Browsing by Author "Faustino, Ana Margarida Massa"
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- Development and characterization of a dairy matrix incorporated with natural extractsPublication . Faustino, Ana Margarida Massa; Gomes, Ana Maria Pereira; Freitas, Ana Cristina Cardoso Freitas Lopes de; Rodrigues, DinaAtualmente, o interesse e preocupação do consumidor relativamente à dieta e á sua influência na saúde e bem-estar tem vindo a aumentar na última década. Os hábitos alimentares da sociedade foram-se alterando devido ao consumidor procurar soluções mais naturais, dando preferência a alimentos funcionais que promovam a saúde ao invés da utilização de cápsulas ou comprimidos. Neste contexto, o trabalho aqui apresentado tem como objetivo principal desenvolver e caracterizar um alimento funcional através da incorporação de extratos enzimáticos pré-selecionados de cogumelo (Pholiota nameko obtido com Flavourzyme) e de alga (Osmundea pinnatifida obtido com Viscozyme) com propriedades biológicas de valor acrescentado numa matriz láctea. Pretende-se no final obter uma ou mais matrizes lácteas funcionalizadas com extratos de alga e cogumelo. Além disso, visa também caracterizar o potencial biológico das matrizes envolvidas. Os extratos foram submetidos a diferentes processos de pasteurização e esterilização, na tentativa de definir um processamento térmico eficaz, mas com o menor impacto na matriz láctea. Deste modo selecionou-se uma pasteurização a 90 ºC durante 30 minutos. No entanto, como os níveis de contaminantes microbiológicos no extrato de cogumelo não diminuíram para níveis aceitáveis, independentemente do processo térmico utilizado, este extrato foi descartado tendo-se incorporado na matriz láctea somente extrato de alga. O processo de pasteurização selecionado permitiu um tempo de vida útil até 21 dias da matriz láctea sob condições de refrigeração. No que diz respeito á avaliação sensorial, a matriz láctea com extrato de O. pinnatifida obteve o seu melhor resultado aos 2 dias com uma avaliação positiva de 63%. A incorporação do extrato de O. pinnatifida resultou em valores mais elevados de capacidade antioxidante (com percentagens de inibição máxima de 14,3%, 74,7% e 5,32% no que respeita à redução dos radicais ABTS+, hidroxilo e DPPH, respectivamente) em comparação com as matrizes sem incorporação de extrato. Maior potencial prebiótico foi também observado nas matrizes lácticas com extrato de O. pinnatifida principalmente nas amostras após o seu fabrico, tanto em termos de células viáveis de Lactobacillus acidophilus (8.82 log UFC/g por matriz láctea) como de Bifidobacterium animalis subsp lactis BB12 (7.71 log UFC/g por matriz láctea). No estudo do impacto do tempo de armazenamento no potencial prebiótico das matrizes lácteas, observou-se maior produção de ácido láctico, após 24h de fermentação pela ação da bactéria L. acidophilus, na matriz com extrato de O. pinnatifida com 21 d (1.135 mg/ g por matriz láctea); em termos de ácido acético valores mais elevados foram observados, após 24h de fermentação, na matriz láctea com incorporação de frutooligossacarídeos (FOS) e inoculada com B. animalis BB12, com 0d de armazenamento (0.158 mg/ g por matriz láctea). Em geral, após digestão in vitro, o potencial prebiótico diminuiu principalmente no que diz respeito ao número de células viáveis de B. animalis BB12. Menor impacto pela digestão foi observado para as células viáveis de L. acidophilus La-5 na matriz digerida que possuía FOS. A matriz láctea com extrato de O. pinnatifida apresentou resultados interessantes de atividade anti-hipertensiva com 50% de inibição da angiotensina convertase I (57,4% - 49.5), valores estes que permaneceram relativamente estáveis ao longo dos 21 dias de armazenamento. Por outro lado, não se observou atividade antidiabética significativa (inibição da enzima α-glucosidase) para as matrizes lácteas desenvolvidas quando comparadas com a acarbose
- Valorization of yeast-based mannans as sources of bioactive ingredients for nutraceutical applicationsPublication . Faustino, Ana Margarida Massa; Carvalho, Ana Paula Taboada da Costa Santos; Durão, Joana Raquel de Oliveira; Pereira, Carla Patrícia FernandesAmyris, Inc., a company dedicated to synthetic biotechnology, seeks to minimize the environmental impact of its industrial processes. Accordingly, the work hereby presented focuses on the valorization of their yeast by-products (Saccharomyces cerevisiae) to obtain bioactive compounds such as mannans and mannan oligosaccharides (MOS) for various applications in food, animal feed, and nutraceutical industries. To extract mannans from yeast biomass, different extraction processes (physical, chemical, and enzymatic) were explored, and final products were thoroughly characterized regarding their structural, physicochemical, and biological properties. Enzymatic hydrolysis provided the highest solid yield but was costly. Alkaline hydrolysis with 0.25 M sodium hydroxide resulted in a higher mannan yield but presented salt contamination issues. Thermal hydrolysis with water was chosen as the preferred method due to its favourable characteristics, including a high mannan content and minimal associated costs. The next step aimed at the production of MOS from the extracted mannans using two methodologies: hydrothermal production in a Parr reactor (MOS Parr), and hydrolysis using phosphoric acid (MOS H3PO4). In addition to their structural and physicochemical characterization, the produced MOS were also evaluated for their biological potential. Among the former properties, the hydrothermal extract showed higher molecular weight populations of oligomers. Both extracts were subjected to a simulation of the gastrointestinal tract digestion, and their immunomodulatory responses were assessed. Besides not showing anti-inflammatory properties, the extracts acted as immunostimulants by increasing the expression levels of the interleukin 6 (IL-6), a pleiotropic cytokine that plays a central role in the immune response. Regarding their potential applications, the MOS extracts were evaluated for their ability to inhibit the adhesion of uropathogenic Escherichia coli (UPEC) to bladder cells, aiming to prevent urinary tract infections (UTIs). Both extracts were assessed in prophylaxis and competition mode assays, showing a significant inhibition of UPEC in the competition assay (MOS H3PO4 89.6 ± 1.4% and MOS Parr 79.8 ± 1.1%) when compared to D-mannose, one of the commercial benchmarks most widely used in non-antibiotic UPEC therapies. Additionally, the extracts showed potential to be used in the management of vulvovaginal candidiasis (VVC). When in simulated vaginal fluid (SVF), and although a small decrease in Candida albicans growth was observed only in prophylaxis assays, both extracts promoted lactobacilli growth (a 4 log cycles increase in cell viability). Furthermore, in vitro competition studies demonstrated that MOS Parr extract, in combination with Lactobacillus crispatus, effectively inhibited the adhesion of C. albicans to vaginal cells (adhesion reduction of ~69%), while prophylactic evaluation revealed that both extracts, in synergy with the population of L. crispatus, effectively prevented the adhesion of C. albicans (adhesion reduction of ~56% and ~60% for MOS H3PO4 and MOS Parr, respectively). Furthermore, the chemical modification of mannans through carboxymethylation was investigated to enhance their biological potential. Carboxymethylation affected the composition, physical appearance, and antioxidant capacity of mannans, and the modified mannans demonstrated increased efficacy in inhibiting the growth of pathogenic bacteria and fungi, namely UPEC and C. albicans. Overall, this dissertation contributes to the broader objective of valorizing yeast by- products and harnessing their bioactive compounds for applications in food and nutraceutical industries, while providing the basis for the development of mannans and MOS supplements for the management of specific health-related challenges associated with UPEC and Candida albicans.