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- Caracterização dos resíduos de Brassica oleracea L. para obtenção de um potencial ingrediente naturalPublication . Pepinelli, Ana Luísa; Oliveira, Tatiane C.G.; Junior, Eleomar Pires; Caleja, Cristina; Dias, Maria Inês; Kostić, Marina; Soković, Marina; Calhelha, Ricardo C.; Mandim, Filipa; Gonçalves, Odinei Hess; Oliveira, Beatriz; Pereira, Eliana; Barros, LillianA comunidade cientifica, em parceria com a indústria alimentar, tem vindo a estudar diferentes matrizes naturais, a fim de obter ingredientes funcionais com potencial aplicação neste setor industrial. Nesse sentido, este trabalho pretendeu fazer a caracterização de Brassica oleracea var. Acephala (popularmente conhecida como couve galega) quanto ao seu perfil fenólico e ação biológica, com o objetivo de identificar compostos fenólicos com potencial conservante e/ou bioativo para incorporação na indústria alimentar. O perfil fenólico individual foi obtido através de um sistema de HPLC-DAD/ESI-MSn e o potencial bioativo foi avaliado através de ensaios in vitro. A atividade citotóxica foi avaliada em linhas celulares tumorais humanas (AGS, CaCo2, MCF-7, NCI-H460) e a toxicidade em uma linha celular não tumoral (VERO), através do método colorimétrico da sulforodamina B. A atividade anti-inflamatória foi estudada em macrófagos de rato (RAW 264.7); a atividade antimicrobiana foi testada usando o método de microdiluição; e a atividade antioxidante foi avaliada através dos ensaios de TBARS (inibição da peroxidação lipidica) e CAA (atividade antioxidante celular). O perfil fenólico dos bioresíduos de couve galega revelou a presença de moléculas com elevado interesse em concentrações promissoras. Em relação ao potencial bioativo da amostra, foi possível observar uma interessante atividade antioxidante pela análise de TBARS, onde na concentração de 19 μg/mL foi possível oferecer 50% da atividade, porém pela análise de CAA os resultados foram moderados, com uma concentração de 2000 μg/mL com uma inibição de 40%. A atividade antimicrobiana revelou resultados muito satisfatórios, destacando-se as bactérias Bacillus cereus e Enterobacter cloacae e os fungos Aspergillus fumigatus e Penicillium fumiculosum como as estirpes mais suscetíveis ao efeito do extrato da couve. Em relação à atividade citotóxica e antiinflamatória, o extrato da couve não apresentou capacidade antiproliferativa na concentração máxima testada (400 μg/mL), revelando a ausência de potencial antitumoral e anti-inflamatório, mas também, provando a ausência de toxicidade do extrato. Considerando esses resultados, os bioresíduos da couve apresentam uma composição rica em compostos de elevado interesse, nomeadamente com potencial antioxidante, o que pode ser interessante para o desenvolvimento de ingredientes funcionais com possíveis aplicação na indústria. Para além disso, a reutilização de subprodutos permitirá não só diminuir o desperdício alimentar, como também criar soluções estratégicas no setor agroindustrial de crescimento económico e sustentabilidade.
- Probiotic potential of indigenous yeasts isolated during the fermentation of table olives from Northeast of PortugalPublication . Oliveira, Tatiane C.G.; Ramalhosa, Elsa; Nunes, Luís; Pereira, J.A.; Colla, Eliane; Pereira, ErmelindaThe aim of this study was to evaluate the probiotic potential of 16 yeast strains previously isolated during the natural fermentation of table olives Negrinha de Freixo cultivar, in relation to enzymatic activities; ability to grow at 37 °C; antimicrobial activity; autoaggregation capacity; antioxidant activity and survival in gastrointestinal tract conditions. The highest antioxidant activity was observed for Saccharomyces cerevisiae, similar to the reference strain S. boulardii. Candida norvegica 7A and Galactomyces reessii 34A showed antifungal ability to the pathogenic microorganism Cryptococcus neoformans. Regarding the autoaggregation capacity, S. cerevisiae 15A, C. tropicalis 1A and C. norvegica 7A showed > 80% after 24 h. Pichia guilliermondii 25A and C. norvegica 7A were the most resistant to the simulated digestive conditions, similar to the reference strain (S. boulardii). Thus, these results suggest that some yeast strains involved in the fermentation of table olives have probiotic potential. Industrial relevance In this study, we highlight the probiotic potential of yeast microbiota usually found in green table olives. These yeast strains could be used as culture starters for the development of new functional products.
- Characterization of the biological residue Brassica oleracea L. to obtain a potencial natural ingredientPublication . Pepinelli, Ana Luísa; Oliveira, Tatiane C.G.; Caleja, Cristina; Dias, Maria Inês; Kostić, Marina; Soković, Marina; Gonçalves, Odinei Hess; Oliveira, Beatriz; Pereira, Eliana; Barros, LillianThe food industry has been looking for natural matrices with potential application as natural ingredients. In this sense, the aim of this work was to characterize the Brassica oleracea var. Acephala biowastes, popularly known as kale, regarding its individual phenolic profile and biological action, in order to identify phenolic compounds with preservative and/or bioactive potential for incorporation in the food industry. The individual phenolic profile was obtained using spectrophotometric methods for an initial scan, and then HPLC-DAD/ESI-MSn was used for a detailed identification. The bioactive potential was evaluated through in vitro assays, analyzing the cytotoxicity in human tumor cell lines (AGS, CaCo-2, MCF-7, NCI-H460) and the hepatotoxicity in a non-tumor cell line (VERO), by the sulforhodamine B assay. The anti-inflammatory activity was studied in RAW 264.7 cells, the antimicrobial activity by the microdilution method, and the antioxidant activity by TBARS and CAA assays. The composition of phenolic compounds, namely the content of total phenols and total flavonoids, revealed a promising amount of these compounds, with concentrations of 5 mg GAE/g of total phenols and 2.4 mg EC/g of total flavonoids.
- Perfil enzimático de leveduras isoladas durante o processamento de azeitonas de mesa da cultivar Negrinha de FreixoPublication . Oliveira, Tatiane C.G.; Colla, Eliane; Baptista, Paula; Pereira, J.A.; Pereira, ErmelindaO presente trabalho pretendeu avaliar o perfil enzimático de leveduras isoladas durante o processo de fermentação natural de azeitonas de mesa da cultivar Negrinha de Freixo, a mais importante da região do Nordeste de Portugal. Foram isoladas e identificadas molecularmente onze leveduras pertencentes aos géneros Saccharomyces, Candida, Pichia, Debaromyces, Rhodotorula e Galactomyces, que posteriormente foram testadas através de métodos qualitativos para a produção das enzimas lipase, protease, amilase, xilanase, catalase e β-glucosidase. A actividade da catalase foi observada em todas as espécies isoladas (C. tropicalis, P. membranifaciens, S. cerevesiae, C. norvegica, D. hansenii, R. graminis, C. boidinii, P. guilliermondii, R. glutinis, P. manshurica e G. ressii). A atividade da amilase foi observada apenas em G. ressii. Todas as espécies testadas apresentaram reduzida ou nula atividade para as enzimas xilanase e protease. R. graminis, R. glutinis e G. ressi apresentaram elevada atividade da enzima β-glucosidase e S. cerevisae e P. manshurica elevada atividade lipolítica. Os resultados obtidos demonstram o potencial de uso de algumas leveduras para fins biotecnológicos, designadamente como culturas starters durante o processamento de azeitona de mesa.
- Avaliação do potencial probiótico de leveduras isoladas de azeitonas de mesa da cultivar Negrinha de FreixoPublication . Oliveira, Tatiane C.G.; Pereira, Ermelinda; Colla, ElianeProbióticos são definidos como microrganismos vivos, que quando administrados em quantidades adequadas, conferem benefícios à saúde do hospedeiro. Atualmente a pesquisa de microrganismos probióticos a partir da fermentação da azeitona tem-se centrado nas bactérias ácido-lácticas, sendo escassos os estudos envolvendo leveduras. No presente trabalho avaliou-se o potencial probiótico de estirpes de leveduras previamente isoladas durante o processo de fermentação natural de azeitona de mesada cultivar Negrinha de Freixo. Foram avaliadas 16 estirpes em relação à atividade enzimática (catalase, amilase, xilanase, protease e β-glucosidase); ao crescimento a 37ºC; ação inibitória frente a microrganismos patogénicos; capacidade de autoagregação; atividade antioxidante (utilizando o método de DPPH); e resistência ao aparelho digestivo humano, a partir de uma simulação in vitro da digestão gástrica e pancreática. Os resultados apresentados para a atividade enzimática indicaram que em alguns isolados foi detetado fraca atividade das enzimas protease, xilanase e amilase. Já uma atividade forte de lipase foi observada nas estirpes Pichia manshurica e Saccharomyces cerevisiae (15A e 15B). Para a enzima β-glucosidase, identificou-se atividade forte em Rhodotorula graminis, Rhodotorula glutinis, Candida norvegica, Pichia guilliermondii e Galactomyces reessii. Relativamente à capacidade de crescimento à temperatura corporal (37ºC), três estirpes (Saccharomyces cerevisiae 15B; Candida tropicalis 1A; e Pichia membranifaciens 29A) destacaram-se por apresentar maior taxa específica de crescimento. A capacidade bloqueadora dos radicais livres DPPH foi verificada em 10 estirpes, sendo as estirpes de S. cerevisiae as que mais se destacaram dentre as outras. As estirpes C. norvegica e G. reessii (34A) apresentaram capacidade antifúngica frente ao microrganismo patogénico Cryptococcus neoformans. Em relação à capacidade de autoagregação avaliada, as estirpes S. cerevisiae (15A), Candida tropicalis (1A) e C. norvegica (7A) apresentaram ao fim de 24 horas percentagens superiores a 80%. Relativamenteà resistência frente às condições presentes no trato gastrointestinal in vitro, a estirpe P. guilliermondii (25A), destacou-se dentre as demais, por apresentar maior capacidade de sobrevivência em todo o processo digestivo simulado. As estirpes Candida boidinii (37A) e S. cerevisiae (15A) apresentaram menor capacidade de sobrevivência nestas condições. Contudo, serão necessários testes adicionais para complementar estes resultados.
- Reuse of fruits and vegetables biowaste for sustainable development of natural ingredientsPublication . Oliveira, Tatiane C.G.; Caleja, Cristina; Oliveira, Beatriz; Pereira, Eliana; Barros, LillianConsidering the annual waste in the food sector that occurs throughout the value chain, it is important to establish strategic measures to reduce, value and reintroduce them into the industrial sector. Additionally, the constant search for the development of sustainable strategies to promote safe and healthy products for consumers has gained great prominence. Biowastes from fruits and vegetables present in their composition an excellent source of compounds of interest, which can be reused in different technological routes, providing added value in the industrial, socioeconomic and therapeutic sectors. In particular, the phenolic compounds present in fruit and vegetable biowastes, have bioactive and preservative characteristics that are excellent candidates for the development of natural ingredients that can be substitutes for synthetic preservatives. As the list of identified phenolic compounds is extensive and accessible, the interest in these compounds is gaining more and more prominence, since the use of ingredients of synthetic origin is being delayed by actions harmful to the health of the consumer. Phenolic compounds, in addition to having preservative capacity, such as antioxidant and antimicrobial capacity, are also known for their anti-inflammatory, anticancer, antidiabetic, antiallergic and other biological properties, which increases the interest in their use in functional and nutraceutical preparations. Based on this, this review gathers information on the impacts that the exacerbated generation of fruit and vegetable waste can generate in the environmental, economic and social sectors, as well as lists different ways of reusing these wastes, highlighting the characteristics of phenolic compounds.
- Natural ingredients obtained from Brassica oleracea L. wastePublication . Pascoalino, Liege; Oliveira, Tatiane C.G.; Caleja, Cristina; Carocho, Márcio; Raimundo, Délio; Oliveira, Beatriz; Pereira, Eliana; Barros, LillianThere is a clear tendency to incorporate natural-based ingredients into food formulations, namely in products from the bakery industry. These type of ingredients have been highlighted as promising alternatives to commonly used artificial ingredients and have been well accepted by consumers due to the associations with beneficial health effects [1]. Natural ingredients, acting simultaneously as preservation and functionalization agents, due to their antioxidant and antimicrobial properties, are particularly valued when obtained from plant species, namely through the use of bio-waste [2]. The aim of this work was to obtain a new bioactive ingredient with functional properties, extracted from B. oleracea cultivars (cabbage) waste, to be incorporate in bakery products. For this, two extractions methods (heat assisted extraction, HAE and ultrasound assisted extraction, UAE) were tested. In each method, three independent variables, time (t), temperature or power (T; P) and solvent (S, % of ethanol) were combined in design of using response surface methodology (RSM). The content of total phenolic compounds, quantified through the Folin-Ciocalteu method, was the experimental response used in the optimization procedure. The polynomial models were successfully fitted to the experimental data and used to determine the optimal HAE and UAE conditions. The results obtained for the extraction by HAE showed that the maximum antioxidant activity was optimal by the S/L ratio (S/L = 49.1 g/L) and temperature (77 ºC), but for a short time (15.5 min) and with an ethanol percentage around 26.8 %. The temperature and time seem to be the least determining factors in this optimization, since the ratio and solvent percentage are the factors that most influence the extraction process. This way, it was possible to obtain an extract with total phenols averging of 19.82 mg/g. For UAE, the results showed that power appears to be one of the least important factors in the extraction of total phenols, with solvent percentage and S/L ratio being the most important factors. The optimal point was set at 458.4 W, and ratio S/L (38.36 g/L), but in the lower values of solvent percentage (42.2 %) and extraction time (19.9 min). At the optimal point, higher quantities of total phenols was predicted when compared to the ones achieved in the optimization runs, reaching 19.35 mg/g. In an overall, it was possible to observe that the UAE, using a small amount of solvent, presented a concentration of phenolic compounds similar to HAE, a conventional methodology. The extract rich in phenolic compounds will later have its antimicrobial and antioxidant capacity tested, in order to be incorporated into bakery products as a natural preservative. Thus being the main purpose of this work the replacement of artificial preservatives by natural agents.
- Antioxidant activity of indigenous yeasts isolated during the fermentation of table olives from Northeast of PortugalPublication . Oliveira, Tatiane C.G.; Ramalhosa, Elsa; Colla, Eliane; Pereira, J.A.; Pereira, ErmelindaYeasts have an important role in fermented foods, including table olives. These microorganisms can be a new source of natural antioxidants. Free-radical-scavenging antioxidants have potential as protective agents against various degenerative diseases caused by oxidative damage. In the present study, antioxidant activity of indigenous yeasts isolated during the natural fermentation of table olives (Negrinha Freixo cv.) was evaluated. These strains were previously identified by rDNA sequences of the ITS region. The antioxidant activity was performed by the percentage of reduction of the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical. The studied strains are included in the genera Saccharomyces, Candida, Pichia, Debaryomyces, Rhodotorula and Galactomyces. Saccharomyces boulardii was included as probiotic reference strain. All strains showed distinct antioxidant activity. The ability to scavenge DPPH radical indicated that S. cerevisiae isolated from table olives may be a promising candidate strain for use as probiotics with antioxidant activity.
- Non-conventional edible plants: Tradescantia zebrina bosse and Althernanthera brasiliana L.Publication . Junior, Eleomar Pires; Oliveira, Tatiane C.G.; Pereira, Eliana; Dias, Maria Inês; Calhelha, Ricardo C.; Kostić, Marina; Soković, Marina; Ferreira, Isabel C.F.R.; Prieto Lage, Miguel A.; Caleja, Cristina; Barros, LillianThe industrial sector is tirelessly searching for more stable and natural colouring food matrices. Considering these demands, the present research investigated the characterization of their most promising compounds in terms of anthocyanin and betalain pigments, followed by the bioactive effect of aqueous extracts obtained from leaves of Tradescantia zebrina Bosse (ETZ) and Alternanthera brasiliana L. (EAB), respectively, with a view to its potential application in the industry. The chemical profile of EAB and ETZ extracts was obtained by HPLC-DAD-ESI/MS. The antioxidant activity of both extracts was evaluated by three different in vitro assays (CAA, reducing power, and DPPH), the antimicrobial activity was tested on a panel of twelve foodborne pathogenic microorganisms and the anti-inflammatory activity was analyzed in rat macrophage cells (RAW 264.7). Finally, cytotoxicity was tested in human tumor cells (MCF-7, NCI-H460, AGS, and CaCo) and toxicity in non-tumor cells (PLP2 and VERO) by the sulforhodamine B method. Two betalain derivatives were found in EAB samples and four anthocyanin derivatives in ETZ samples. The best promising antioxidant activity was showed in DPPH assay (EC50 0.024±0.001 mg/mL, ETZ), followed by reducing power (EC50 0.53±0.01 mg/mL, EAB) and CAA (inhibition: 46% EAB, 62% ETZ, 2000 μg/mL), proving the antioxidant potential of the two extracts. The fungicidal activity of the extracts presented values of ≤ 2 mg/mL, and Bacillus cereus was the most sensitive bacteria, compared to other studied species. Only the EAB extract showed anti-inflammatory activity (IC50 86±3 μg/mL). Promising cytotoxicity results were evidenced, namely for EAB in NCI-H460 tumor cellline (80±8 μg/mL) and for ETZ in AGS tumor cell-line (30±2 μg/mL). None of the extracts showed toxicity for the maximum concentration tested (>400 μg/mL). Thus, it was evident that these plants proved to be a promising alternative for obtaining natural coloring pigments capable of being incorporated into the food industry.
- Plantas condimentares do género Thymus como uma alternativa natural para conservação de alimentosPublication . Junior, Eleomar Pires; Oliveira, Tatiane C.G.; Pereira, Eliana; Dias, Maria Inês; Calhelha, Ricardo C.; Kostić, Marina; Soković, Marina; Prieto Lage, Miguel A.; Ferreira, Isabel C.F.R.; Caleja, Cristina; Barros, LillianA indústria alimentar tem vindo a ser desafiada no sentido de impulsionar a inovação nos conservantes alimentares, principalmente devido à resistência dos consumidores em relação à utilização de aditivos artificiais [1]. O género Thymus é constituído por aproximadamente 350 espécies distribuídas por todo o mundo [2]. Estas são tradicionalmente usadas como plantas condimentares e medicinais, destacando-se como fontes promissoras de ingredientes bioativos naturais [3]. O presente estudo pretendeu caracterizar a composição fenólica e avaliar as propriedades bioativas de duas espécies de Thymus (T. mastichina L. e T. pulegioides L.) de forma a comprovar o uso potencial como ingrediente conservante natural na indústria alimentar. Os extratos hidroetanólicos (EtOH/H2O - 80:20, v/v) de T. mastichina (ETM) e T. pulegioides L. (ETP) foram obtidos através de extração assistida por calor. Os compostos fenólicos foram identificados e quantificados por HPLC-DAD-ESI/MS, onde o ETP revelou a presença de catorze compostos fenólicos destacando-se o kaempferol como o composto maioritário; e, por sua vez, o ETM revelou a presença de doze compostos sendo o ácido rosmarínico o maioritário. A atividade antioxidante foi avaliada através de quatro ensaios in vitro: capacidade bloqueadora de radicais livres, poder redutor, inibição de peroxidação lipídica e inibição da hemólise oxidativa. A atividade citotóxica foi avaliada em linhas celulares tumorais humanas (carcinoma da mama, pulmão e gástrico e adenocarcinoma colorretal) e não tumorais (linha primária de fígado de porco, linha celular de rim de macaco), utilizando o método da sulforodamina B. A atividade anti-inflamatória foi testada usando uma linha de macrófagos de rato pela capacidade de inibir a produção de NO. Por fim, a atividade antimicrobiana foi avaliada usando um painel de seis bactérias e seis fungos selecionados segundo a sua importância a nível de saúde pública. Os resultados demostraram que ambos os extratos apresentaram desempenho bioativo promissor, sem apresentar toxicidade até à concentração máxima testada (GI50 > 400 μg/mL). O ETM apresentou melhor potencial antioxidante e antimicrobiano, enquanto o ETP se destacou pelo melhor potencial citotóxico. A composição em compostos fenólicos poderá justificar o desempenho bioativo dos extratos analisados. Desta forma, é possível afirmar que plantas do género Thymus surgem como alternativas naturais para a obtenção de extratos bioativos com potencial de aplicação na indústria alimentar como conservantes naturais.