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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2023.tde-15052023-120353
Document
Auteur
Nom complet
Anna Paula de Souza Silva
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Piracicaba, 2023
Directeur
Jury
Alencar, Severino Matias de (Président)
Camargo, Adriano Costa de
Franchin, Marcelo
Ikegaki, Masaharu
Titre en anglais
Agro-industrial residues from Amazonian fruits: bioactive composition, bioaccessibility and potential use as a prebiotic
Mots-clés en anglais
In vitro gastrointestinal digestion
Fruits by-products
LC-MS/MS
Phenolic compounds
Resumé en anglais
The intense global generation of waste and by-products resulting from agro-industrial activities indicates the need for studies to reuse these materials. This work aimed to determine the nutritional and bioactive composition, and prebiotic potential of by-products (meals) from the processing of açaí (Euterpe oleracea Mart) and inajá (Maximiliana maripa Aubl Drude) as natural sources of nutrients and compounds with antioxidant and anti-inflammatory activities. Açaí and inajá meals were prevenient from the processing of the fruits for oil extraction. Initially, the proximate composition and the mineral profile of the raw materials were determined, followed by the assessment of the prebiotic potential using probiotic bacteria (Lacticaseibacillus rhamnosus and Bifidobacterium animalis subsp. lactis). Subsequently, the extracts of the meals were subjected to in vitro gastrointestinal digestion, thus obtaining the bioaccessible fraction (BF) of each one, which was analyzed by LC-ESI-QTOF-MS/MS for identifying bioactive molecules. The non-digested extracts (NDE) and their respective BF were evaluated in vitro for the total phenolic content (TPC) and scavenging capacity against the radicals peroxyl, superoxide anion, and hypochlorous acid. The anti-inflammatory activity of NDE and BF was determined by the inhibition of NF-B activation and TNF-α. The NDE and BF of açaí and inajá were also evaluated for acute toxicity in Galleria mellonella. In the proximate composition, the dietary fiber content was 80.11 ± 2.55 and 62.16 ± 3.39% for açaí and inajá, respectively). Both by-products showed a diversified mineral profile and, in general, with higher levels compared to the pulps of the respective fruits. Mg, K and S are among the elements present in higher concentrations. For the prebiotic potential, both meals increased the viability of the bacteria after 24 hours of fermentation in culture media containing the by-products, with emphasis on the result of the inajá meal for L. rhamnosus (8.3 ± 0.1 log CFU/mL). Phenolic acids, isoorientin, and vitexin, were identified in açaí BF, while caffeic acid hexoside, citric acid, glabridin, and eriodictyol 7-O-glucoside were identified in inajá BF, attesting that these compounds may be responsible for the assessed biological activities. For TPC, no statistical difference was observed between NDE and BF of the same by-product, but a significant difference was observed between NDE and BF of different by-products. The peroxyl radical scavenging capacity of açaí NDE decreased about 2.3 times after digestion, while for inajá there was no statistical difference, with inajá BF being 1.42 times more efficient compared to açaí BF. The NDE and BF of the by-products also were capable of scavenging hypochlorous acid. For anti-inflammatory activity, macrophages treated with 100 μg/mL of NDE or BF from açaí reduced NF-B activation by 80 and 85%, against 33 and 96% of NDE and BF from inajá, respectively. TNF-α levels were reduced by 70 and 81% for açaí NDE and BF, respectively, and by 93% for inajá BF. Finally, the evaluation of in vivo toxicity indicated toxic effects in G. mellonella larvae treated with NDE of açaí (0.1 g/kg) and inajá (4 g/kg). However, the BF of both by-products did not present toxicity. Therefore, the results of this work indicate that açaí and inajá meals have the potential for industrial reuse as possible sources of fibers and minerals with potential prebiotic activity; as well as raw materials for the extraction of natural compounds with antioxidant and anti-inflammatory action.
Titre en portugais
Resíduos agroindustriais de frutos amazônicos: composição bioativa, bioacessibilidade e potencial de uso como prebiótico
Mots-clés en portugais
Compostos fenólicos
Digestão gastrointestinal in vitro
LC-MS/MS
Subprodutos de frutas
Resumé en portugais
A intensa geração global de resíduos e subprodutos resultantes das atividades agroindustriais sinaliza a necessidade de estudos para reaproveitamento destes materiais. Este trabalho teve como objetivo determinar a composição nutricional, bioativa e o potencial prebiótico de subprodutos (tortas) do processamento do açaí (Euterpe oleracea Mart) e do inajá (Maximiliana maripa Aubl Drude) como fontes naturais de nutrientes e compostos com atividades antioxidante e anti-inflamatória. As tortas de açaí e inajá foram provenientes do processamento dos frutos para extração de óleo. Inicialmente, foram determinados a composição centesimal e o perfil mineral dos materiais brutos, seguido do potencial prebiótico utilizando bactérias probióticas (Lacticaseibacillus rhamnosus e Bifidobacterium animalis subsp. lactis). Posteriormente, os extratos das tortas foram submetidos à digestão gastrointestinal in vitro, obtendo-se a fração bioacessível (BF) de cada um, as quais foram analisadas por LC-ESI-QTOF-MS/MS para identificação de moléculas bioativas. Os extratos não digeridos (NDE) e suas respectivas BF foram avaliados in vitro quanto ao teor de compostos fenólicos totais (TPC) e capacidade de sequestro dos radicais peroxila, ânion superóxido e ácido hipocloroso. A atividade anti-inflamatória dos NDE e BF também foi determinada por meio da inibição da ativação do NF-B e TNF-α. Os NDE e BF de açaí e inajá ainda foram avaliados quanto à toxicidade aguda em Galleria mellonella. Na composição centesimal, o teor de fibras alimentares foi de 80,11 ± 2,55 e 62,16 ± 3,39% para as tortas de açaí e inajá, respectivamente). Ambos os subprodutos apresentaram um perfil mineral diverso e, de modo geral, com maiores teores em comparação às polpas dos respectivos frutos. Mg, K e S estão entre os elementos presentes nas maiores concentrações. Quanto ao potencial prebiótico, ambas as tortas aumentaram a viabilidade das bactérias após 24 h de fermentação em meios de cultura contendo os subprodutos, com destaque para o resultado da torta de inajá para L. rhamnosus (8,3 ± 0,1 log CFU/mL). Ácidos fenólicos, isoorientina e vitexina foram identificados na BF de açaí, enquanto os ácidos caféico hexosídeo e cítrico, glabridina e eriodictiol 7-O-glicosídeo foram identificados na BF de inajá, evidenciando que esses compostos possam ser responsáveis pelas atividades biológicas determinadas. Para o TPC, não foi observada diferença estatística entre o NDE e a BF de um mesmo subproduto, porém houve diferença significativa NDE e BF de subprodutos diferentes. A capacidade de sequestro do radical peroxila do NDE de açaí diminuiu cerca de 2,3 vezes após a digestão, enquanto que para o inajá não houve diferença estatística, sendo a BF de inajá 1,42 vezes mais eficiente em comparação à BF de açaí. Os NDE e as BF dos subprodutos ainda demonstraram capacidade de sequestro do ácido hipocloroso. Para a atividade anti-inflamatória, macrófagos tratados com 100 μg/mL de NDE ou BF de açaí reduziram a ativação de NF-B em 80 e 85%, contra 33 e 96% de NDE e BF de inajá, respectivamente. Os níveis de TNF-α foram reduzidos a 70 e 81% para NDE e BF de açaí, respectivamente, e em 93% para BF de inajá. Finalmente, a avaliação de toxicidade in vivo indicou toxicidade nas larvas de G. mellonella tratadas com NDE de açaí (0,1 g/kg) e de inajá (4 g/kg). Entretanto, as BF de ambos os subprodutos não apresentaram toxicidade. Portanto, os resultados deste trabalho indicam que as tortas de açaí e inajá possuem potencial para reaproveitamento industrial como possíveis fontes de fibras e minerais com potencial atividade prebiótica; bem como para matérias-primas para a extração de compostos naturais com ação antioxidante e anti-inflamatória.
 
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Date de Libération
2025-03-17
Date de Publication
2023-05-17
 
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