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Orientador: Juliano Lemos Bicas Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: Aromas naturais que apresentam grande importancia comercial e ampla gama de atividades biologicas tem despertado a atencao dos pesquisadores. O ¿¿-terpineol e um monoterpenoide encontrado em varios oleos essenciais, sendo um dos mais utilizados na industria de alimentos, cosmeticos e em produtos de limpeza, e apresenta propriedades biologicas bastante promissoras. Este trabalho de doutorado teve como objetivos produzir, por biotransformacao, os enantiomeros R-(+)-¿¿-terpineol e (-)-¿¿-terpineol, a partir do limoneno, utilizando a linhagem Sphingobium sp., e avaliar as diferencas em termos de efeitos biologicos destes enantiomeros. Para a biotransformacao foram utilizadas, na proporcao de 3:1, biomassa congelada e oleo de soja contendo R-(+)-limoneno ou S-(.)-limoneno (350 g.L-1). Os frascos foram incubados a 28¿C e 200 rpm por 72 horas, para producao de R-(+)-¿¿-terpineol, ou 120 horas, para producao de (-)-¿¿-terpineol. A producao de R-(+)-¿¿-terpineol chegou a 151,0 g.L-1 e a de S-(-)-¿¿-terpineol chegou a 91,0 g.L-1, e com pureza enantiomerica superior ao dos padroes comerciais. O ¿¿-terpineol foi isolado do oleo resultante da biotransformacao por cromatografia em coluna de vidro, contendo silica gel como fase estacionaria e mistura de hexano: acetato de etila (9:1) como fase movel. Na sequencia, o seu potencial biologico foi testado em 48 ratos Sprague-Dawley, durante 12 semanas experimentais. Nas cinco semanas iniciais, os animais foram aleatoriamente divididos em dois grupos experimentais: controle magro (AIN; n=6), que recebeu dieta padrao, e grupo hiperlipidico (n=42), que recebeu dieta hiperlipidica para o desenvolvimento da obesidade e inducao da inflamacao. Apos este periodo, o grupo hiperlipidico foi subdividido em sete grupos (n=6): controle hiperlipidico (HF), e grupos hiperlipidicos suplementados de 25, 50 e 100 mg.kg-1 de R-(+)-¿¿-terpineol ou (-)-¿¿-terpineol, e mantidos por mais 6 semanas. Durante este periodo foram avaliados o peso corporal, consumo alimentar, testes de tolerancia a glicose e resistencia a insulina. Apos a exsanguinacao dos animais, sob anestesia, amostras de sangue foram coletadas para analises bioquimicas e aliquotas de tecido hepatico foram encaminhadas para analise histologica. Os animais do grupo HF apresentaram maior consumo de dieta e ganho de massa corporal, associados a maior resistencia a insulina, elevacao dos niveis sericos das aminotransferases AST e ALT e maior acumulo de gordura hepatica. TBARS, ALT e citocinas TNF-¿¿ e IL-1¿À foram positivamente modulados pela suplementacao com os enantiomeros de ¿¿-terpineol. Os melhores resultados de TBARS no soro e sensibilidade a insulina foram observados nos animais que consumiram ¿¿-terpineol em concentracoes superiores a 50 mg.kg-1 de dieta. O tratamento com os enantiomeros de ¿¿-terpineol reduziu o acumulo de gordura hepatica. A 10 propriedade antiproliferativa in vitro dos enantiomeros de ¿¿-terpineol foi avaliada em celulas tumorais. Os resultados foram semelhantes para ambos os enantiomeros, destacando o efeito citostatico para as linhagens U251 (glioma), K562 (leucemia), PC-3 (prostata) e MCF7 (mama). Os resultados deste estudo indicam que a ingestao dos enantiomeros de ¿¿-terpineol pode influenciar, de maneira positiva, na inibicao do crescimento das celulas tumorais, e em parametros como dano oxidativo, resistencia a insulina, citocinas pro-inflamatorias e esteatose hepatica, relacionados com a obesidade induzida por dieta hiperlipidica Abstract: Natural flavors that present great commercial importance and wide range of biological activities have attracted attention of researchers. á-terpineol is a monoterpenoid found in many essential oils, being one the most used in food and cosmetic industries and cleaning products, and presents promising biological properties. This work aimed to produce, by biotransformation, R-(+)-á-terpineol and (-)-á-terpineol enantiomers from limonene using the strain Sphingobium sp. and to evaluate the differences in biological effects of these enantiomers. For biotransformation, frozen biomass and soybean oil containing R-(+)-limonene or S-(-)-limonene (350 g.L-1), in the proportion of 3:1, were used. Flasks were incubated at 28° C and 200 rpm for 72 hours for R-(+)-á-terpineol production, or 120 hours for (-)-á-terpineol production. R-(+)-á-terpineol production reached 151.0 g. L-1 and 91.0 g.L-1 for S-(-)-á-terpineol and with higher enantiomeric excess than commercial standards. The á-terpineol was isolated from resulting oil of biotransformation by glass column chromatography containing silica gel as stationary phase and ethyl hexane: ethyl acetate (9:1) mixture as the mobile phase. Subsequently, its biological potential was tested in 48 Sprague-Dawley rats for 12 experimental weeks. In the first five weeks, the animals were randomly divided in two experimental groups: normolipidic control (AIN; n=6), who received a standard diet and the hyperlipidemic group (n=42) who received a high-fat diet for the obesity development and inflammation induction. After this period, the hyperlipidemic group was subdivided into seven groups (n=6): hyperlipidemic control (HF), and supplemented hyperlipidic groups of 25, 50 and 100 mg.kg-1 diet of R-(+)-á-terpineol or (-)-á-terpineol and maintained for another 6 weeks. During this period, the body weight and diet intake, glucose tolerance and insulin resistance tests were evaluated. After exsanguination of the animals, in anesthesia, blood samples were collected for biochemical analyzes and liver tissue aliquots were sent for histological analysis. Rats of HF group had higher dietary intake and body mass gain, associated with higher insulin resistance, elevated serum levels of AST and ALT aminotransferases, and greater accumulation of liver fat. TBARS, ALT, TNF-á and IL-1â cytokines were positively modulated by supplementation with á-terpineol enantiomers. The best results of serum TBARS and insulin sensitivity were observed in animals that consumed á-terpineol at concentrations higher than 50 mg.kg-1 diet. á-terpineol enantiomers treatments reduced the accumulation of hepatic fat. The in vitro antiproliferative property of á-terpineol enantiomers was evaluated in tumor cells. Results were similar in both enantiomers, highlighting cytostatic effect for the strains U251 (glioma), K562 (leukemia), PC-3 (prostate) 12 and MCF7 (breast). These results indicate that ingestion of á-terpineol enantiomers may positively influence tumor cell growth inhibition, and in parameters such as oxidative damage, insulin resistance, proinflammatory cytokines and hepatic steatosis, related dietinduced obesity Doutorado Ciência de Alimentos Doutora em Ciência de Alimentos CNPQ 473981/2012-2 CAPES

Orientadores: Mário Roberto Maróstica Júnior, Maria Alice da Cruz Höfling Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: O resgate da alimentação baseada em frutas, grãos e outros vegetais, tem sido buscada como alternativa para controlar e/ou minimizar efeitos da dieta moderna, que acompanha o crescimento gradual da prevalência da obesidade no mundo. O jambo-vermelho é um fruto nativo de regiões tropicais, pouco estudado sob o ponto de vista químico, e não há relatos até o momento sobre sua utilização como alimento funcional em ensaios in vivo. A casca de jabuticaba é conhecida cientificamente pelas suas propriedades no tratamento da resistência à insulina e outras desordens metabólicas. O objetivo desta tese foi investigar compostos bioativos em frutos de jambo-vermelho (Syzygium malaccense) e da casca de jabuticaba (Myrciaria jaboticaba) e verificar os efeitos destas na prevenção da obesidade, doença hepática gordurosa não-alcoólica, diabetes tipo 2, resistência à insulina central e periférica, e desempenho cognitivo de camundongos alimentados com dietas normo e hiperlipídicas. As frutas de jambo-vermelho e casca de jabuticaba foram secas e submetidas a análises de macronutrientes e, fitoquímicos de referência bioativa, utilizando métodos físico-químicos, colorimétricos e cromatográficos. As farinhas dos frutos foram incorporadas a dietas normo e hiperlipídicas para a realização dos ensaios biológicos. Camundongos adultos consumiram as dietas por 10 semanas, e foram submetidos à testes de tolerância à glicose e insulina, e teste de aprendizado/memória. Após a morte dos animais e coletas de soro, fígado, tecido adiposo, fezes, carcaças e cérebro, avaliou-se a produção de ácidos graxos de cadeia curta, a adiposidade, marcadores inflamatórios, esteatose hepática, dislipidemia, estresse oxidativo, resistência à insulina periférica e via da sinalização da insulina no hipocampo. O jambo-vermelho e a casca de jabuticaba possuem compostos em comum, como a cianidina 3-glicosídeo, e fibras dietéticas totais em concentração em torno de 34%. Ambos os tratamentos com as frutas(HS= dieta hiperlipídica +jambo-vermelho e HM= dieta hiperlipidica + casca de jabuticaba) preveniram a resistência periférica à insulina e o aumento da glicemia de jejum nos animais. No entanto, o tratamento com HS não diferiu do grupo que recebeu dieta hiperlipídica (H) no teste de tolerância à glicose. De forma mais significativa, a ingestão da casca de jabuticaba preveniu o ganho de peso, massa gorda e esteatose hepática nos animais HM. Adicionalmente, as dietas HS e HM promoveram uma maior sensibilidade hipocampal à insulina, desativando a kinase GSK3-? e mantendo a função da proteína estabilizadora de microtúbulos tau. A expressão de TNF-? e interferon-? estavam diminuídos no hipocampo dos animais alimentados com dieta HM, assim como a expressão de NeuN (marcador de viabilidade neuronal). A ingestão das dietas HS e HM induziram o melhor aprendizado e memória dos respectivos animais. Finalmente, os animais que receberam dieta HM mostraram maior produção de ácidos graxos de cadeia curta em relação aos animais obesos, com destaque para o butirato. Em conclusão, as dietas HS e HM marcadamente preveniram desenvolvimento de marcadores de doenças metabólicas como obesidade, diabetes tipo 2 e inflamação. A suplementação com as frutas também possui papel neuroprotetor importante, prevenindo déficits cognitivos e fosforilação da tau induzida pela dieta hiperlipídica Abstract: The rescue of old eating habits, based on diets rich in fruits and vegetables, has been attemped as an alternative to control and/ or minimize the effects of the modern diet, which accompany the gradual growth in the prevalence of obesity worldwide. Red-jambo is a fruit native to tropical regions, and little studied from the chemical point of view, and to date, there are no reports on its use as a functional food in in vivo trials. The peel of jabuticaba is already known scientifically for its properties on treating insulin resistance and other metabolic disorders. Thus, the aim of this research was to investigate the bioactive compounds of red-jambo fruits (Syzygium malaccense) and jaboticaba peel (Myrciaria jaboticaba) and verify the effects on the prevention of obesity, non-alcoholic fatty liver disease, type 2 diabetes, peripheral and hippocampal insulin resistance, as well as cognitive performance of mice fed normal and high-fat diets. For this, red-jambo fruit and jaboticaba peel were dried and submitted to macronutrient analysis, bioactive reference phytochemicals, using physicochemical, colorimetric and chromatographic methods. These materials were incorporated into normal and high-fat diets for a mice study. Adult Swiss mice consumed the diets for 10 weeks, in which the animals experienced glucose and insulin tolerance tests, as well as a learning/ memory test. After euthanasia, serum, liver, adipose tissue, feces, carcasses and brain were collected to analyze the production of short chain fatty acids, adiposity, low grade inflammation, hepatic steatosis, dyslipidemia, oxidative stress, peripheral and hippocampal insulin signaling pathway. Red-jambo and jaboticaba peel have in common anthocyanins such as cyanidin 3-glycoside and total dietary fibers, about 34%. Both treatments with the fruits prevented peripheral insulin resistance and lowered fasting glucose of the animals that received high-fat diet (HS= high-fat diet + red-jambo and HM= high-fat diet + jaboticaba peel). However the treatment with HS diet did not differ from the high-fat control group (H) in the glucose tolerance test. More significantly, the HM diet prevented weight gain, fat mass, and hepatic steatosis. Additionally, the intake of HS and HM promoted greater hippocampal sensitivity to insulin, thus deactivating GSK3-? kinase and maintaining the tau microtubule stabilizing function. Expression of TNF-? and interferon-? decreased in the hippocampus of animals fed HM, as well as NeuN expression (neuronal viability marker). Corroborating these results, the animals treated with the high-fat diet and both fruits supplemnetation also showed better learning and memory performance in the MWM test. Finally, the animals that received HM showed higher production of short chain fatty acids in relation to obese animals, with emphasis on butyrate. In conclusion, the supplementation of high-fat diet with jaboticaba peel or red-jambo fruit markedly improve markers for metabolic diseases such as obesity, type 2 diabetes and inflammation. Supplementation also has important neuroprotective role, preventing cognitive deficits and phosphorylation of tau induced by insulin resistance Doutorado Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos Doutora em Alimentos e Nutrição CAPES CNPQ 206092/2014-8

Orientador: Mario Roberto Marostica Junior Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: O presente estudo objetivou determinar os compostos bioativos e o potencial antioxidante in vitro e in vivo da casca de jabuticaba liofilizada (CJL) e do chá preparado a partir da casca de jabuticaba liofilizada (CJL-chá), bem como avaliar o potencial terapêutico desses produtos na obesidade e síndrome metabólica induzida por dieta. Compostos fenólicos totais, flavonoides e antocianinas totais foram quantificados por métodos colorimétricos. Ácido elágico, ácido gálico e cianidina-3-O-glicosídeo foram identificados e quantificados por HPLC. Os ensaios antioxidantes FRAP, ABTS+, DPPH e ORAC foram realizados com o extrato metanólico da CJL e o CJL-chá. Ratos, Wistar, adultos, foram randomizados em 6 grupos (n = 10): Controle magro (AIN93-M) que recebeu dieta AIN-93M por 12 semanas; Controle obeso que recebeu dieta hiperlipídica adicionada de frutose (HFF) por 12 semanas; Prevenção CJL (P. CJL) e Tratamento CJL (T. CJL) que receberam dieta HFF suplementada com 2% de CJL por 12 e 6 semanas, respectivamente; Prevenção chá de jabuticaba (P. CJL-chá) e Tratamento chá de jabuticaba (T. CJL-chá) que receberam dieta HFF e tiveram a água substituída pelo chá da CJL por 12 e 6 semanas, respectivamente. Os testes de tolerância à glicose (GTT) e tolerância à insulina (ITT) foram realizados. Glicose sérica e insulina plasmática foram mensuradas. Adiponectina e leptina séricas foram dosadas. O fígado e os tecidos adiposos epididimal (TAE), mesentérico (TAM) e retroperitoneal (TAR) foram coletados e pesados. Os lipídios nos fígados foram mensurados por Bligh & Dyer. Alíquotas do tecido hepático foram fixadas em formalina tamponada e encaminhadas para análise histológica. O conteúdo total de insulina nas ilhotas e a secreção de insulina após estimulo de glicose foram mensurados por radioimunoensaio (RIE). O potencial antioxidante plasmático e hepático foi mensurado por FRAP e TBARS. GSH total e as enzimas antioxidantes (GPx, GR, SOD e CAT) foram medidas no plasma e no fígado dos animais. Os resultados foram submetidos ao teste de variância ANOVA e teste de Tukey, com significância de 0,05. TBARS, GSH e CAT foram positivamente modulados pela suplementação com casca de jabuticaba, porém FRAP, SOD, GPx e GR, não responderam à suplementação. O ganho de peso, adiposidade visceral e a alguns parâmetros relacionados à resistência à insulina foram positivamente alterados com 6 e 12 semanas de suplementação. A suplementação por 12 semanas elevou o HDL-colesterol e reverteu a esteatose hepática mostrando que a o consumo de CJL por mais longo período pode promover melhores resultados. Conclui-se que a CJL e CJL-chá possuem grande potencial funcional na prevenção e combate ao dano oxidativo, obesidade, resistência à insulina e esteatose hepática Abstract: The aim of present study was to determine the bioactive compounds and antioxidant potential in vitro and in vivo of freeze-dried jaboticaba peel (FJP) and freeze-dried jaboticaba peel tea (FJP-T), as well as evaluate the therapeutic potential of these products in diet induced obesity and metabolic syndrome. Total phenolic compounds, flavonoids and anthocyanins were determined by colorimetric methods. Ellagic acid, gallic acid and cyanidin-3-O-glucoside were identified and quantified by HPLC. Antioxidant assays FRAP, ABTS+, DPPH and ORAC were done with FJP methanolic extract and FJP-T. Wistar rats, adults, were randomized in 6 groups (n = 10): normolipidic diet (AIN-93M) fed AIN93-M diet for 12 weeks; High-fat fructose diet (HFF) fed HFF diet for 12 weeks; Prevention FJP (P. FJP) and treatment FJP (T. FJP) fed HFF diet supplemented with 2% FJP for 12 and 6 weeks, respectively; Prevention FJP-T (P. FJP-T) and treatment FJP-T (T. FJP-T) fed HFF diet and had substituted water by FJP-T for 12 and 6 weeks, respectively. Glucose tolerance test (GTT) and insulin tolerance test (ITT) were done. Serum glucose and plasma insulin were measured. Serum adiponectin and leptin were dosed. Liver and adipose tissues epididymal (EAT), retroperitoneal (RAT) and mesenteric (MAT) were collected and weighted. Fat liver was measured by Bligh; Dyer (1959). Liver aliquots were fixed in buffered formalin and forwarded by histological analysis. Total pancreatic islets insulin content and glucose stimulated insulin secretion were measured by radioimune assay (RIA). Liver and plasma antioxidant potential was measured by FRAP and TBARS assay. Total GSH and antioxidant enzymes (GPx, GR, SOD and CAT) were measured in plasma and liver. Results were submitted to ANOVA variance analysis and Tukey¿s test, with significance of 0.05. TBARS, GSH and CAT were positively modulated by jaboticaba peel supplementation, but FRAP, SOD, GPx and GR not respond to supplementation. Weight gain, visceral adiposity and some parameter related to insulin resistance were positively changed with 6 and 12 weeks of supplementation. Long term (12 weeks) supplementation increased HDL-cholesterol and reversed liver steatosis, showing that long term jaboticaba peel intake could promote better results. In conclusion, FJP and FJP-T have a great functional potential in prevent and treatment of oxidative damage, obesity insulin resistance and liver steatosis Doutorado Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos Doutora em Alimentos e Nutrição CNPQ 140387/2012-9