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

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

DNA extraction and RAPD markers to assess the genetic similarity among Gelidium sesquipedale (Rhodophyta) populations

A simple method developed for genomic DNA isolation from fungus was tested on the red alga, Gelidium sesquipedale (Clem.) Born et Thur., which is commercially exploited for its high sulfated polysaccharide (agar) content. This method is faster, cheaper, and less toxic than conventional phenol/chloroform methods. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) amplifications were performed successfully without the necessity of purifying the DNA. RAPD markers were used to investigate the genetic similarity among three natural populations of G. sesquipedale from southern Portugal. Bulked-genomic DNA samples of 15 different individuals were made in each population. These can be conceived of as a sample of the population DNA. Of the 62 primers screened, 41 produced bands and 22 revealed polymorphisms. Genetic similarities among populations were high. Populations that are further away from each other have the lowest similarity coefficients, whereas the intermediate Ingrina population, located on the south coast, showed higher genetic similarity with the Odeceixe population located on the southwest coast, than with the Sao Rafael southern population. This suggests a higher genetic flow between Odeceixe and Ingrina or the result may be a founder effect in the sense that the species has propagated from the east coast to the south coast of Portugal. We conclude that the use of this isolation method with RAPD analysis is appropriate to characterize the genetic variability of this commercial species along its geographical distribution. Large sample sizes can be screened at a relatively low cost. Finding genetic markers for commercial populations of C. sesquipedale may be of industrial interest.

DNA extraction and RAPD markers to assess the genetic similarity among Gelidium sesquipedale (Rhodophyta) populations

A simple method developed for genomic DNA isolation from fungus was tested on the red alga, Gelidium sesquipedale (Clem.) Born et Thur., which is commercially exploited for its high sulfated polysaccharide (agar) content. This method is faster, cheaper, and less toxic than conventional phenol/chloroform methods. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) amplifications were performed successfully without the necessity of purifying the DNA. RAPD markers were used to investigate the genetic similarity among three natural populations of G. sesquipedale from southern Portugal. Bulked-genomic DNA samples of 15 different individuals were made in each population. These can be conceived of as a sample of the population DNA. Of the 62 primers screened, 41 produced bands and 22 revealed polymorphisms. Genetic similarities among populations were high. Populations that are further away from each other have the lowest similarity coefficients, whereas the intermediate Ingrina population, located on the south coast, showed higher genetic similarity with the Odeceixe population located on the southwest coast, than with the Sao Rafael southern population. This suggests a higher genetic flow between Odeceixe and Ingrina or the result may be a founder effect in the sense that the species has propagated from the east coast to the south coast of Portugal. We conclude that the use of this isolation method with RAPD analysis is appropriate to characterize the genetic variability of this commercial species along its geographical distribution. Large sample sizes can be screened at a relatively low cost. Finding genetic markers for commercial populations of C. sesquipedale may be of industrial interest.

Ecologia da alga agarófita Gelidium sesquipedale. Modelação matemática da produtividade e dinâmica populacional

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Ciências do Ambiente pela Universidade Nova de Lisboa,Faculdade de Ciências e Tecnologia

Efeitos de variáveis abióticas na composição química de Gelidium Crinale (Gelidiaceae, Rhodophyta) em cultivo unialgal

Os efeitos individuais e interativos dos parâmetros ambientais físicos e químicos, como temperatura, intensidade luminosa, salinidade e concentração de fósforo inorgânico dissolvido na água do mar, na produção de proteínas, carboidratos, acúmulo de fósforo tecidual e taxa de absorção do fósforo inorgânico disponível no meio de cultura em Gelidium crinale (Turner) Lamouroux, foram investigados durante um período de sete dias de cultivo laboratorial, em condições controladas. A ação dos parâmetros abióticos foi analisada de três maneiras diferentes. A primeira avaliação integrou a ação de temperatura, intensidade luminosa e fósforo inorgânico dissolvido, mantendo-se fixa a salinidade em 25 ups, onde se constatou que em todos os componentes químicos algais ocorreram interações de terceira ordem. O incremento de 2,28 a 2,67 % nos teores de proteínas foram obtidos à temperatura de 25 °C e 12 μmol m-2 s-1 de intensidade luminosa, diminuindo com a elevação da intensidade luminosa para 40 μmol m-2 s-1. Para carboidratos, ocorreram interações significativas entre os três parâmetros, com um aumento de 6,85 % sendo registrado a 25 °C de temperatura, 24 μmol m-2 s-1 de intensidade luminosa e 10,0 μM de fósforo inorgânico. O aumento máximo na taxa de fósforo tecidual (0,56 %) ocorreu em talos cultivados nas menores temperatura e intensidade luminosa e na maior concentração de fósforo inorgânico dissolvido. Com relação à intensidade luminosa, foi observada uma correlação negativa entre proteínas e carboidratos. A segunda avaliação estabeleceu a ação independente e sinérgica de temperatura, salinidade e fósforo inorgânico disponível no meio de cultivo, fixando-se a intensidade luminosa em 24 μmol m-2s-1. A maior produção de proteínas ocorreu em cultivos onde a temperatura foi de 25 °C, com uma concentração de 5,0 e 10,0 μM de fósforo inorgânico dissolvido e salinidade entre 15 e 20 ups, cujos valores médios do incremento variaram entre 2,62 a 2,83 % peso seco de alga, resultando em uma interação de terceira ordem altamente significativa. Para carboidratos a elevação de 6,85 % em sua concentração está associada à maior temperatura (25 °C), maior salinidade (25 ups) e maior quantidade de fósforo inorgânico disponível no meio de cultivo (10,0 μM). Contudo, não foi observada uma interação de terceira ordem através da análise estatística. Para esta biomolécula observaram-se interações de segunda ordem altamente significativa (P < 0,005) entre temperatura e diferentes concentrações de fósforo inorgânico e entre temperatura e salinidade (P < 0,000). O acúmulo de fósforo nos talos da alga foi menor durante os cultivos em que a salinidade foi de 25 ups,nas temperaturas de 20 e 25 °C e concentração de fósforo disponível de 2,5 μM, com percentuais entre 0,08 a 0,11 % em peso de cinzas. O maior incremento ocorreu na menor temperatura, associada à baixa salinidade e alta concentração de fósforo inorgânico no meio. O coeficiente de correlação de Pearson revelou correlações positivas, altamente significativas (P < 0,001) entre teor de proteína, temperatura e disponibilidade de fósforo inorgânico no meio de cultivo. Para carboidratos, as correlações foram positivas com os três parâmetros abióticos. Para fósforo tecidual somente com o fósforo inorgânico disponível no cultivo foi que ocorreu uma relação positiva; com os outros dois parâmetros esta correlação foi negativa. Entre os componentes químicos encontrados nas algas, proteínas e carboidratos apresentaram uma relação positiva, porém fósforo tecidual apresentou uma correlação negativa com ambos, embora com proteínas esta relação não tenha sido significativa. A terceira avaliação estudou a ação individual e o sinergismo entre os parâmetros ambientais, temperatura, intensidade luminosa e salinidade, a uma concentração fixa de fósforo inorgânico disponível no meio de cultivo (10,0 μM), sobre a composição química, bem como na taxa de absorção de fósforo inorgânico disponível. Observou-se a ocorrência de interações de terceira ordem em todos as variáveis estudadas. O teor de proteínas apresentou um aumento de 3,72 % durante o período de cultivo, passando de 20,63 % antes do cultivo, para 24,35 % após o término do experimento, principalmente nas condições de 25 °C de temperatura, 12 μmol m-2s-1 de intensidade luminosa e 15 ups de salinidade. Para carboidratos, nas condições de baixa intensidade luminosa (12 μmol m-2s- 1), a uma temperatura de 20 °C e salinidades de 10 e 15 ups, foram registrados valores inferiores à amostra controle, caracterizando um consumo desta biomolécula por parte das algas. Nestas mesmas condições ambientais, foram registrados os maiores teores de fósforo tecidual, variando entre 0,86 a 1,09 % do peso das cinzas. As maiores taxas de absorção do fósforo do meio ocorreram na salinidade de 25 ups e 25 °C de temperatura, diminuindo da intensidade luminosa de 12 μmol m-2s-1 para 40 μmol m-2s-1. As maiores concentrações de fósforo inorgânico residual na água do meio de cultivo ocorreram nas salinidades de 10 e 15 ups, em todas as intensidade luminosas e temperaturas estudadas. Através do coeficiente de correlação de Pearson, observou-se que os teores de proteínas apresentaram uma forte correlação negativa com a intensidade luminosa e positiva com a temperatura e salinidade, embora com esta última não tenha sido significativa. Para carboidratos, as correlações com os parâmetros abióticos foram todas positivas. Correlações negativa e positiva, não significativas, foram observadas entre esta biomolécula e o teor de proteínas e a taxa de absorção de fósforo disponível no meio, respectivamente. Por outro lado, com fósforo tecidual, ocorreu uma correlação negativa, altamente significativa. Este estudo mostra o estado fisiológico de Gelidium crinale e contribui para o estabelecimento das melhores condições de cultivo para produção de proteína, carboidrato e fósforo tecidual e indicação do uso racional de nutrientes, fornecendo informações para a otimização de processos de maricultura, tanto em termos de cultivo bem sucedido de algas, quanto de redução no impacto sobre o ambiente.

Biophysical techniques used to evaluate the stratum corneum

Assortments of biophysical methods are used to the study the stratum corneum morphology and dynamic with the objective to elucidate the correlation between its structure and functions. Among these methods, there are: X-ray diffraction, electron paramagnetic resonance, differential scanning calorimetry, Raman spectroscopy with Fourrier transform, infrared spectroscopy and photoacustic spectroscopy. In this manuscript, methods are presented and discussed in relation to the use indication, interpretation of results and advantages and limitations to the stratum corneum analysis.

Antileishmanial Sesquiterpenes from the Brazilian Red Alga Laurencia dendroidea

Investigation of the bioactive crude extracts from two populations of the red alga Laurencia dendroidea from the southeastern Brazilian coast led to the identification of five sesquiterpenes: (+)-obtusane (1), a triquinane derivative (2), (-)-elatol (3), obtusol (4), and cartilagineol (5). An antileishmanial bioassay against Leishmania amazonensis was conducted for crude lipophilic extracts and for sesquiterpenes 2, 3, and 4. Compounds 3 and 4 displayed in vitro and in vivo leishmanicidal activity and very low cytotoxicity.

Trypanocidal, leislimanicidal and antifungal potential from marine red alga Bostrychia tenella J. Agardli (Rhodomelaceae, Ceraniiales)

Specimens of the red alga Bostrychia tenella J Agardh (Rhodomelaceae, Ceramiales) were collected from the Sao Paulo coast and submitted to loom temperature solvent extraction The resulting extract was fractionated by partitioning with organic solvent The n-hexane (BT-H) and dichloromethane (BT-D) fractions showed antiprotozoal potential in biological tests with Trypanosoma cruzi and Leishmania amazonensis and presented high activity in an antifungal assay with the phytopathogenic fungi Cladosporium cladosporioides and Cladosporium sphaerospermum Chromatography methods were used to generate subfractions from BT-H (H01 to H11) and from BT-D (D01 to 019) The subtractions were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS). and the substances were identified by retention index (Kovats) and by comparison to databases of commercial mass spectra The volatile compounds found in marine algae were identified as fatty acids, low molecular mass hydrocarbons, esters and steroids, some of these have been previously described in the literature based on other biological activities Moreover, uncommon substances. such as neophytadiene were also identified In a trypanocidal assay, fractions BT-H and BT-D showed IC(50) values of 168 and 19 1 mu g/mL. respectively, and were mote active than the gentian violet standard (31 mu g/ml.); subfractions H02. H03, D01 and D02 were active against L amasonensis, exhibiting IC(50) values of 1 S. 2 7, 4 4. and 4 3 mu g/mL., respectively (standard amphotericin B IC(50) = 13 mu g/mL.) All fractions showed antifungal potential this work reports the biological activity and identification of compounds by GC/MS for the marine red alga B tenella for the first time (C) 2010 Elsevier B V All lights reserved

Marine nematocides: Tetrahydrofurans from a southern Australian brown alga, Notheia anomala.

Chemical analysis of N. anomala collected off rock platforms along the southern coast of Australia yielded a cis-dihydroxytetrahydrofuran (2), the structure for which was assigned by spectroscopic analysis, chemical derivatization and biomimetic synthesis. Tetrahydrofurans from Notheia anomola are reported for the first time as potent and selective inhibitors of the larval development of parasitic nematodes. SAR observations are made on a selection of natural, semi-synthetic and synthetic tetrahydrofurans. (C) 1998 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

A pyruvated carrageenan from Australian specimens of the red alga Sarconema filiforme

The carrageenan from two Australian specimens of the red alga Sarconema filiforme was shown by a combination of compositional analyses, linkage analysis, and Fourier transform infrared and C-13 nuclear magnetic resonance spectroscopy to be composed predominantly of a hybrid or mixture of carrabiose 2-sulfate (the repeating unit of alpha-carrageenan), carrabiose 2,4'-disulfate (the repeating unit of iota-carrageenan), and the pyruvated unit 4',6'-O-(1-carboxyethylidene)carrabiose 2-sulfate. (C) 1998 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Sulfated galactans from Australian specimens of the red alga Phacelocarpus peperocarpos (Gigartinales, Rhodophyta)

Polysaccharides from the red alga Phacelocarpos peperocarpos were extracted with hot water, clarified, and precipitated with 2-propanol. The native preparation was highly sulfated (36.2% w/w). Alkali modification decreased the sulfate content by 2.0% w/w. The alkali-modified polysaccharide is composed mostly of galactose (Gal, 51 mol%) and 3,6-anhydrogalactose (AnGal, 41 mol%), with minor amounts of a mono-O-methylgalactose (MeGal, 1 mol%), xylose (Xyl, 6 mol%), and glucose (Glc, 1 mol%). The FTIR spectrum of the alkali-modified polysaccharide resembled K-carrageenan with absorption at 930 cm(-1) (indicative of AnGal) and 850 cm(-1) (Gal ii-sulfate). However, an additional, major band of absorption occurred at 820 cm(-1) indicating the presence of equatorial sulfate ester substitution at O-6 of Gal residues, A combination of linkage and C-13 NMR spectroscopic analyses showed that the polysaccharide was composed predominantly of a novel repeating-unit, O-beta-D-galactopyranosyl 4,6-disulfate)-(1 --> 4)-3,6-anhydro-alpha-D-galactopyranose. Minor structural variations also occurred, including alternative patterns of sulfation and the presence of terminal Xylp, The location of the terminal Xylp residues was not certain but evidence supported their attachment at O-3 of some 4-linked Galp residues. The cell-wall galactans remain unchanged during the life cycle of the alga. (C) 1996 Elsevier Science Ltd.

Supersaturated solutions evaluated with an in vitro stratum corneum tape stripping technique

The flux of a compound across a membrane from any formulation, whether it contains penetration enhancers or not, is limited by its saturated solubility in the vehicle. Under such conditions the concentration of the permeant in the outer layers of the stratum corneum is also saturated. Consequently, when the permeation of a drug from a supersaturated solution leads to enhanced penetration, the concentration of the drug in the outer layers of the membrane is also supersaturated. Therefore, the stratum corneum may possess antinucleant properties which inhibit or retard the crystallisation process. In this study, the enhanced in vitro permeation of supersaturated solutions of piroxicam across human skin in diffusion cells was demonstrated. The amount of permeant in the stratum corneum was determined using a tape stripping technique. Supersaturated solutions up to four degrees of saturation were investigated which produced a linear relationship between the degree of saturation and the amount of piroxicam in the stratum corneum (R-2 = 0.970). Furthermore, the amount of piroxicam in the viable layers of the skin also increased with increasing degree of saturation. An analysis of the results suggested that enhanced penetration across human skin from supersaturated solutions of piroxicam may occur as a result of the antinucleating ability of the intercellular lipids of the stratum corneum. (C) 1997 Elsevier Science B.V.

Agglutinin isolated from the red marine alga Hypnea cervicornis J. Agardh reduces inflammatory hypernociception: Involvement of nitric oxide

Hypnea cervicornis agglutinin (HCA), a lectin isolated from the red marine alga has been previously shown to have an antinociceptive effect. In the present study in rats, mechanisms of action of HCA were addressed regarding mechanical hypernociception induced by carrageenan, ovalbumin (as antigen), and also by prostaglandin E(2) in rats. The lectin administered intravenously inhibited carrageenan- and antigen-induced hypernociception at 1,3, 5 and 7 h. This inhibitory effect was completely prevented when lectin was combined with mucin, demonstrating the role of carbohydrate-binding sites. The inhibition of inflammatory hypernociception by HCA was associated with the prevention of neutrophil recruitment to the plantar tissue of rats but was not associated with the inhibition of the release of pro-hypernociceptive cytokines (TNF-alpha, IL-1 beta and CINC-1). HCA also blocked mechanical hypernociception induced by PGE(2), which was prevented by the administration of nitric oxide synthase inhibitors. These results were corroborated by the increased circulating levels of NO metabolites following HCA treatment. These findings suggest that the anti-hypernociceptive effects of HCA are not associated with the inhibition of pro-inflammatory cytokine production. However, these effects seem to involve the inhibition of neutrophil migration and also the increase in NO production. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Unexpected clobetasol propionate profile in human stratum corneum after topical application in vitro

Purpose. The validity of using drug amount-depth profiles in stratum corneum to predict uptake of clobetasol propionate into stratum corneum and its transport into deeper skin layers was investigated. Methods. In vitro diffusion experiments through human epidermis were carried out using Franz-type glass diffusion cells. A saturated solution of clobetasol propionate in 20% (V/V) aqueous propylene glycol was topically applied for 48 h. Steady state flux was calculated from the cumulative amount of drug permeated vs. time profile. Epidermal partitioning was conducted by applying a saturated drug solution to both sides of the epidermis and allowing time to equilibrate. The tape stripping technique was used to define drug concentration-depth profiles in stratum corneum for both the diffusion and equilibrium experiments. Results. The concentration-depth profile of clobetasol propionate in stratum corneum for the diffusion experiment is biphasic. A logarithmic decline of the drug concentration over the first four to five tape strips flattens to a relatively constant low concentration level in deeper layers. The drug concentration-depth profile for the equilibrium studies displays a similar shape. Conclusions. The shape of the concentration-depth profile of clobetasol propionate is mainly because of the variable partitioning coefficient in different stratum corneum layers.