DBIO - Teses de Doutoramento / Doctoral Thesis
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- Nutricional evaluation and research and characterization of peptides with inhibitory activity of angiotensin I-converting enzyme (ACE) in macroalgae of the AzoresPublication . Paiva, Lisete Sousa; Lima, Elisabete Maria de Castro; Baptista, José António Bettencourt; Neto, Ana Isabel de Melo AzevedoAs macroalgas Fucus spirolis, Ulva rigida, u. compressa, Porphyra sp. E Osmundea pinnatifida são consumidas como alimento em algumas das ilhas dos Açores, enquanto que Gelidium microdon e Pterocladiella capillacea são coletadas para a produção de agar. No entanto, pouca informação está disponível sobre o seu valor como fonte natural de compostos nutricionais e funcionais. Esta tese investigou principalmente a composição nutricional e os aspetos promotores de saúde destas macroalgas, bem como o seu potencial como fonte de frações peptídicas e/ou de péptidos purificados inibidores da ECA. Em relação aos aspetos nutricionais das macroalgas, esta tese investigou, pela primeira vez, as proteínas, o perfil de aminoácidos, a digestibilidade das proteínas in vitro, os lípidos, o perfil de ácidos gordos (saturados, monoinsaturados, polinsaturados e a razão n6/n3 e h/H), os hidratos de carbono solúveis, a fibra alimentar, as cinzas, os minerais e a razão Na/K e Ca/ Mg, as vitaminas, a coenzima Q10 a humidade, o teor de fenólicos totais, as atividades antioxidante e inibitória da ECA in vitro e o valor energético. Os resultados sugerem que um consumo regular destas algas, quer diretamente ou através de suplementos alimentares, pode melhorar a saúde humana ou pode ter um efeito protetor sobre algumas doenças degenerativas e, consequentemente, sobre o processo de envelhecimento. As macroalgas podem também ser utilizadas para a produção de produtos farmacêuticos com potencial valor económico. como é do conhecimento geral, a enzima conversora da angiotensina I (ECA) tomou-se um importante alvo para o controlo da pressão arterial, uma vez que catalisa a conversão de angiotensina I num potente vasoconstritor a angiotensina II. Recentemente, cada vez mais atenção tem sido dada às algas marinhas como fontes naturais de novos inibidores da ECA. Neste trabalho foram isolados e caracterizados alguns péptidos em U. rigida e os resultados revelaram, pela primeira vez, que péptidos inibidores da ECA podem ser eficientemente obtidos a partir das proteínas hidrolisadas pelas enzimas pepsina-bromelaína. Dois péptidos inibidores da ECA (IP e AFL) foram isolados e purificados com sucesso a partir deste hidrolisado. Os seus modos de inibição e estabilidade a diferentes temperaturas e os estudos in vitro do efeito das proteases gastrointestinais na atividade destes péptidos foram também caracterizados pela primeira vez. Além disso, o tripéptido AFL foi hidrolisado por peptidases da mucosa intestinal dando origem a um dipéptido FL que apresentou uma maior inibição da ECA relativamente ao seu percursor. Esta tese também apresenta, pela primeira vez, as atividades inibitória da ECA e antioxidante in vitro por frações proteicas hidrolisadas de F. spiralis, bem como o perfil de aminoácidos e o conteúdo em fenólicos totais destas frações. Os resultados revelaram que não só os péptidos ativos, mas também os compostos fenólicos contribuem para as elevadas atividades inibitória da ECA e antioxidante das fracções proteicas hidrolisadas de F. spiralis. Avaliou-se, ainda, pela primeira vez, o efeito inibitório da ECA por extratos/frações metanólicas de F. spiralis, o respetivo conteúdo em fenólicos totais e o efeito da temperatura de armazenamento do extrato metanólico seco de F. spiralis na inibição da ECA. Os resultados sugerem que esta macroalga é muito rica em florotaninos, os polifenóis mais abundantes em algas castanhas e que têm sido referidos como sendo uma fonte potencial de compostos inibidores da ECA. Em conclusão, as macroalgas estudadas podem ser usadas como alimentos funcionais e são uma fonte natural e potencial de frações/péptidos inibidores da ECA que podem ser utilizados para a produção de nutracêuticos e farmacêuticos para prevenir e/ou tratar a hipertensão. A sua utilização seria uma terapia natural alternativa, económica e mais segura, aos medicamentos comerciais sintéticos e atuaria como um incentivo para a conservação da biodiversidade e para a manutenção de um ambiente limpo nos Açores.
- Unraveling the biotechnological potential of Azorean Cryptomeria japonica by-productsPublication . Arruda, Filipe Martim Pacheco; Lima, Elisabete Maria de Castro; Baptista, José António Bettencourt; Rosa, José Silvino Santos daOs resíduos de biomassa florestal representam um desafio global na gestão de resíduos, mas também uma oportunidade significativa para o desenvolvimento de uma bioeconomia circular. Este potencial permanece insuficientemente explorado no caso dos resíduos de biomassa de Cryptomeria japonica (CJBR), que podem ser valorizados através da produção de produtos de elevado valor acrescentado, como os óleos essenciais (OEs). Devido à sua notável diversidade química, os OEs constituem uma fonte promissora de compostos bioativos multifuncionais com propriedades antioxidantes, antibacterianas e antifúngicas, entre outras. O aproveitamento deste potencial não só promove a valorização sustentável dos resíduos florestais, como também está em consonância com a crescente procura global por produtos de origem vegetal. No entanto, para concretizar esta oportunidade, é indispensável estabelecer medidas rigorosas de controlo de qualidade que assegurem a consistência e fiabilidade do desempenho dos produtos. Cryptomeria japonica (cedro-do-Japão), uma conífera aromática de vida longa, é uma espécie monóica e perenifólia pertencente à família Cupressaceae e a um género monotípico. Originária do Japão, a C. japonica foi amplamente introduzida noutras regiões temperadas. Em particular, foi introduzida nos Açores em meados do século XIX, tornando-se desde então num elemento característico da paisagem insular. Atualmente, esta planta é também a principal espécie florestal produtora de madeira nos Açores, ocupando aproximadamente 60% da área total de floresta produtiva da região. Consequentemente, grandes quantidades de CJBR, como folhagem, cones, ramos, casca, cerne, alburno, aparas e serradura, são geradas anualmente pelas operações florestais e pela indústria madeireira. Entre estes, as partes aéreas (ramos e folhagem) constituem, atualmente, a principal fonte utilizada pelos produtores locais de madeira para a obtenção de OE através de destilação por arraste de vapor (SD). Estes OEs são principalmente utilizados em aromaterapia doméstica; contudo, a sua composição heterogénea e complexa, bem como a variabilidade da sua bioatividade, limitam o desenvolvimento de aplicações normalizadas e de maior valor acrescentado. Dada a complexidade química dos OEs de C. japonica, coloca-se a hipótese de que um fracionamento controlado durante o processo de hidrodestilação (HD) permita a recuperação seletiva de frações com composições químicas distintas e, consequentemente, com diferentes perfis biológicos. Com base nesta premissa, a presente tese teve como objetivo otimizar e caracterizar, pela primeira vez, a HD fracionada de folhagem (Az–CJF) e cones femininos (Az–CJFC) de C. japonica dos Açores, de modo a obter frações direcionadas e potenciar bioatividades específicas com potenciais aplicações industriais. Os OEs de Az–CJF e Az–CJFC foram fracionados em seis frações (Frs. 1–6), recolhidas durante a HD em intervalos de tempo sequenciais (HDTs: 0–2, 2–10, 10–30, 30–60, 60–120 e 120–240 min). Adicionalmente, OEs de Az–CJF e Az–CJFC foram também obtidos por HD convencional durante 4 h, para fins comparativos. As amostras obtidas (OEs brutos e frações) foram avaliadas quanto à sua composição química (análises por GC–FID/GC–MS) rendimento, propriedades físicas (densidade e cor) e atividades biológicas (antibacteriana, antifúngica, antioxidante e citotoxicidade em células HaCaT e náuplios de Artemia salina). Além disso, foram desenvolvidos modelos de regressão para prever o rendimento, a taxa de HD e a composição química (principais constituintes) para determinados HDTs. Os resultados indicaram que as frações iniciais (Frs. 1–3) são mais ricas em monoterpenos, enquanto as frações posteriores (Frs. 4–6) destacam-se pelos teores superiores de sesquiterpenóides e diterpenos. Esta variação composicional refletiu-se nos perfis bioativos, conforme inicialmente hipotetizado. Globalmente, as últimas frações exibiram maior atividade antioxidante, antimicrobiana e citotóxica do que as iniciais. Na prática, os resultados desta investigação podem contribuir para reduzir o tempo de destilação e os custos operacionais associados ao processo de HD, bem como permitir a obtenção de frações de OE com composições únicas e diferentes aplicações comerciais, aumentando assim o valor da indústria de OEs de C. japonica. Em conclusão, este estudo demonstra que a manipulação dos HDTs permite controlar eficazmente a composição química das frações de OE de C. japonica. Tal possibilita aos produtores de OEs criar produtos de maior valor acrescentado através do controlo da HDT e pode também servir de incentivo para a otimização dos tempos de destilação por vapor (SD) na indústria local de OE de C. japonica. Em última análise, esta abordagem contribui para a valorização dos CJBR açorianos – subprodutos da indústria madeireira local – e para o fortalecimento da economia circular regional.