Otimização e caracterização química de extrato de amora preta (Rubus fruticosus var. Lochness) e seu efeito sobre a dieta hiperlipídica em ratos mediante análise metabolômica

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2014.A obesidade, a resistência à insulina e a herança genética são os principais fatores associados ao desenvolvimento de doenças cardiovasculares e a diabetes mellitus tipo 2 (DM2), sendo que os dois primeiros fatores podem ser afetados pelo tipo de alimentação. Os alimentos baseados em plantas e derivados ricos em compostos bioativos podem ser capazes de reduzir o estresse oxidativo e melhorar o perfil lipídico com implicações em melhorias no quadro de patologias relacionadas com vias metabólicas, como é o caso da DM2. A amora preta é um fruto rico em compostos dessa natureza, como antocianinas e flavanols. Estes por sua vez, variam em tipo e quantidade dentro do fruto por razões como, produção agrícola, efeitos ambientais, e/ou, de processos de conservação e extração desses compostos para administração como suplemento na forma de extratos em dietas, causando grande discrepância de resultados em ensaios de bioatividade. A diabetes é caracterizada e monitorada pela taxa de um único metabólito presente na corrente sanguínea, a glicose. No entanto, a obesidade e a diabetes afetam o metabolismo do organismo como um todo, e a medição de limitados compostos para diagnosticar ou monitorá-las, bem como, a eficácia de terapias é basicamente incompleta. Portanto, uma perspectiva mais abrangente de múltiplos metabólitos deve ser tomada. Tal abordagem é comumente referida como metabolômica, a qual permite por exemplo, uma impressão digital do plasma (metabólitos) em caso de um grupo de indivíduos obesos em comparação com um grupo saudável. Depois de impressões digitais, os metabólitos presentes, ou encontrados alterados na comparação podem ser identificados, visando interpretação bioquímica e a descoberta mais precisa e específica dos conjuntos de marcadores desta doença. Os objetivos finais são a melhoria do diagnóstico, prognóstico e monitoramento de terapias. Diante do exposto, esta tese buscou definir a melhor condição de extração de antocianinas e outros flavonóides da amora preta para produção de um extrato através de planejamento de experimentos, e que o extrato seja estável frente ao armazenamento por período controlado de 120 dias à -20 oC. Os resultados apontaram diferente condição ideal de extração dependendo do solvente utilizado. A proporção dos solventes MeOH e EtOH, bem como a temperatura de extração foi de 100 % e 48 oC, assim como, ao considerar um tempo de sonicação de 5 min para MeOH e 30 min para EtOH, a porcentagem de HCl foi de 0,0 e 0,2 %, respectivamente. Para avaliação dos efeitos metabólicos ocasionados pelos compostos bioativos provenientes da amora preta sobre obesidade e DM2, foram utilizados animais de experimentação da raça Sprague Dawle alimentados com dietas controladas, sendo uma delas adicionada de extrato de amora. Para tanto, um extrato foi preparado e caracterizado quanto ao teor da antocianina majoritária (cianidina-3-glicosídeo: 1032,0 ± 2,3 mg L-1) pela técnica de cromatografia líquida (LC-UV e LC-MS/MS). Quanto ao teor de flavanol (epicatequina: 498,6 ± 7,5 mg L-1) um método de extração e separação foi desenvolvido, validado e aplicado para o extrato utilizando a técnica de eletroforese capilar (CE-UV). A avaliação metabolômica foi realizada pela técnica de UPLC-ESI-QToF/MS, onde foram investigados os metabólitos em plasma de ratos tratados por 90 dias com dieta hiperlipídica (grupo Caf) e outro adicionado de extrato de amora preta (CafR) e um grupo controle com dieta padrão (grupo Std). Os perfis metabólicos dos ratos tratados com dieta hiperlipídica foram comparados com os tratados com dieta padrão (Caf vs Std) e os tratados com dieta hiperlipídica adicionada de extrato de amora preta com relação aos de dieta hiperlipídica (CafR vs Caf). Os metabólitos identificados foram lipídeos do subgrupo dos: acil graxos, liso- e glicerofosfolipídeos e esfingolipídeos encontrados alterados nas comparações entre dietas. Independente do gênero, os ratos suplementados com extrato de amora (dieta CafR), apresentaram diminuição percentual em acilcarnitinas (melhora no processo de ß-oxidação lipídica), lisofosfatidilcolinas e esfingolipídeos (perda de massa gorda e melhora no processo de inflamação) e aumento em fosfatidilcolinas (melhora no quadro de obesidade e estresse oxidativo). Por fim, a suplementação com extrato de amora na dieta hiperlipídica parece melhorar o quadro de obesidade e consequentemente protelar o desenvolvimento de DM2.Abstract : Obesity, insulin resistance and genetic heritage are the principal factors associated with the development of cardiovascular diseases and type 2 diabetes mellitus (T2DM), whereby the two first factors can be avoided by having certain food intake habbits. Plant intake and derivates extract when rich in bioactive compounds, have proprieties to reduce the oxida-tive stress and improve in lipid profiles with implications in pathologies related with metabolic pathways, like as T2DM. The blackberry fruit is rich in bioactive compounds, such as anthocyanins and flavanols. The type and quantity of flavonoids in blackberry fruit may vary for reasons as agricultural production, environmental effects, and/or conservation processes and extraction of these compounds for administration as a supplement in diets, causing big discrepancy results in bioactivity assay. The diabetes is characterized and monitored by the rate of one metabo-lite present in the blood, the glucose. However, obesity and diabetes affect the metabolism as a whole, and the measurement of limited com-pounds to diagnose or monitor them, as well as the effectiveness of therapies is essentially incomplete. Therefore, a more comprehensive view of multiple metabolites must be taken. This approach is commonly referred as metabolomics, which enables for example, a fingerprint of the plasma metabolites in the case of an obese group, compared with a healthy group. After fingerprints, present or changed metabolites in the comparison can be identified aiming biochemical interpretation, and the discovery of specific sets of markers of this disease. The ultimate goals are to improve the diagnosis, prognosis and monitoring of therapies. Given the above, the proposal of this thesis was to define the best ex-traction condition of anthocyanins and other flavonoids from blackberry to produce an extract using design of experiments, and if this extract is stable in storage for controlled period (120 days at -20 oC). The results showed different ideal condition of extraction depending on the solvent used. The proportion of the solvents MeOH and EtOH, and the tempera-ture of extraction was 100 % and 48 °C, when considering a sonication time of 5 min for MeOH and 30 min to EtOH, the HCl percentage were 0.0 and 0.2%, respectively. To evaluate the metabolic effects caused by bioactive compounds from blackberry on obesity and T2DM, the Spra-gue Dawley rats were taken with controlled diets, where to one diet was added blackberry extract. To do so, an extract was prepared and charac-terized on content of the majority anthocyanin (cyanidin-3-glucoside: 1032.0 ± 2.3 mg L-1) by liquid chromatography technique (LC-UV and LC-MS/MS). To the flavanol content of (epicatechin: 498.6 ± 7.5 mg L-1) a method of extraction and separation was developed, validated and applied in the extract using capillary electrophoresis (CE-UV). The metabolomics analysis were performed by UPLC-ESI-QToF/MS tech-nique, in which were investigated the metabolites in rats plasma treated for 90 days with high fat diet (Caf group) and another added blackberry extract (CafR group) and a control group with standard diet (Std group). The metabolic profiles of treated rats with high fat diet were compared with standard diet (Std vs Caf) and those treated with high fat diet with added blackberry extract with respect to the high-fat diet (CafR vs Caf). The identified metabolites were lipids the subgroup: fatty acyl, lyso and glycerophospholipids and sphingolipids altered in comparisons between diets. Independently of gender, the rats supplemented with blackberry extract (CafR group) showed percentual decrease in acylcarnitines (im-provement in lipid ß-oxidation process), lysophosphatydilcholines and sphingolipids (loss of fat mass and improvement in the inflammation process) and increase in phosphatidylcholines (improvement in obesity and oxidative stress). Finally, the supplementation of blackberry extract appears to improve the obesity and consequently delay in the develop-ment of T2DM

Desenvolvimento de metodologias por eletroforese capilar para avaliação de parâmetros químicos da qualidade de biodiesel

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2010O aumento na demanda de biodiesel pelo governo brasileiro com a implementação da mistura B5 (5 % de biodiesel adicionado ao diesel fóssil) além de aumentar a produção de biocombustível do país, reduz os gastos com importação e a emissão de gases responsáveis pelo agravamento do efeito estufa. Neste trabalho foram desenvolvidas duas metodologias analíticas para determinação de parâmetros químicos da qualidade de biodiesel utilizando eletroforese capilar. O primeiro capítulo versa sobre a determinação simultânea dos cátions inorgânicos: sódio, potássio, cálcio e magnésio. Foi utilizado planejamento fatorial fracionário do tipo 2v5-1 para otimização da extração dos analitos da matriz. Os parâmetros de precisão inter-ensaio (RSD %), limite de detecção (LOD), limite de quantificação (LOQ) e coeficiente de determinação (R2) para a metodologia desenvolvida corresponderam a 4,58 - 6,88 %; 0,3 mg L-1, 1,0 mg L-1 e 0,999 respectivamente. A faixa de aplicação foi de 0,5 - 20 mg L-1 para todos os cátions. O estudo de recuperação foi aplicado para avaliar possíveis efeitos de matriz e os resultados variaram na faixa de 88,1-123,0 %. No total oito amostras foram quantificadas e apenas uma teria resultados satisfatórios para comercialização do ponto de vista deste requisito de controle da qualidade. O segundo capítulo trata do desenvolvimento de método para determinação de - monoglicerídeos. Foram tomadas estratégias de preparo de amostras para tornar o método simples e rápido, para tanto, utilizou-se gráficos de superfície de mistura ternária formada entre etanol/água/clorofórmio para medidas de turbidez e teor de iodato formado pela reação de íons periodato com os - monoglicerídeos. Foi observado que a formação de uma única fase miscível entre amostra e o periodato de sódio mostrou-se essencial no processo reacional, obtendo como resultado melhora nas precisões nas medidas. Quanto aos parâmetros de precisão inter-ensaio (RSD %), limite de detecção (LOD), limite de quantificação (LOQ) e coeficiente de determinação (R2) corresponderam a 6,8-13,6 %; 0,16 mg kg-1, 6,28 mg kg -1 e 0,999 respectivamente. A faixa de aplicação foi de 1,57 - 157 mg L-1 para glicerina e - monoglicerídeos. O método pode ser aplicado para estudos dos mecanismos da transesterificação para produção de biodiesel

Physico-chemical and bioactive compounds characterization of apple ‘Gala’ mutants harvested at two different time points

In the past years, new apple clones have been propagated on a large scale for their flavor characteristics and greater red color presence in the epidermis, which provide commercial advantages in national and international markets. The objective of this work was to evaluate the physicochemical characteristics and functional properties of ‘Galaxy’, ‘Imperial Gala’ and ‘Mondial Gala’ apples harvested in the city of Vacaria, RS, Brazil in two diferent harvesting time. The analyzed variables were pulp firmness (PF), total soluble solids (TSS), titratable acidity (TA), iodine-starch (IA), skin color (L*a*b*), total polyphenols, anthocyanins and antioxidant capacity of pulp and peel. The results obtained at the time of harvest show that the parameters of pulp firmness, titratable acidity, total soluble solids, anthocyanins and antioxidant activity of the peel presented a highly significant difference between the clones studied. The cultivar ‘Mondial Gala’ showed a different behavior from the other clones, in the values of firmness of pulp, acidity and total soluble solids, showing that these fruits were at a stage of maturation less advanced, ideal for long-term storage. The levels of total polyphenols and antioxidant capacity were significantly higher in the peel when compared to the pulp for the three clones and for the two harvest times. However, anthocyanin levels were higher for the Mondial Gala clone in both harvests, although anthocyanins and antioxidant capacity were better at harvest 2 for all clones, results that collaborate with more intense red color and thus better commercial quality

Development of a fast capillary electrophoresis method to determine inorganic cations in biodiesel samples

The aim of this study was to develop a fast capillary electrophoresis method for the determination of inorganic cations (Na(+), K(+), Ca(2+), Mg(2+)) in biodiesel samples, using barium (Ba(2+)) as the internal standard. The running electrolyte was optimized through effective mobility curves in order to select the co-ion and Peakmaster software was used to determine electromigration dispersion and buffer capacity. The optimum background electrolyte was composed of 10 mmol L(-1) imidazole and 40 mmol L(-1) of acetic acid. Separation was conducted in a fused-silica capillary (32 cm total length and 23.5 cm effective length, 50 mu m I.D.), with indirect UV detection at 214 nm. The migration time was only 36 s. In order to obtain the optimized conditions for extraction, a fractional factorial experimental design was used. The variables investigated were biodiesel mass, pH, extractant volume, agitation and sonication time. The optimum conditions were: biodiesel mass of 200 mg, extractant volume of 200 mu L. and agitation of 20 min. The method is characterized by good linearity in the concentration range of 0.5-20 mg kg(-1) (r > 0.999), limit of detection was equal to 0.3 mg kg(-1), inter-day precision was equal to 1.88% and recovery in the range of 88.0-120%. The developed method was successfully applied to the determination of cations in biodiesel samples. (c) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.INCT cataliseINCT-CataliseConselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq)[576230/2008-1]Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq)[473689/2007-3]Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq)[476386/2007-1]Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq)[130820/2008-3]Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq)[300593/2008-2]Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Santa Catarina (FAPESC)Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Santa Catarina (FAPESC)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo (FAPESP)Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais of Brazil (FAPEMIG)Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais of Brazil (FAPEMIG)[CEX-APQ 1906-502/07]Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais of Brazil (FAPEMIG)[CEX APQ 01837/08]Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais of Brazil (FAPEMIG)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior (CAPES)Farma Service BioextractFarma Service Bioextrac

Development of a fast capillary electrophoresis method for the determination of propranolol-Total analysis time reduction strategies

The aim of this study was to develop a fast capillary electrophoresis method for the determination of propranolol in pharmaceutical preparations. In the method development the pH and constituents of the background electrolyte were selected using the effective mobility versus pH curves. Benzylamine was used as the internal standard. The background electrolyte was composed of 60 mmol L(-1) tris(hydroxymethyl)aminomethane and 30 mmol L(-1) 2-hydroxyisobutyric acid,at pH 8.1. Separation was conducted in a fused-silica capillary (32 cm total length and 8.5 cm effective length, 50 mu m I.D.) with a short-end injection configuration and direct UV detection at 214 nm. The run time was only 14 s. Three different strategies were studied in order to develop a fast CE method with low total analysis time for propranolol analysis: low flush time (Lflush) 35 runs/h, without flush (Wflush) 52 runs/h, and Invert (switched polarity) 45 runs/h. Since the three strategies developed are statistically equivalent, Mush was selected due to the higher analytical frequency in comparison with the other methods. A few figures of merit of the proposed method include: good linearity (R(2) > 0.9999); limit of detection of 0.5 mg L(-1): inter-day precision better than 1.03% (n = 9) and recovery in the range of 95.1-104.5%. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.INCT cataliseINCT-CataliseConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)CNPq Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico a Tecnologico[576230/2008-1]CNPq Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico a Tecnologico[473689/2007-3]Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)CNPq Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico a Tecnologico[476386/2007-1]Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)CNPq Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico a Tecnologico[300593/2008-2]Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Santa Catarina (FAPESC)Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Santa Catarina (FAPESC)Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo (FAPESP)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Fundacao de Amparo A Pesquisa do Estado de Minas Gerais of BrazilFundacao de Amparo A Pesquisa do Estado de Minas Gerais of Brazil[FAPEMIG-CEX-APQ 1906-502/07]Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais of Brazil (FAPEMIG)Fundacao de Amparo A Pesquisa do Estado de Minas Gerais of Brazil (FAPEMIG)[CEX APQ 01837/08]Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior (CAPES)Farma Service BioextractFarma Service Bioextrac

NEOTROPICAL CARNIVORES: a data set on carnivore distribution in the Neotropics

Mammalian carnivores are considered a key group in maintaining ecological health and can indicate potential ecological integrity in landscapes where they occur. Carnivores also hold high conservation value and their habitat requirements can guide management and conservation plans. The order Carnivora has 84 species from 8 families in the Neotropical region: Canidae; Felidae; Mephitidae; Mustelidae; Otariidae; Phocidae; Procyonidae; and Ursidae. Herein, we include published and unpublished data on native terrestrial Neotropical carnivores (Canidae; Felidae; Mephitidae; Mustelidae; Procyonidae; and Ursidae). NEOTROPICAL CARNIVORES is a publicly available data set that includes 99,605 data entries from 35,511 unique georeferenced coordinates. Detection/non-detection and quantitative data were obtained from 1818 to 2018 by researchers, governmental agencies, non-governmental organizations, and private consultants. Data were collected using several methods including camera trapping, museum collections, roadkill, line transect, and opportunistic records. Literature (peer-reviewed and grey literature) from Portuguese, Spanish and English were incorporated in this compilation. Most of the data set consists of detection data entries (n = 79,343; 79.7%) but also includes non-detection data (n = 20,262; 20.3%). Of those, 43.3% also include count data (n = 43,151). The information available in NEOTROPICAL CARNIVORES will contribute to macroecological, ecological, and conservation questions in multiple spatio-temporal perspectives. As carnivores play key roles in trophic interactions, a better understanding of their distribution and habitat requirements are essential to establish conservation management plans and safeguard the future ecological health of Neotropical ecosystems. Our data paper, combined with other large-scale data sets, has great potential to clarify species distribution and related ecological processes within the Neotropics. There are no copyright restrictions and no restriction for using data from this data paper, as long as the data paper is cited as the source of the information used. We also request that users inform us of how they intend to use the data