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Activity of rice bran proteic extracts against Fusarium graminearum
(2013) Pagnussatt, Fernanda Arnhold; Bretanha, Cristiana Costa; Meza, Silvia Leticia Rivero; Buffon, Jaqueline Garda; Furlong, Eliana Badiale
The application of natural antifungal substances is motivated by the need for alternatives to existing methods that are not always applicable, efficient, or that do not pose risk to consumers or the environment. Furthermore, studies on the behaviour of toxigenic species in the presence of natural fungicides have enabled their safe application in the food chain. This study aimed to identify the fraction of the rice grain with greater inhibitory activity of amylase and related to its antifungal and antimycotoxigenic potential against Fusarium graminearum CQ 244 biomass. The greatest inhibitory effect was observed in extracts of bran, which inhibited by 90% the fungal amylase activity. The primary fractionation of the rice bran extract was more efficient when ethanolic extracts was precipitated by acetone, resulting in a specific inhibition estimated at 20 μg min-1mg protein1, PF 45 and recovery 61%. The rice bran protein extracts showed fungistatic activity against F. graminearum, with MIC50 of 419 μg ml-1 and 168 mg ml-1 estimated from glucosamine and amylase inhibition, respectively, which cause 63% biomass inhibition and 40% of the nivalenol (NIV) production.
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Análises quali e quantitativas de micotoxinas em águas da cadeia produtiva do arroz por CCD e CCDAE
(2012) Leite, Clarice Caldeira; Buffon, Jaqueline Garda; Fagundes, Carlos Alberto Alves; Furlong, Eliana Badiale
This study validated a simple and applied method for determining mycotoxins aflatoxin B1, aflatoxin B2, ochratoxin A, zearalenone and deoxynivalenol, in water from the rice production chain. Five solvent combinations for extraction were tested, with quantification performed by TLC/HPTLC and confirmation by LC-MS/MS. Mycotoxins in water from field and rice industries were evaluated. Mycotoxin recovery levels were around 90%. Two samples from rice parboiling waste were contaminated (deoxynivalenol/aflatoxin B1, 110/9 ng mL-1; and deoxynivalenol, 100 ng mL-1). Zearalenone, deoxynivalenol and ochratoxin A (36, 30 and 28%) were carried to soaking water during parboiling.
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Aplicação de carboxipeptidase obtida de Rhizopus na degradação de ocratoxina A
(2013) Kupski, Larine; Alves, Chiara Leal; Buffon, Jaqueline Garda; Furlong, Eliana Badiale
Micotoxinas são metabólitos secundários produzidos por fungos filamentosos em diferentes etapas da cadeia produtiva de alimentos. Entre micotoxinas, ocratoxina A (OTA) é de grande importância, e apresenta efeitos carcinogênicos, nefrotóxicos e teratogênicos. Estes efeitos vêm motivando o desenvolvimento de métodos capazes de diminuir esta contaminação aos níveis permitidos pela legislação. Os métodos biológicos envolvendo o uso de enzimas e microorganismos para degradação da OTA tem se destacado, em função da especificidade reacional e das condições brandas para a detoxificação. Neste trabalho foram estabelecidas condições de extração de carboxipeptidase A a partir de biomassa fermentada por Rhizopus oryzae para empregá-la na degradação de OTA, tendo pancreatina como controle. A metodologia padronizada para extração enzimática consistiu em agitação ultrassônica durante 30 minutos numa potencia fixa de 150 W e 40kHz. O extrato enzimático do microorganismo apresentou uma capacidade de degradação de 19,4%, que ocasionou uma degradação 49% superior a ação da pancreatina. Este resultado confirma a vantagem da utilização de enzimas microbianas em detrimento as de origem vegetal inclusive para processos de biodegradação micotoxicologica.
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Aplicação de peroxidase para degradação de deoxinivalenol
(2013) Feltrin, Ana Carla Penteado; Buffon, Jaqueline Garda
Deoxinivalenol (DON), uma das principais micotoxinas encontradas em matrizes alimentares, é um composto químico que possui em sua estrutura um anel epóxido que lhe confere alto grau de toxicidade. A aplicação de enzimas em processos de degradação de DON vem se destacando, pela estabilidade durante o processo reacional e baixo custo de produção. O objetivo desse trabalho foi estudar o potencial de peroxidase proveniente de farelo de arroz (FA) e farelo de soja (FS) para degradar DON. As condições de obtenção da PO a partir de FA foram definidas por planejamento experimental DCCR 23 , sendo extraída de 5 g de farelo com 50 mL de tampão fosfato 0,04 mol L-1 pH 5, agitados orbitalmente durante 60 min a 100 rpm, e para a PO obtida de FS as condições diferenciaram somente quanto a solução extratora, tampão fosfato 0,01 mol L-1 pH 4,7. A técnica que apresentou melhores índices de purificação para a enzima foi a partição trifásica apresentando fator de purificação e recuperação de 5,6 e 50 % para a obtida de FA e 13,61 e 50 % para FS. A PO de FA apresentou maior atividade em tampão fosfato 5 mmol L-1 pH 5,5 para as formas bruta e pura, diferindo na temperatura de reação de 25 °C e 10 °C, KM de 0,15 e 0,06 mmol L-1 e Vmáx de 769 e 667 U mg-1 , respectivamente. A PO de FS as condições foram: tampão fosfato 5 mmol L-1 pH 5, reação a 35 e 30 °C durante 10 e 5 min, KM de 0,17 e 0,05 mmol L-1 e Vmáx de 196 e 182 U mg-1 , respectivamente. A PO de FA demonstrou maior estabilidade em pH 5 enquanto que a de FS em pH 6, ambas enzimas apresentaram maior estabilidade térmica a 0 °C, as massas moleculares encontradas por eletroforese foram 41 e 34 kDa, respectivamente. Ao final das etapas de obtenção, purificação e caracterização obteve-se uma atividade específica de 116 e 794 U.mg-1 , e 4363 e 17453 U g-1 , respectivamente para PO de FA e FS. A determinação de DON e De-DON foi realizada por HPLC-DAD e LC-ESI-MS/MS para avaliação dos ensaios de degradação. A enzima comercial HRP, mostrou maior potencial de redução sobre DON (55% após 1 h de reação), no entanto em 3 h de reação, a concentração inicial da micotoxina DON foi verificada, o que evidencia que a redução pode ocorrer por adsorção ou por formação de um composto de degradação que apresente a mesma massa molecular. O emprego da enzima PO obtida de FA e FS na degradação necessita de uma avaliação cinética micotoxicologica para definição das condições de redução significativa dos níveis de DON.
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Application of protein-phenolic based coating on tomatoes (Lycopersicum esculentum)
(2012) Cipolatti, Eliane Pereira; Kupski, Larine; Rocha, Meritaine da; Oliveira, Melissa dos Santos; Buffon, Jaqueline Garda; Furlong, Eliana Badiale
The aim of this study was to investigate the use of protein-phenolic based coating made from fermented rice bran on cherry tomatoes (Lycopersicum esculentum). Tests were performed with glycerol 3% (v/v), glycerol with protein-phenolic rice bran extract (5%), glycerol with protein-phenolic extract after 96 hours of fermentation (5%), and a control (without coating). The coated cherry tomatoes were kept at room temperature for 28 days. Mass loss, pH and acidity, total soluble solids, and carotenoids were determined every 96 hours. The coating made from the biomass extract reduced the carotenoid and acidity levels in the fruits studied by 17 and 21.1%, respectively, compared to the control. The coating proved an efficient barrier to water vapor with mass loss of 57% less than the control suggesting that it can be used as an alternative for vegetable tissue conservation.
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Biodegradação de deoxinivalenol por aspergillus oryzae e rhizopus sp.: um estudo bioquímico de degradação e toxicidade
(2008) Buffon, Jaqueline Garda; Furlong, Eliana Badiale
A contaminação aleatória de alimentos por micotoxinas afeta as condições de sanidade das dietas de humanos e animais. Dentre as toxinas fúngicas, deoxinivalenol (DON) se destaca pela freqüente contaminação de produtos agrícolas e alimentos e pela sua resistência a degradação pelo emprego de métodos tradicionais de processamento, o que motiva políticas de controle e a busca por técnicas de descontaminação. A descontaminação biológica empregando processsos fermentativos tem sido apontada como uma alternativa promissora, pois permite degradar micotoxinas através do sistema enzimático microbiano e melhorar características funcionais e sensoriais de matérias-primas e insumos alimentícios. Este trabalho teve por objetivo estudar condições e mecanismos de biodegradação de deoxinivalenol empregando Aspergillus oryzae e Rhizopus sp. em sistemas fermentativos submersos. Para tanto, foi necessário adequar metodologia para reação de derivação na determinação cromatográfica de DON; estudar o potencial e condições de degradação via fermentação submersa por Aspergillus oryzae e Rhizopus sp.; e avaliar a atividade de oxidoredutases e a citotoxicidade dos extratos fementados. A otimização da metodologia estabeleceu a melhor condição para a reação de derivação com 200 µL de anidrido trifluoroacético e 18 mg de bicarbonato de sódio, durante 6 minutos a 74 °C na faixa entre 7 e 21 µg de DON. A quantificação de DON residual no meio fermentado mostrou que as espécies fúngicas Rhizopus sp. e Aspergillus oryzae possuem a capacidade de degradar DON demonstrando índices médios de 87,4 e 62,4% respectivamente, principalmente quando o meio submerso foi água estéril e fermentação realizada durante 48 horas. A velocidade máxima de degradação neste intervalo foi de 10,8 e 12,4 ppb/h, observando também um aumento na atividade específica da enzima peroxidase. Os extratos dos fermentados com A. oryzae e Rhizopus sp. apresentaram efeito de inibição de proliferação celular (IC50) quando concentrados 10 vezes em 48 e 72 horas respectivamente. Os meios fermentados com Rhizopus sp. apresentaram menor efeito (1,5 vezes) quando comparado com Aspergillus oryzae.
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Caracterização de cultivo submerso com Saccharomyces cerevisiae para produção de biomarcadores micotoxicológicos
(2014) Bretanha, Cristiana Costa; Buffon, Jaqueline Garda
Um dos principais desafios para garantir um alimento saudável é a diminuição do risco de contaminações microbianas, principais causadores de alterações de alimentos e de ocorrência de toxi-infecções alimentares. Dentre estes destacam-se as micotoxinas, metabólitos fúngicos secundários frequentemente detectados em grãos, sendo a cevada um dos mais contaminados pela micotoxina deoxinivalenol (DON), a qual apresenta resistência à degradação, causando danos a saúde e perdas econômicas. O controle fúngico antes e após a colheita nem sempre garante que a matéria-prima esteja totalmente descontaminada, visto que os próprios fungicidas podem representar um estresse ao fungo e estimular a produção de micotoxinas. A detecção de DON em alimentos é complexa e os limites de detecção são altos, o que pode significar risco de contaminação crônica de indivíduos pelo consumo de alimentos contaminados sem que a toxina seja detectada analiticamente. Assim, outros indicativos da presença de DON são muito interessantes para garantir a inocuidade de alimentos. Nesta linha, estão os biomarcadores, que compreendem células, tecidos ou compostos produzidos biologicamente como resposta a presença de um contaminante. Esses biomarcadores podem ser um indicativo da presença de DON durante processamentos alimentícios, principalmente aqueles que envolvam micro-organismo como a espécie Saccharomyces cerevisiae. Este trabalho teve como objetivo avaliar a produção diferenciada de marcadores micotoxicológicos, caracterizados como biomarcadores, sintetizados por Saccharomyces cerevisiae aplicando diferentes condições de cultivo submerso na presença de DON. O estudo foi realizado avaliando a produção de metabolomas por duas cepas diferentes da levedura, uma de alta e outra de baixa fermentação, comparando quanto ao meio de cultivo na presença de 1 µg.mL-1 de DON, o modo de cultivo (aeróbio e anaeróbio) e concentração de inóculo (2; 6,6 e 10%) durante 96 h de fermentação. A presença destes biomarcadores foi realizada pelo acompanhamento da concentração proteica, pH, biomassa (g.L-1), atividade de enzimas (proteases e oxidoredutases), viabilidade celular (células.mL-1), produção de glutationa (GSH), determinação da concentração de açúcares redutores totais e a caracterização do conteúdo protéico intracelular por eletroforese. A comparação entre os dois tipos de cepas de S. cerevisiae quanto a produção de marcadores micotoxicológicos indicou que a levedura de alta fermentação em condições de anaerobiose a 26 ºC durante 96 h teve o perfil alterado na presença de DON, visto que em 72 h de fermentação ocorreu aumento da atividade enzimática da peroxidase (71%) e também da produção de GSH (62%) quando comparadas com o controle. Em relação ao estudo da concentração de inóculo em anaerobio os melhores indicativos de alteração do perfil metabolômico foi com 6,6% de inóculo em 72 h de fermentação na presença da micotoxina. Neste mesmo período, foi possível determinar duas faixas de diferenciação quanto a expressão proteica intracelular, uma na faixa de 47 kDa e outra em 54 kDa, uma vez que apresenta o efeito ocasionado pela presença da micotoxina DON no metabolismo da S. cerevisiae, sendo essas proteínas de grande interesse, pois são representadas como biomarcadores para DON (1 µg.mL-1).
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Carboidratos: parte 1
(2013) Buffon, Jaqueline Garda
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Conteúdo de miristicina em preparados de noz moscada (Myristica fragans, Houtt)
(2008) Oliveira, Guiomar Francisca Teixeira de; Buffon, Jaqueline Garda; Baisch, Ana Luiza Muccillo; Furlong, Eliana Badiale
O objetivo deste trabalho foi de estabelecer um procedimento para determinar os teores de miristicina em sementes, óleo essencial e extrato aquoso de noz-moscada, com a finalidade de avaliar as propriedades benéficas e/ou tóxicas desta semente. As amostras de noz-moscada em pó e de semente foram coletadas nas regiões sul e sudeste do Brasil. A composição das frações, umidade, proteína, extrato etéreo, cinzas foi determinada conforme a AOAC. A miristicina foi determinada nas amostras de sementes, na fração lipídica e nos respectivos extratos hidrotérmicos e na infusão por meio de cromatografia gasosa. As sementes de noz-moscada comercializadas na forma de pó apresentaram maior variabilidade em sua composição centesimal, especialmente demonstrada pelo teor de nitrogênio (6 a 12%) e extrato etéreo (15 a 36%). O procedimento proposto para determinar miristicina mostrou a melhor performance quando a determinação foi realizada no extrato hidrotérmico da fração lipídica extraída a frio, sendo a recuperação de 88%, o coeficiente de variação 9% e o limite de quantificação de 3 mg/g de amostra. Os maiores teores de miristicina foram encontrados no extrato hidroalcoólico da fração lipídica das sementes e do pó de noz-moscada, respectivamente de 37 e 22 mg/g de amostra.
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Degradação de Tricotecenos A e B por ação enzimática em solução modelo
(2018) Feltrin, Ana Carla Penteado; Buffon, Jaqueline Garda
Tricotecenos são compostos de interesse mundial por serem contaminantes de grãos e alimentos. Estudos vêm enfatizando a ação de enzimas na degradação dessas micotoxinas, detoxificando as matrizes sem alterar as propriedades funcionais e nutricionais dos alimentos. O objetivo desse estudo foi avaliar o mecanismo de degradação de tricotecenos A e B por ação de enzimas hidrolíticas e oxidativas. As enzimas avaliadas foram: lacase, peroxidase, lipase e esterase. Os tricotecenos avaliados foram: Toxina T-2, Deoxinivalenol (DON), Nivalenol, 3-Acetildeoxinivalenol (3-ADON) e 15-Acetildeoxinivalenol (15-ADON). Um método cromatográfico foi adaptado e validado para determinação dos tricotecenos por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) acoplada a detector ultravioleta (UV). A extração dos tricotecenos da solução modelo dos ensaios de biodegradação ocorreu por extração líquido-líquido assistida por salting-out. A determinação da concentração residual de tricotecenos visando estimar a degradação, foi realizada em soluções modelo submetidas a ação de enzimas em diferentes tempos de incubação, concentração enzimática e cinéticas bioquímica e de degradação. Foi também investigada a formação de produtos de degradação, pelas técnicas de HPLC acoplado a espectrometria de massas em série (MS/MS) e HPLC de alta resolução (Orbitrap). As soluções modelo para as enzimas hidrolíticas e oxidativas padronizada, foram: tampão fosfato 0,05 mol L-1 pH 7 e pH 5, respectivamente. Lacase degradou 3-ADON (87%) e toxina T-2 (96%) utilizando 0,15 U mL-1 de enzima e 2 μg mL-1 dos tricotecenos. A interação de lacase com DON mostrou possível ação de adsorção enzimática com degradação de 72,4% com 2 h de incubação. Ficou demonstrada a necessidade do emprego da técnica de LC-MS/MS para confirmação da degradação em sistema lacase/ABTS. Ação de adsorção enzimática também pode explicar DON (4,1 μg mL-1) em interação com peroxidase (0,00001 U mL-1) mostrando degradação de 92,5% em 8 h de incubação. 15-ADON (2,7 μg mL-1) apresentou degradação de 97% em interação com peroxidase (0,62 U mL-1) com 8 h de incubação. A degradação de 3-ADON (3,8 μg mL-1) e toxina T-2 (7,7 μg mL-1) em interação com peroxidase (0,62 U mL-1), não se ajustou a nenhum modelo cinético, apresentando diferenças nos percentuais de degradação em relação aos encontrados em ensaios anteriores. Esses resultados também enfatizam a necessidade do emprego de LC-MS/MS na confirmação da degradação. As enzimas hidrolíticas possuem ação degradativa sobre os tricotecenos, porém não apresentaram ajuste aos modelos cinéticos. HPLC-Orbitrap confirmou a ação degradativa da enzima lacase sobre 3-ADON e toxina T-2, pela formação de dímeros. A degradação enzimática dos tricotecenos poderá possibilitar a aplicação das enzimas em processos industriais, visando à descontaminação de alimentos contaminados.
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Deoxynivalenol (DON) degradation and peroxidase enzyme activity in submerged fermentation
(2011) Buffon, Jaqueline Garda; Kupski, Larine; Furlong, Eliana Badiale
This work aims to evaluate deoxynivalenol degradation by Aspergillus oryzae and Rhizopus oryzae in a submerged fermentation system and to correlate it to the activity of oxydo-reductase enzymes. The submerged medium consisted of sterile distilled water contaminated with 50 μg of DON and 4 × 106 spore.mL–1 inoculum of Aspergillus oryzae and Rhizopus oryzae species, respectively in each experiment. Sampling was performed every 24 hours for monitoring the peroxidase specific activity, and every 48 hours for determining mycotoxin levels. Results showed that the fungi species were able to decrease DON levels as the peroxidase activity increased. The 48 hours fermentation interval presented the highest peroxidase specific activity (ΔABS/minute.μg.protein–1), 800 and 198, while the highest DON degradation velocity was 10.8 and 12.4 ppb/hour, respectively in both cases for Rhizopus oryzae and Aspergillus oryzae.
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Deoxynivalenol and nivalenol in commercial wheat grain related to Fusarium head blight epidemics in southern Brazil
(2012) Del Ponte, Emerson Medeiros; Buffon, Jaqueline Garda; Furlong, Eliana Badiale
A three-year (2006–2008) survey on commercial wheat grain was conducted aimed at quantifying the intensity of Fusarium head blight epidemics related to kernel quality and levels of deoxynivalenol (DON) and nivalenol (NIV). Grain samples, obtained from 38 municipalities throughout the state of Rio Grande do Sul, Brazil, were assessed visually for Fusarium-damaged kernels (FDK) and chemically using liquid chromatography–mass spectrometry (LC–MS/MS). Overall FDK mean levels were 15.5%, not differing among the years. Co-contamination was predominant (59/66) across samples and overall mean levels of DON and NIV were 540 and 337 lg/kg, respectively. When the levels of both mycotoxins were added together (DON + NIV), a higher correlation with FDK was found (R = 0.36, P < 0.01), compared to single toxin data. For the first time, the presence of NIV in levels comparable to DON is reported from a multi-year regional epidemiological survey in the country which should be of concern to the small grains industry.
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Determinação de tricotecenos em cerveja e avaliação de incidência no produto comercializado no Rio Grande do Sul
(2004) Buffon, Jaqueline Garda; Macedo, Rejane Martins; Furlong, Eliana Badiale
Este trabalho adaptou um método e avaliou os seus indicadores de mérito para determinação de tricotecenos, desoxinivalenol (DON)e toxina T-2, em cervejas comercializadas na região Sul do Rio Grande do Sul, empregando cromatografia gasosa. As adaptações foram realizadas na etapa de extração,purificação, derivação e condições cromatográficas usando amostras de cerveja artificialmente contaminadas,avaliando a adequação do procedimento pela recuperação obtida. Foram estudados os solventes acetonitrila, metanol e cloreto de metileno puro ou em misturas para a etapa de extração. A purificação do extrato foi realizada empregando ou não minicoluna de carvão:alumina:celite (7:5:3). Para a derivação testou-se basicidade do meio (bicarbonato de sódio, piridina), agente acilante (TFAA e HFBI), tempo (30 e 60 minutos) e temperatura (60 e 80ºC). Foram otimizadas as condições cromatográficas em cromatógrafo gasoso equipado com injetor split/splitless e detector de ionização de chama. A melhor recuperação foi obtida quando se empregou partição líquido-líquido com cloreto de metileno, seguida da limpeza em minicoluna e derivação com TFAA e piridina a 60°C durante 60 minutos.A recuperação média foi de 83 e 103% para DON e toxina T-2 respectivamente, para níveis de adição entre 50 e 200ng/mL. O coeficiente de variação assumiu valores de 2% e 4% e limite de detecção de 21 e 60 ng/mL. A aplicabilidade do método foi testada em um levantamento realizado em 72 amostras de cervejas. Destas 9,7% estavam contaminadas, sendo 5,3% com DON (50 a 336ng/mL)e 4,5% com toxina T-2 (114 a 249ng/mL).
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Determinação simultânea multiclasse de micotoxinas em cerveja
(2018) Garcia, Maicon Fernandes; Buffon, Jaqueline Garda
As micotoxinas são metabólitos secundários produzidos por fungos filamentosos toxigênicos que podem contaminar diversos alimentos, entre eles a cevada que é utilizada como principal matéria-prima para a produção de cerveja. A contaminação da cerveja pode ser ocasionada devido a transferência de micotoxinas presente nas matérias-primas utilizadas para a fabricação da bebida que possuem características como termoestabilidade e solubilidade em água, o que ocasiona a contaminação do fermentado final devido as micotoxinas presentes na matéria-prima. O objetivo desse trabalho foi desenvolver e otimizar um método para análise de tricotecenos, AFLAS, OTA e ZEA em cervejas comerciais e correlacionar a contaminação dessas micotoxinas com alterações nas propriedades físico-químicas e bioquímicas das amostras. A extração dos tricotecenos, OTA e ZEA foi realizado através do método QuEChERS otimizado e a determinação foi realizada por cromatografia de alta eficiência (CLAE) acoplada a um detector ultravioleta (UV). A extração das AFLAS foi realizada através do método de partição líquido-líquido (PLL) otimizado e a determinação foi realizada por CLAE acoplada a um detector de fluorescência (FL). Para garantir a confiabilidade do método foram avaliadas a exatidão, precisão, linearidade e limites de detecção e quantificação de ambos os métodos, que tiveram resultados de acordo com a exigência dos ensaios de exatidão por recuperação (70-120%) e precisão (RSD<20%). Como resultado da otimização do método QuEChERS, 10 mL de amostra foi utilizada com 10 mL de ACN em agitador orbital (150 rpm), após é adicionado 1g de NaCl e 4g de MgSO4 para separar as fases. Como etapa de clean up foi adicionado 0,3 g de celite e 0,9 g de MgSO4. Para a extração das AFLAS pelo método de PLL 10 mL de amostra e 3 mL de diclorometano foram transferidos a um erlenmeyer de 250 mL em agitador orbital (150 rpm), logo após passou por uma etapa de centrifugação e recolhimento da fase orgânica, repetindo o procedimento 3 vezes no total. Das 31 amostras analisadas todas apresentaram contaminação para pelo menos uma das micotoxinas analisadas, como DON (0,3-52,8 μg.L-1), ADONS (1,35-3,14 μg.L-1), ZEA (0,03-3,64 μg.L-1), Toxina T-2 (1,33-17,95 μg.L-1), NIV (0,54-2,5 μg.L-1), OTA (2,04-8,4 ng.L-1), AFB1 (2,92-9,22 ng.L-1), AFB2 (0,12-0,43 ng.L-1) e AFG2 (1,3-1,57 ng.L-1). Após a quantificação das amostras, essas foram separadas de acordo com as matérias que foram fabricadas para fazer a correlação entre as principais variáveis físico-químicas e bioquímicas que foram alteradas devido a contaminação de micotoxinas nas amostras. As correlações geradas apontaram principalmente a influência do processo de moagem da cevada na alteração das propriedades físico-químicas, assim como o aumento de micotoxinas. A correlação entre a adição de carboidratos de origem vegetal como amido de milho ou xarope de cereais com as micotoxinas foi verificada, indicando que a adição desses produtos aumenta o risco de contaminação por micotoxinas, pois há relação entre o teor dessas toxinas com açúcares redutores. Algumas micotoxinas apontaram correlações com os parâmetros bioquímicos analisados, indicando que a contaminação pode ocasionar um estresse na levedura e modificar a produção dessas biomoléculas.
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Disponibilização de compostos fenólicos a partir de subprodutos agroindustriais
(2025) Oertel, Raquel Velasques; Buffon, Jaqueline Garda; Kupski, Larine
Os compostos fenólicos são metabólitos secundários amplamente presentes em resíduos de frutas, cereais e outros subprodutos agroindustriais. Essas substâncias possuem estruturas químicas que lhes conferem a capacidade de neutralizar radicais livres, protegendo as células contra danos oxidativos, além de apresentarem uma gama de atividades biológicas, incluindo propriedades antimicrobianas. Esses compostos podem estar na forma livre ou ligada a macromoléculas e podem ser obtidos de diferentes fontes naturais. Neste contexto, a fermentação em estado sólido tem se mostrado uma alternativa promissora para a disponibilização de compostos fenólicos ligados a macromoléculas em matrizes lignocelulósicas. O fungo filamentoso Trichoderma reesei destaca-se pelo seu sistema extracelular de enzimas lignocelulolíticas que possibilitam a liberação de compostos bioativos. Portanto, o objetivo deste estudo foi obter os compostos fenólicos a partir de subprodutos agroindustriais por meio da fermentação em estado sólido com o fungo T. reesei. Foram utilizados como substratos o bagaço de uva fermentado e farelo de arroz integral, doados por empresas do Rio Grande do Sul. Esses materiais foram secos, moídos, peneirados para atingir uma granulometria de 0,5 mm. Os compostos fenólicos foram obtidos por cultivo em estado sólido utilizando T. reesei em biorreatores do tipo bandeja. Os substratos foram adicionados junto de uma solução nutriente (2 g/L KH2PO4, 1 g/L MgSO4, 8 g/L NH2CONH2 em HCl 0,4 N). A inoculação foi realizada com diferentes concentrações de esporos e adicionada água estéril para correção da umidade. A concentração de farelo de arroz, a concentração de esporos e o teor de umidade foram avaliados utilizando delineamento composto central (DCC), tendo como variável resposta o conteúdo de compostos fenólicos livres. Um estudo cinético foi realizado, na melhor condição, durante 120 h a 30°C, com amostragem a cada 24 h. A concentração de compostos fenólicos foi determinada por reação colorimétrica utilizando o reagente Folin-Ciocalteu após extração com metanol na proporção 1:10 (m/v). O crescimento fúngico foi avaliado no estudo cinético pelo conteúdo de glicosamina, e o consumo de substrato pelo conteúdo de açúcares redutores determinado pelo método 3,5 dinitrossalicílico (DNS). O perfil dos compostos fenólicos foi identificado por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) acoplada a um detector de arranjo de diodos (DAD). Os efeitos significativos observados neste estudo foram a concentração de esporos e a umidade. Na condição de 50% de umidade, 40% de farelo de arroz e 4×105 esporos/g, o conteúdo de compostos fenólicos foi de 6030,37 μg/g, o que correspondente a um aumento de 176% após 24h de cultivo. Inicialmente, os níveis de açúcares redutores e totais eram elevados 24,23 mg/g e 63,75 mg/g e foram gradualmente consumidos ao longo do cultivo. A maior quantidade de glicosamina quantificada na biomassa do fungo T. reesei foi de 44,68 μg/g em 96 h. O fungo T. reesei foi capaz de produzir um complexo enzimático eficiente, destacando-se na liberação de ácidos fenólicos, com predominância do ácido siríngico (18,4 μg/g) após 24 h. Outros compostos identificados foram os ácidos como protocatecóico (2,9μg/g), cumárico (2,4 μg/g), ferúlico (1,7 μg/g), gálico (1,4 μg/g), vanilina (0,5 μg/g) e hidroxibenzóico (0,4 μg/g). A pesquisa propõe uma alternativa sustentável para o reaproveitamento de resíduos agroindustriais, contribuindo para a economia circular e alinhando-se aos princípios da química verde.
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Efeito da presença de tricotecenos durante a etapa de mosturação do processo cervejeiro
(2018) Remedi, Rafael Diaz; Buffon, Jaqueline Garda
A cerveja é a bebida alcoólica mais consumida mundialmente e dentre os insumos utilizados na sua produção destaca-se o malte de cevada. Os fungos das espécies Fusarium, são potenciais agentes contaminantes desses grãos e quando submetidos a condições de estresse podem produzir micotoxinas, metabólitos secundários que apresentam efeitos patológicos em animais e humanos. Dentre as micotoxinas detecta-se o Deoxivalenol (DON), tricoteceno com maior ocorrência e o 15-acetil-deoxivalenol (15-ADON) forma acetilada do DON. Durante o processo cervejeiro a redução dos níveis de micotoxinas já foi observada na etapa de mosturação, entretanto não há estudos que evidenciem o motivo dessa redução. Além disso, sabe-se que a atividade das enzimas amilolíticas pode ser afetada pela presença de alguns tricotecenos. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo avaliar a influência da concentração dos tricotecenos DON e 15-ADON na atividade das enzimas hidrolíticas envolvidas na etapa de mosturação como também a ação enzimática relacionada a redução da concentração destas micotoxinas. Para a etapa de mosturação, foi utilizado cevada maltada na concentração de 0,2 kg L-1 e três rampas de temperaturas (50, 60 e 70 °C) referente as enzimas hidrolíticas, proteases, -amilase e -amilase, respectivamente. O extrato enzimático obtido de cada temperatura foi avaliado quanto a sua atividade em meio sintético na presença das micotoxinas DON e 15-ADON e na ausência de contaminação. Também foi avaliado a concentração das micotoxinas durante a ação enzimática. Os resultados evidenciaram que a presença dos tricotecenos, DON e 15-ADON, retarda e altera a atividade máxima de cada enzima. A redução da concentração 15-ADON pela ação das enzimas foi observada (p<0,05), apresentando valores abaixo do limite de detecção do método quando a concentração inicial foi de 0,23 µg mL-1 e 74, 72 e 92 % para 0,85 µg mL-1 quando sob ação das enzimas proteolíticas, -amilases e -amilases respectivamente. Para o tricoteceno DON não foi observado redução da concentração pela ação das enzimas. Em contrapartida, sua concentração foi incrementada cerca de 45, 30 e 8% pela ação das enzimas proteolíticas, -amilases e -amilases respectivamente. Logo, mesmo que o malte apresente a concentração dessa toxina abaixo do limite máximo estabelecido pelos órgãos fiscalizadores, nada garante que o produto final não apresente maiores concentrações da mesma. Diante do exposto, a mosturação cervejeira mostrou-se um método promissor para redução da micotoxina 15-ADON, mas não foi eficaz na redução da concentração de DON. Além disso, a contaminação de micotoxina durante a mosturação pode afetar a atividade enzimática e com isso modificar o rendimento do processo, causando assim perdas econômicas ou alterações no produto.
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Efeito dos tratamentos térmicos seco e úmido nos níveis de aflatoxina B1 e ocratoxina A presentes em farelo e farinhas cereais
(2007) Cacciamani, Jackson Luís Martins; Peres, Gisele Louro; Buffon, Jaqueline Garda; Furlong, Eliana Badiale
Estudou-se o efeito dos tratamentos térmicos seco e úmido sobre os níveis de aflatoxina B1 e ocratoxina A presentes simultaneamente em farelo de arroz desengordurado e farinhas integrais de trigo e aveia,utilizados para a produção de alimentos infantis. Cada amostra foi contaminada com diferentes concentrações de cada micotoxinas, (3 a 95 ppb) e os tratamentos térmicos realizados em estufa a 220ºC e autoclave (121ºC; 1,1 Pa man)durante 5 e 15 minutos. As micotoxinas residuais foram quantificadas, após confirmação por derivação química, conforme o multimétodo de cromatografia em camada delgada. Os tratamentos térmicos e os tempos de exposição ocasionaram diminuição nos níveis das micotoxinas a valores inferiores aos limites de detecção em 45 e 64% das condições estudadas para a aflatoxina B1 e ocratoxina A,respectivamente. O farelo de arroz desengordurado foi mais susceptível à descontaminação pelo calor úmido, enquanto as farinhas pelo calor seco.
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Effect of deoxynivalenol and T-2 toxin in malt amylase activity
(2010) Buffon, Jaqueline Garda; Baraj, Edlira; Furlong, Eliana Badiale
The objective of this work was to evaluate the effect of DON and T-2 toxin levels on the malt amylase activity. The malt was contaminated in accordance with central composite design experiment with DON and T-2 toxin levels until 1000 ng/g. The activities of the enzymes were evaluated by Bernfeld method. The increase in T-2 toxin concentration inhibited the a-amylase activity. However, the increase of both toxins concentration caused inverse effect. The interaction between toxins indicated synergetic effect on the b-amylase activity. An increased activity occurred when the toxins contamination levels in malt were higher (1000ng/g malt). The trichothecenes interfered with the performance of aminolitic enzymes in the stage of malting, resulting in a significant model for enzymatic activity of b-amylase.
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Effect of Deoxynivalenol and T-2 Toxin in Malt Amylase Activity
(2010) Buffon, Jaqueline Garda; Baraj, Edlira; Furlong, Eliana Badiale
The objective of this work was to evaluate the effect of DON and T-2 toxin levels on the malt amylase activity. The malt was contaminated in accordance with central composite design experiment with DON and T-2 toxin levels until 1000 ng/g. The activities of the enzymes were evaluated by Bernfeld method. The increase in T-2 toxin concentration inhibited the a-amylase activity. However, the increase of both toxins concentration caused inverse effect. The interaction between toxins indicated synergetic effect on the b-amylase activity. An increased activity occurred when the toxins contamination levels in malt were higher (1000ng/g malt). The trichothecenes interfered with the performance of aminolitic enzymes in the stage of malting, resulting in a significant model for enzymatic activity of b-amylase.
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Endoglucanase and total cellulase from newly isolated Rhizopus oryzae and Trichoderma reesei: production, characterization, and thermal stability
(2014) Kupski, Larine; Pagnussatt, Fernanda Arnhold; Buffon, Jaqueline Garda; Furlong, Eliana Badiale
A multienzymatic complex production was evaluated, as well as endoglucanase and total cellulase characterization, during solid-state fermentation of rice industry wastes with Rhizopus oryzae CCT 7560 (newly isolated microorganism) and Trichoderma reesei QM 9414 (control). R. oryzae produced enzymes with higher activity at 15 h of fermentation (5.1 and 2.3 U g−1 to endoglucanase and total cellulase), while T. reesei produced them at 55 h (15.3 and 2.8 U g−1 to endoglucanase and total cellulase). The optimum temperature for total cellulase and endoglucanase was 60 °C. For Trichoderma and Rhizopus, the optimum pH was 5.0 and 6.0 for total cellulase and 6.0 and 5.0 for endoglucanase, respectively. The enzymes produced by Rhizopus presented higher stability at the temperature range evaluated (25–100 °C); the endoglucanase KM value was 20 times lower than the one found for Trichoderma. The characterization of the cellulolytic enzymes from the fungal species native of rice husk revealed that they can be more efficient than the genetically modified enzymes when rice husk and rice bran are used as substrates.