, stem and leaf of C. carthagenensis with more intense histochemical reaction were: proanthocyanidins, phenolic compounds, acids polysaccharides (mucilage especially) and lipids.

Caracterização físico-química de polpas de frutos da Amazônia e sua correlação com a atividade anti-radical livre

Características físico-químicas (cor, pH, acidez total titulável, sólidos solúveis totais, conteúdo de lipídios e umidade) e níveis de compostos bioativos (ácido ascórbico, fenólicos totais) foram determinados em quinze amostras de polpas de frutos procedentes da região Amazônica (abiu, acerola, açaí, araçá-boi, bacaba, bacuri, buriti, cajá, cajarana, caju, cupuaçu, graviola, murici, noni e tamarindo). A atividade de radicais livres foi avaliada pelo método de ABTS. Algumas polpas apresentaram alta potencialidade antioxidante, associada com a atividade antirradicais livres obtida e os conteúdos dos componentes bioativos como compostos fenólicos e ácido ascórbico, destacando-se acerola e acaí. O conteúdo total de compostos fenólicos foi correlacionado à capacidade antioxidante das polpas.

Caracterização físico química, perfil sensorial e aceitação de morangos submetidos à irradiação

A irradiação de alimentos é um método de conservação não térmico utilizado em diferentes alimentos e em diferentes doses. Sabe-se que, dependendo da dose aplicada, esse método pode ocasionar alterações nas características físico-químicas e sensoriais, que afetam a qualidade do produto. Portanto, um dos objetivos deste estudo foi analisar o efeito da irradiação nas características físico-químicas e sensoriais de morangos irradiados. A irradiação das amostras de morango ocorreu um dia após a colheita e foi realizada no Laboratório de Radiação Gama do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN), em Belo Horizonte-MG. As doses utilizadas foram 1 kGy, 2 kGy, 3 kGy e 4 kGy e a amostra controle (0 kGy). Foram avaliados pH, acidez total titulável, sólidos solúveis, ratio (relação entre teor de sólidos solúveis e acidez total titulável), açúcares redutores, totais e não redutores, pectina, ácido ascórbico, firmeza, cor, antocianinas, compostos fenólicos e capacidade antioxidante. Para a caracterização sensorial das amostras, foi utilizado o método Perfil Descritivo Otimizado (PDO), sendo avaliados os atributos sensoriais cor, sabor adocicado, gosto ácido, firmeza e suculência, por 15 julgadores previamente selecionados. Além da caracterização sensorial, foi realizada a análise de aceitação sensorial por 60 consumidores de morango em duas sessões. A irradiação não alterou significativamente a maioria das características físico-químicas analisadas, ao comparar todas as doses empregadas, incluindo o morango controle (não irradiado); apenas a firmeza apresentou valores diferentes estatisticamente: com o aumento da dose, houve diminuição da firmeza do fruto. No PDO, as amostras diferiram quanto à cor, sabor adocicado, firmeza e suculência, sendo que a amostra controle e a amostra irradiada com 1 kGy tiveram maiores valores de firmeza e menores de suculência e sabor adocicado. Em relação à aceitação, a amostra controle e a amostra irradiada com 1 kGy não diferiram estatisticamente pelo teste Tukey a 5%, mas diferiram das amostras irradiadas com doses de 3 kGy e de 4 kGy; no entanto, a amostra irradiada a 2 kGy não diferiu de nenhuma outra dose. Foram realizados estudos de correlações entre os dados físico-químicos de pH, acidez total titulável (ATT), sólidos solúveis (SS), açúcares totais e açúcares não redutores, antocianina (método pH diferencial), pectina, firmeza instrumental, relação entre SS/ATT (ratio) e alguns parâmetros de cor (a*, b*, c* e L), e os dados do teste sensorial descritivo, ou seja, os atributos de firmeza, suculência, sabor adocicado e gosto ácido. Os resultados obtidos foram correlações significativamente positivas entre pH e ratio, sólidos solúveis e pectina, antocianinas e parâmetros de cor (a* e c*), açúcares e parâmetros de cor (b* e c*), firmeza sensorial e firmeza instrumental, suculência e sabor xvi adocicado e firmeza sensorial e gosto ácido. Já as correlações negativas foram entre acidez e ratio, sólidos solúveis e firmeza, antocianina e L*, firmeza sensorial e sabor adocicado e suculência com: firmeza instrumental, firmeza sensorial e gosto ácido. Neste trabalho, também foi realizada a caracterização físico-química e sensorial de morangos irradiados nas doses determinadas por Lima Filho et al. (2014) como sendo correspondentes ao limiar de detecção (LD) sensorial (0,405 kGy) e ao limiar de rejeição (LR) sensorial (3,6 kGy) para morangos irradiados. Além disso, foi verificada a influência da embalagem na aceitação sensorial de morangos irradiados na dose 3,6 kGy. Todas as medidas físico-químicas apresentaram pequena variação entre as amostras controle (0 kGy) e o LD e o LR. Não houve diferença significativa em relação à aceitação da amostra irradiada na ausência e na presença da embalagem, provavelmente devido ao grau de conhecimento do painel de consumidores em relação ao processo de irradiação de alimentos. Conclui-se que a irradiação é um método de conservação que pode ser utilizado em morangos, uma vez que exerce pouca influência, no período de tempo estudado, nas suas características físico-químicas e sensoriais.

Elaboração e análise de extrato hidrossolúvel de gergelim (Sesamum indicum)

O objetivo do presente estudo foi elaborar e caracterizar um extrato hidrossolúvel à base de gergelim para ser usado como possível substituto do leite de vaca e extrato de soja. Foi proposto um modelo de cinética de absorção de água durante a etapa de maceração no qual estimou o tempo ideal de batimento do gergelim macerado e se essa etapa influencia no rendimento do produto. Posteriormente com o objetivo de saber a influência do tempo de batimento (0,45 min a 14,55 min) e a concentração do extrato (1,925% a 23,07%) foram avaliadas através de um delineamento composto central rotacional (DCCR), ou seja, um delineamento 22 incluindo 4 ensaios nas condições axiais e 5 repetições no ponto central, totalizando 13 experimentos. Para todos os ensaios do delineamento realizou-se análises de viscosidade, cor, sólidos solúveis totais e rendimento. As mesmas análises foram realizadas em amostras comerciais de leite de vaca e extrato hidrossolúvel de soja com o intuito de comparação. Após a realização dessa etapa foi possível à seleção de algumas amostras para elaboração do extrato hidrossolúvel de gergelim e então realizou-se análises físico-químicas (proteína, cinzas, lipídios, carboidratos) e determinou-se a capacidade antioxidante por ABTS e teor de compostos fenólicos de tais amostras. Quanto à análise de rendimento não houve diferença significativa da quantidade de extrato obtido em diferentes temperaturas de maceração pelo teste de Tukey (p> 0,05). O DCCR foi realizado no programa Statistica e selecionaram-se os ensaios 1, 2, 6, 7, PC (ponto central) que foram as amostras que mais se assemelharam com as amostras comerciais estudadas. Nessas amostras realizou-se as análises físico-químicas além de capacidade antioxidante e compostos fenólicos. O conteúdo de sólidos totais na amostra 6 foi superior as demais amostras, diferindo estatisticamente das demais amostras (p> 0,05). Já para o teor de lipídios, cinzas e proteínas encontrados nas amostras 6 e PC foram maiores que as demais amostras, enquanto a amostra 7 exibiu o menor teor de lipídios e proteínas, considerando que o teor de cinzas das amostras 1, 2 e 7 foram estatisticamente iguais. O teor de carboidratos calculado por diferença foi superior nas amostras 1, 2 e 7 e com o menor valor na amostra 6. Os valores de capacidade antioxidante e compostos fenólicos não se diferenciaram estatisticamente entre si ao nível de 5% de probabilidade. Concluiu-se portanto que a etapa de maceração não influenciou no rendimento do produto final. A partir das análises físico-químicas pode-se concluir que o extrato hidrossolúvel de gergelim em determinadas amostras apresentou um melhor desempenho quanto ao valor nutricional comparado ao extrato de soja.

Alterações fisiológicas após aplicação de silício em cacau e sua influência na preferência por pulgões

Os aspectos fisiológicos e bioquímicos influenciados pelo silício e que condicionam reações de resistência a pragas no cacaueiro ainda são pouco conhecidos. O objetivo deste experimento foi avaliar os efeitos da aplicação de silício sobre a fotossíntese, sobre o teor foliar de fenóis solúveis totais e a sua influência na preferência de Toxoptera aurantii em genótipos de cacau. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, no delineamento de blocos casualizados, com quatro repetições, em arranjo fatorial 3 x 3, constituído por três genótipos (TSH 1188, CCN 51 e Catongo), duas doses de silicato de potássio (3 e 6 mL L-1), aplicadas por via foliar e um controle pulverizado somente com água. Foram realizadas avaliações das trocas gasosas, da fluorescência da clorofila a e do teor de compostos fenólicos foliar, além de um teste de preferência com chance de livre escolha com T. aurantii. Os genótipos TSH 1188 e CCN 51 apresentam maior eficiência fotoquímica e fotossintética, comparados com o Catongo. Independentemente do genótipo, a aplicação de silicato de potássio não alterou o índice de desempenho das plantas (PI ABS e PI TOTAL); no entanto, a dose 3 mL L-1 aumentou a fotossíntese líquida e o teor de fenóis solúveis totais. A dose 6 mL L-1 reduziu a preferência de T. aurantii pelas folhas do genótipo TSH 1188. A aplicação de silicato de potássio é promissora no aumento da resistência do cacaueiro a T. aurantii.

Fraccionamento do efluente da indústria da cortiça por ultra-nanofiltração: caracterização e estudo da sua biodegradabilidade

O efluente da Indústria da Cortiça apresenta elevados teores de carga orgânica e de compostos fenólicos, nomeadamente teninos, com baixa biodegradabilidade e significativa toxicidade, o que dificulta o seu tratamento. O objectivo deste trabalho é o estudo da biodegradabilidade de diferentes fracções do efluente da cortiça, na perspectiva de contribuir para viabilizar o seu tratamento. Biológico, em simultâneo com a sua valorização, pela recuperação do seu conteúdo em taninos. O fraccionamento foi realizado através de processos de separação por membranas, nomeadamente por ultrafiltração e nanofiltração, de Limite de Exclusão Molecular (MWCO) compreendido entre 0,125-91kDa. O efluente e as fracções permeadas obtidas foram analisadas em termos de conteúdo orgânico (COT, CBO, CQO), fenóis, taninos, cor, pH e condutividade. A caracterização do efluente revelou um elevado conteúdo orgânico (2285-2604 mg de CQO/L, 670,5-1056,8 mg C/L, 1000-1225 mg CBO/L), biodegradabilidade relativamente baixa (0,44-0,47 para CBO/CQO; k de 0,25-0,24 d-1) e elevado conteúdo de fenóis (0,36-0,41 g de ácido tânico/L) e de taninos (0,25-0,27 g ácido tânico/L). O fraccionamento do efluente permitiu concluir uma diminuição do seu conteúdo poluente nos permeados com a diminuição do MWCO das membranas utilizadas. A diminuição simultânea de matéria orgânica e fenóis foi particularmente significativa no permeado da membrana de MWCO de 3,8 kDa que, por outro lado, apresenta uma melhoria significativa para o índice de biodegradabilidade e k (0,83;0,38-0,44 d-1), o que significa que este permeado apresenta já viabilidade para sofrer um processo biológico para remoção de matéria orgânica e o concentrado apresenta um elevado potencial para recuperação de taninos. Nas fracções de MWCO inferior a 3,8 kDa, a diminuição de matéria orgânica é muito significativa, com um aumento da sua fracção biodegradável. Embora os resultados não sejam totalmente conclusivos em termos de biodegradabilidade, esta fracção apresenta já características adequadas para reutilização como água de processo.

Caracterização de antioxidantes com potencial interesse industrial

Mestrado em Engenharia Química

Eficiência de antioxidantes em biodiesel

Mestrado em Engenharia Química.Ramo optimização energética na indústria química

Valorização de subprodutos da vinha e do vinho: impacto do tempo e métodos de preservação nas suas características

Os polifenóis constituem um grupo biologicamente relevante de compostos naturais, que têm gerado um crescente interesse por parte dos consumidores e das indústrias alimentar, farmacêutica e de cosméticos. Os compostos fenólicos exibem uma vasta gama de propriedades fisiológicas, tais como anti-alérgica, anti-aterogénica, anti-inflamatória, anti-microbiana, antioxidante, anti-trombótica, possuindo efeitos cardio-protetores e vasodilatadores. Por conseguinte, o interesse na obtenção deste compostos ativos de uma forma fácil, barata e rápida tem vindo a aumentar. Uma das fontes de polifenóis são os subprodutos agrícolas, tais como os produtos derivados do vinho e/ou processamento de uvas. As folhas, os caules e os resíduos obtidos durante o processo de produção do vinho têm sido subutilizados, apesar de representarem uma boa fonte de compostos antioxidantes e bioativos. Portugal é um dos mais importantes países produtores de vinho, onde todos os anos são geradas várias toneladas de subprodutos associados a esta indústria. A extração, caracterização, quantificação e avaliação da atividade antioxidante de compostos bioativos extraídos destes subprodutos são, pois, tarefas importantes a fim de avaliar o potencial de utilização destes produtos como novas fontes de compostos antioxidantes. O objetivo deste trabalho foi quantificar e avaliar os teores de polifenóis de extratos preparados a partir de folhas e caules de videira, e bagaço, engaço e grainha de uva. Os parâmetros experimentais da extração foram otimizados, incluindo a proporção de solvente de extração (água/etanol), a temperatura e o tempo de extração. A quantificação dos polifenóis (como fenóis totais e flavonoides) foi efetuada por espetrofotometria de UV/Vis. Verificou-se que a melhor razão de solventes extratores foi de 50/50 (v/v) em água/etanol para todos os subprodutos estudados. No caso dos subprodutos folhas e caules, as condições ideais de extração foram obtidas quando se usou uma temperatura de 40ºC e um tempo de extração de 30 min. Para o bagaço, a temperatura ideal foi de 55ºC durante 5 min. Para o engaço e grainha a utilização de uma temperatura de 40ºC durante 5 min e 30 min, respetivamente, revelou-se o ideal para se obter os compostos. Com este trabalho conclui-se que os subprodutos da vinha e do vinho efetivamente possuem compostos de elevado valor e com capacidade antioxidante.

Avaliação da influência de antioxidantes na estabilização de biodiesel

O biodiesel é uma fonte de energia renovável, que se pode obter pela transformação dos resíduos domésticos, e é ambientalmente inócuo, e fácil de transportar, pois tem um ponto de fulgor elevado. Atualmente tem-se focado a atenção nos efeitos da oxidação do biodiesel causados pelo contato com o ar ambiente durante o seu armazenamento. Os produtores, fornecedores e consumidores, pretendem garantir que a qualidade do biodiesel e das suas misturas com combustíveis destilados do petróleo, mantém-se durante longos períodos de armazenamento. A maioria dos óleos vegetais e das gorduras animais, usados como matéria – prima, são triacilgliceróis com grupos ácido gordos de cadeia longa (C16 – C18) ligados por ligações éster a uma estrutura de glicerol. O objetivo deste estudo foi avaliar a eficiência do ácido gálhico e seus derivados alquilo ésteres aumentando a resistência relativa à oxidação do ácido linoléico, inibindo a peroxidação ácido gordos de cadeia longa insaturados. Outro objetivo foi estudar a taxa de inibição da auto-oxidação do ácido linoleico. Foi, ainda estudado o efeito que a concentração do antioxidante, tinha na estabilidade do ácido linoleico. No caso do ácido gálhico verificou-se que o aumento para o dobro da concentração do antioxidante utilizada, obtinha-se quase o dobro da taxa de inibição da oxidação do ácido linoleico. A auto-oxidação de ácido linoleico é acompanhada pela formação do seu dieno conjugado, o qual foi medido sua absorvância, durante 7 dias, por espetrofotometria de absorção UV a 234 nm. Uma diminuição da taxa de formação de dieno conjugado, indica o aumento da atividade antioxidante do composto adicionado à micela de ácido linoleico. Os resultados obtidos permitem concluir que de todos os antioxidantes testados o galhato de butilo é o que possibilita uma maior inibição da oxidação do ácido linoleico para as duas concentrações de antioxidantes testadas (0,1 mM e 1mM), obteve-se uma percentagem de inibição do ácido linoleico de 54,0% e 63,6%, respetivamente. O estudo comparativo da estabilização do ácido linoleico com o antioxidante de referência, o butil -hidroxitolueno, mostrou que este composto tem um poder de estabilização inferior a qualquer dos antioxidantes estudados. Os resultados deste estudo demonstraram que a utilização de compostos fenólicos, em especial o galhato de butilo, constitui uma boa alternativa para a estabilização de matrizes lipídicas, nomeadamente de combustíveis como o biodiesel.

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