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Consultar: Programa de Ps-Graduao em Cincia de Alimentos

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Ttulo [PT]: Effects of in vitro digestion and in vitro colonic fermentation on stability and functional properties of yerba mate (Ilex paraguariensis A. St. Hil.) beverages
Autor(es): Vanesa Gesser Correa
Palavras-chave [PT]:

Bioqumica de alimentos. Alimentos funcionais. Digesto gastrointestinal. Fermentao colnica. Erva mate. Compostos bioativos. cido clorognico. Ilex paraguariensis. Brasil.
Palavras-chave [EN]:
Chlorogenic acid. Colonic fermentation. Ilex paraguariensis. In vitro gastrointestinal digestion. Yerba mate. Brazil.
Titulao: Mestre em Cincia de Alimentos
Banca:
Rosane Marina Peralta [Orientador] - UEM
Rbia Carvalho Gomes Corra
Grasiele Scaramal Madrona
Resumo:
Resumo: A erva-mate ou mate (Ilex paraguariensis A. St. Hil.) uma planta nativa do Paraguai, Uruguai, Argentina e Brasil. O p das folhas da planta e hastes finas usado para a preparao de vrias bebidas estimulantes, os trs mais importantes so o chimarro (extrato de gua quente de folhas verdes secas), o terer (extrato de gua fria de folhas verdes secas) e o ch mate (extrato de gua quente de folhas torradas). I. paraguariensis conhecido por ser rico em cidos fenlicos, tais como cido cafeico e cido clorognico e seus derivados e flavan-3-ols. Devido a isso, seu consumo tem sido considerado benfico para a sade e diferentes propriedades bioativas foram relacionadas planta. bem conhecido que os flavonoides e os cidos fenlicos so extensamente metabolizados aps ingesto e absoro gastrointestinal, sendo normalmente transformados em metablitos plasmticos com menor atividade antioxidante do que as molculas precursoras. Estudos que mimetizam o processo de digesto mostraram que o contedo de compostos bioativos modificado quando se passa pelos vrios compartimentos do trato gastrointestinal em decorrncia de alteraes de pH, ao de enzimas e atividade metablica da microbiota intestinal. O objetivo deste trabalho foi mimetizar a digesto gastrointestinal e a fermentao colnica do chimarro, terer e ch mate, a fim de obter uma possvel estimativa dos compostos bioativos de cada preparao que efetivamente atingem a circulao e os tecidos. A erva-mate verde e tostada foi obtida de fontes comerciais no Sul do Brasil. As bebidas foram preparadas da forma como so consumidas popularmente. Para a preparao de chimarro e terer, 1,5 L de gua foram adicionados a 80 C e 10 C, respectivamente, a 85g de erva-mate verde. Aps 5 min, as misturas foram filtradas numa bomba de vcuo. Para a preparao de ch mate, adicionou-se 1,5 L de gua a 90 C a 85g de erva-mate torrada. Aps 5 min, a mistura foi tambm filtrada numa bomba de vcuo. Os trs extratos foram liofilizados e mantidos a -20 C at anlise. A digesto gastrointestinal in vitro foi realizada simulando as fases oral, gstrica e do intestino delgado. Para a fermentao colnica in vitro utilizou-se um tampo carbonato-fosfato como meio de fermentao e o inoculo foi preparado a partir de fezes frescas recolhidas de ratos Wistar machos, alimentados com dietas padro e que no tinham recebido antibiticos em qualquer momento. Os compostos fenlicos foram quantificados por Cromatografia Lquida acoplada Espectrometria de Massa (Dionex Ultimate 3000 UPLC, Thermo Scientific, San Jose, CA, EUA). Para a avaliao da atividade antioxidante, foram utilizados seis mtodos diferentes: FRAP, ORAC, DPPH, ABTS, ensaio TBARS e inibio da produo de ROS mitocondrial. Para pesquisar a atividade antibacteriana do extrato liofilizado foram utilizadas sete bactrias Gram-negativas e cinco bactrias Gram-positivas. As determinaes da Concentrao Inibitria Mnima (CIM) foram realizadas pelo mtodo de microdiluio e pelo ensaio colorimtrico rpido de cloreto de p-iodonitrotetrazlio (INT). A CIM foi definida como a concentrao mais baixa de extrato que impede alteraes no mtodo e exibiu inibio do crescimento bacteriano. O ensaio de sulforodamina B foi realizado para anlise de citotoxicidade. Foram testadas quatro linhas celulares de tumor humano: MCF-7 (adenocarcinoma da mama), NCIH460 (cncer de pulmo de no pequenas clulas), HeLa (carcinoma cervical) e HepG2 (carcinoma hepatocelular). Para a avaliao da citotoxicidade em clulas no tumorais, preparou-se uma cultura de clulas (designada como PLP2) a partir de fgado de suno. Os resultados foram analisados utilizando a anlise de varincia unidirecional (ANOVA) seguida de teste post hoc Student-Newman-Keuls. P valores <0,05 foram considerados significativos. Os parmetros de erro apresentados nas tabelas so erros padro dos meios. Este tratamento foi realizado utilizando o software GraphPad Prism (verso 5.0). Chimarro apresentou o maior nvel de compostos fenlicos totais e flavonoides (111,46 3,85 mg/g de extrato e 5,61 0,06 mg/g de extrato, respectivamente), seguido de terer (69,01 4,72 e 1,00 0,01 mg/g de extrato, respectivamente) e ch mate (64,35 0,73 e 0,02 0,01 mg/g de extrato, respectivamente). A menor quantidade de compostos fenlicos no ch mate pode ser explicada pela possvel degradao de alguns compostos pelas altas temperaturas necessrias no processo de tostar. Aps a digesto in vitro, os compostos fenlicos totais de chimarro, terer e ch mate diminuram para 74,69 5,48, 69,01 4,72 e 51,60 1,89 mg/g de extrato, respectivamente, representando redues de 33%, 24% e 20%, respectivamente. Este comportamento indica que a transformao dos compostos fenlicos pode ser influenciada por alteraes de pH e por interaes com outros constituintes durante a digesto. Aps a fermentao colnica, no foram observadas alteraes significativas nos compostos fenlicos totais no chimarro e no terer, enquanto que no ch mate houve diminuio em 34,64 0,20 mg/g de extrato, o que representa uma reduo de 33%. De um modo geral, a digesto gastrointestinal e fermentao colnica provocaram uma reduo, em maior ou menor grau, das capacidades antioxidantes das bebidas de erva-mate, exceto no ensaio ABTS. Embora as diminuies nas atividades antioxidantes tenham sido estatisticamente significativas (p≤0,05) em vrios casos, os extratos mantiveram propriedades antioxidantes. Os extratos de erva-mate verde e torrada exibiram atividade antibacteriana contra todas as bactrias, Gram positivas e Gram negativas, testadas. Alm disso, todos os extratos foram mais ativos contra bactrias Gram positivas, especialmente Staphylococcus aureus, Staphylococcus aureus MRSA resistente meticilina e Staphylococcus aureus MSSA sensvel meticilina. Em geral, a digesto in vitro e a fermentao colnica pouco afetaram as atividades antimicrobianas dos extratos. Contudo, aps a digesto e fermentao colnica, os extratos foram mais ativos contra S. aureus, MRSA e MSSA. Os extratos brutos mostraram citotoxicidade contra clulas HeLa. Esta citotoxicidade foi ligeiramente afetada pelas etapas da digesto. Curiosamente, a fermentao colnica melhorou a citotoxicidade do extrato de ch mate contra todas as linhas celulares tumorais testadas, exceto HepG2. Nenhum dos extratos testados apresentou toxicidade contra clulas primrias de fgado de porco normal (no tumorais) (GI50> 400 μg/mL). Os resultados deste estudo demonstram, pela primeira vez, os efeitos da digesto in vitro e da fermentao colnica de erva-mate preparada nas trs formas de consumo mais comuns (chimarro, terer e ch mate). Apesar da diminuio do teor de fitoqumicos, as bebidas mantiveram suas propriedades funcionais como atividades antioxidantes, antibacterianas e antitumorais aps as fases da digesto mimetizadas.

Abstract: The yerba mate or mate (YM) (Ilex paraguariensis A. St. Hil.) is a plant native from Paraguay, Uruguay, Argentina and Brazil. The powder of YM leaves and thin stems is used for the preparation of several stimulant drinks. The three most important are chimarro (hot water extract of green dried leaves), terer (cold water extract of green dried leaves) and mate tea (hot water extract of toasted leaves). Yerba mate is known to be rich in phenolic acids such as caffeic acid and chlorogenic acid and their derivatives and flavan-3-ols. Due this, their consumption has been considered beneficial for health and different bioactive properties have been related. It is well known that flavonoids and phenolic acids are extensively metabolized after ingestion and gastrointestinal absorption, being usually transformed into plasma metabolites with lower antioxidant activity than the precursor molecules. Studies mimetizing the digestion process have shown that the content of bioactive compounds is modified when passing through the various compartments of the gastrointestinal tract in consequence of pH alterations, enzymes action, and the metabolic activity of the intestinal microbiota. The aim of this work was to mimic the gastrointestinal digestion and the colonic fermentation of chimarro, terer and mate tea in order to get a possible estimate of the bioactive compounds from each preparation that effectively reach the circulation and the tissues. Raw and toasted yerba mate were obtained from reliable commercial sources in the South of Brazil. The beverages were prepared in the way they are popularly consumed. For the preparation of chimarro and terer, 1.5 L of water was added at 80 C and 10C, respectively to 85 g of raw (green) yerba mate. After 5 min, the mixtures were filtered in a vacuum pump. For mate tea preparation, 1.5 L of water at 90 oC was added to 85 g of toasted yerba mate. After 5 min, the mixtures were also filtered in a vacuum pump. The three extracts were lyophilized and kept at -20 C until analysis. In vitro gastrointestinal digestion was carried out simulating the oral, gastric and small intestine phases. For in vitro colonic fermentation a carbonate-phosphate buffer was used as the fermentation medium and the inoculum was prepared from fresh feces collected from male Wistar rats fed with standard diets and that had not received antibiotics at any time. The phenolic compounds were analyzed by LC-DAD-ESI/MSn (Dionex Ultimate 3000 UPLC, Thermo Scientific, San Jose, CA, USA). For the evaluation of antioxidant activity, six different methods were used: FRAP, ORAC, DPPH, ABTS, TBARS assay and inhibition of mitochondrial ROS production. To screen the antibacterial activity of the lyophilized extract seven Gram-negative bacteria and five Gram-positive bacteria were used. MIC determinations were performed by the microdilution method and the rapid p-iodonitrotetrazolium chloride (INT) colorimetric assay. MIC was defined as the lowest extract concentration that prevented changes in method and exhibited inhibition of bacterial growth. Sulforhodamine B assay was performed for cytotoxicity analysis. Four human tumor cell lines were tested: MCF-7 (breast adenocarcinoma), NCIH460 (non-small cell lung cancer), HeLa (cervical carcinoma) and HepG2 (hepatocellular carcinoma). For evaluation of the cytotoxicity in non-tumor cells, a cell culture (assigned as PLP2) was prepared from a freshly harvested porcine liver. The results were analyzed using one-way analysis of variance (ANOVA) followed by post hoc StudentNewmanKeuls testing. P values <0.05 were considered to be significant. The error parameters presented in tables are standard errors of the means. This treatment was carried out using the GraphPad Prism software (version 5.0). Chimarro presented the highest level of total phenolic compounds and flavonoids (111.46 3.85 mg/g extract and 5.610.06 mg/g extract, respectively), followed by terer (69.01 4.72 and 1.00 0.01 mg/g extract, respectively), and mate tea (64.35 0.73 and 0.02 0.01 mg/g extract, respectively). The lowest amount of phenolic compounds in mate tea can be explained by the possible degradation of some compounds by the high temperatures applied in the toasting process. After in vitro digestion total phenolic compounds of chimarro, terer and mate tea decreased by 74.695.48, 69.014.72 and 51.601.89 mg/g extract, respectively, representing reductions of 33%, 24% and 20%, respectively. This behaviour indicates that the transformation of the phenolic compounds may be influenced by pH changes and by interactions with other constituents during in vitro digestion. After colonic fermentation, no significant alterations in the total phenolic compounds were observed in chimarro and terer, while in mate tea, total phenolic compounds decreased by 34.64 0.20 mg/g extract, what represents a reduction of 33%. In general, the in vitro gastrointestinal and colonic fermentation caused a reduction, to a greater or lesser degree, in the antioxidant capabilities of the yerba mate beverages, except in the ABTS assay. Although the decreases in the antioxidant activities were statistically significant (p≤0.05) in several cases, the extracts maintained antioxidant properties. The green and toasted yerba mate extracts exhibited antibacterial activity against all Gram positive and Gram negative bacteria tested. Also, all yerba mate extracts were more active against Gram positive bacteria, especially Staphylococcus aureus, MRSA-methicillin-resistant Staphylococcus aureus, and MSSA-methicillin-susceptible Staphylococcus aureus. In general, the in vitro digestion and colonic fermentation barely affected the antimicrobial activities of the extracts. However, after in vitro digestion and colonic fermentation, the extracts were more active against S. aureus, MRSA and MSSA. The crude extracts showed cytotoxicity against HeLa cells. This cytotoxicity was slightly affected by in vitro digestion and colonic fermentation. Interestingly, the colonic fermentation improved the cytotoxicity of the mate tea extract against all tumor cell lines, except HepG2. None of the tested extracts showed toxicity against normal (non-tumor) porcine liver primary cells (GI50>400 μg/mL). The results of this study demonstrate, for the first time, the effects of both in vitro digestion and in vitro colonic fermentation of yerba mate prepared in the three most common forms of consumption (chimarro, terer and mate tea). Despite the decrease in the phytochemicals content, yerba mate beverages maintained their functional properties such as antioxidant, antibacterial and antitumor activities after in vitro gastrointestinal digestion and in vitro colonic fermentation.
Data da defesa: 2017
Cdigo: vtls000225994
Informaes adicionais:
Idioma: Ingls
Data de Publicao: 2017
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Rosane Marina Peralta
Instituio: Universidade Estadual de Maring . Centro de Cincias Agrrias
Nvel: Dissertao (mestrado em Cincia de Alimentos)
UEM: Programa de Ps-Graduao em Cincia de Alimentos

Responsavel: edson
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: DISSERTAO DA VANESA.pdf
Tamanho: 861 Kb (881903 bytes)
Criado: 09-06-2017 17:29
Atualizado: 09-06-2017 17:35
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