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- MycosterolsPublication . Uber, Thaís Marques; Backes, Emanueli; Corrêa, Rúbia C.G.; Corrêa, Vanesa G.; Bracht, Adelar; Peralta, Rosane M.Sterols are amphipathic lipids that play essential roles in the physiology of eukaryotic organisms in general. The fungal sterols are collectively known as mycosterols and they exert numerous physiological functions. For humans, the interest on this class of compounds relies heavily on the fact that they can promote health benefits. For this reason, fungal extracts rich in sterols of various forms are valuable and promising ingredients. One of the best-known benefits of mycosterols is their inhibitory actions on cholesterol absorption and biosynthesis, but there are several interesting regulatory and modulatory phenomena that mycosterols can affect and that might eventually be of therapeutic interest. Within this domain, the practical application of mycosterols or mycosterol-enriched fungal extracts presents several challenges. The latter include isolation of novel bioactive mycosterols from still underexploited fungi species, the optimization of existing methodologies for production and recovery, extensive study of their applications and, finally, substantial clinical trials for attesting their health benefits and safety.
- Blueberry juice as a nutritious and bioactive beverage to be included in novel food productsPublication . Backes, Emanueli; Saldanha, Ana Luísa; Molina, Adriana K.; Pereira, Carla; Dias, Maria Inês; Ferreira, Isabel C.F.R.; Barros, LillianBlueberry ( Vaccinium myrtillus L.) is a very popular fruit, native from the northern hemisphere and consumed worldwide. It has been widely studied for being a rich source of bioactive compounds with recognized beneficial properties for Human health [1]. Therefore, several industrialized products, such as juices and derivatives, have been developed from blueberry fruit, aiming at most practical forms of consumption. In this sense, the present work aimed to analyse the blueberry juice in terms of nutritional value, following AOAC procedures, and chemical compositions, namely in free sugars, by HPLC-RI, organic acids, by UFLC-PDA, and phenolic compounds, by HPLC-DAD/ESI-MS. Moreover, the antioxidant capacity, by TBARS and OxHLIA assays, was also assessed to validate its bioactive properties. Regarding the nutritional value, carbohydrates were the major macronutrients found in blueberry juice, followed by ash and protein. In terms of free sugars, fructose and glucose were detected, with a higher concentration of fructose. Four organic acids were also identified in the juice, namely oxalic, quinic, malic, and shikimic acids, being quinic acid the most abundant one. In what concerns the phenolic composition, four phenolic acids (quinic acid, caffeic acid hexoside, cis 5- O- caffeoylquinic acid, and trans 5- O -caffeoylquinic acid) and six anthocyanins (cyanidin-3- O -glucoside, cyanidin-3- O -pentoside, peonidin-3- O glucoside, peonidin-3- O -pentoside, malvidin-3- O -glucoside, and malvidin-3- O -pentoside) were detected. As expected, considering its chemical composition, the juice also presented a strong antioxidant capacity, being able of inhibiting the lipid peroxidation and the oxidative hemolysis. The results obtained in the present study validate the nutritional and bioactive quality of the juice obtained from Vaccinium myrtillus L., justifying its application in the development of novel foodstuff.
- Caracterização fenólica da casca do fruto de Ficus carica L. por LC-DAD-ESI/MSPublication . Backes, Emanueli; Pereira, Carla; Leichtweis, Maria Gabriela; Barros, Lillian; Genena, Aziza Kamal; Barreiro, M.F.; Ferreira, Isabel C.F.R.Os efeitos adversos causados por alguns aditivos artificiais têm conduzido a um interesse crescente pela procura de alternativas naturais e sem toxicidade associada [1]. As antocianinas têm sido descritas como uma excelente fonte de corantes naturais para aplicação alimentar, aspeto impulsionado pela diversidade de cores que estas podem apresentar (vermelho, violeta, roxo e azul) e pelo facto de não existirem restrições quanto à sua utilização [2]. O processamento industrial de fruta gera grandes quantidades de resíduos (por exemplo frutos não conformes, restos de polpa, casca, caroços ou sementes), que poderão ser uma fonte importante de pigmentos e/ou moléculas bioativas, nomeadamente compostos fenólicos. Neste contexto, no presente trabalho a casca do fruto de Ficus carica L. (figo) foi estudada visando a sua valorização como fonte de corantes naturais, em particular como fonte de antocianinas, para aplicação na indústria alimentar. A sua caracterização foi efetuada por cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a um detetor de díodos e a um espetrómetro de massa (LC-DAD-ESI/MS). A identificação dos compostos detetados foi realizada por comparação com os tempos de retenção, padrão de fragmentação e espectros UV-Vis de compostos padrão, ou recorrendo a dados existentes na literatura. Os cromatogramas foram adquiridos a 520 nm e a quantificação dos compostos identificados, através do uso de retas de calibração obtidas a partir de padrões comerciais. A casca de figo apresentou apenas uma antocianina, a cianidina-3-rutinósido ([M-H]- a m/z 595), sendo esta a molécula responsável pela coloração apresentada. Em síntese, esta matriz pode ser valorizada como uma fonte de ingredientes corantes, constituindo uma alternativa aos corantes artificiais.
- Ficus carica L. and Prunus spinosa L. extracts as new anthocyanin-based food colorants: a thorough study in confectionery productsPublication . Backes, Emanueli; Leichtweis, Maria Gabriela; Pereira, Carla; Carocho, Márcio; Barreira, João C.M.; Genena, Aziza Kamal; Baraldi, Ilton J.; Barreiro, M.F.; Barros, Lillian; Ferreira, Isabel C.F.R.The present work describes the evaluation of fig peels and blackthorn fruit extracts as natural purple colorants in doughnuts (icing) and in a typical Brazilian pastry called “beijinho”. The extracts were screened for their antioxidant activity as well as their antibacterial capacity. Nutritionally, the employed extracts did not induce significant changes, contrarily to the observed for the rheological features, mainly the darker purple tone observed when blackthorn extract was used in the icing solution. After 24 h, both prepared formulations showed a decrease in color intensity, with no significant differences between fig and blackthorn extracts. In turn, the firmness and consistency of the doughnuts benefited from using natural colorants in the icing solution, while “beijinhos” became softer and chewier, which are valued attributes. A significant increase in the antioxidant and antimicrobial activities was also observed for both natural extracts. Accordingly, the evaluated extracts are promising candidates as natural food colorants.
- Ficus carica L. infructescence exploitation for anthocyanin-rich extracts preparation: optimized extraction, bioactivity, and application as food colorant.Publication . Backes, Emanueli; Pereira, Carla; Barros, Lillian; Prieto Lage, Miguel A.; Genena, Aziza Kamal; Barreiro, M.F.; Ferreira, Isabel C.F.R.Given its coloration, the peel of the infructescence of Ficus carica L. a by-product of fruit processing and/or consumption, was considered as a potential source of anthocyanin compounds. In the present study, different extraction techniques (heat, ultrasound, and microwave), aiming to recover the anthocyanin pigments and optimize its extraction, were compared by response surface methodology using a circumscribed central composite design of three variables with five levels. The relevant tested and optimized variables were time, temperature, and solvent composition (ethanol/water ratio) for heat and microwave extraction methods. For ultrasound method, the variables were the ultrasonic power, time, and solvent composition. The anthocyanin profile of the extract was determined by HPLC-DAD-ESI/MS, and the used criteria responses were the quantification of cyanidin 3-rutinoside (C) in the extracted residue (R; mg C/g R) and in the dried fig peel (P; mg C/g P dw), and the extraction yield of the obtained residue (g R/g P dw). Ultrasound extraction was the most effective method, yielding 17.0 mg C/g R, 3.11 mg C/g P dw, and 0.19 g R/g P dw at the optimal global extraction conditions (21 min, 310 W, and 100% of ethanol). Regarding its bioactive properties, the fig peel optimized extract showed antioxidant activity with an EC50 value of 2,447 mg/mL in the TBARS method and EC80 values of 52 and 1.62 mg/mL, in 60 and 120 min, respectively, in the OxHLIA assay. The extract also revealed antimicrobial activity in different Gram-positive and Gram-negative bacteria and did not present cytotoxicity against non-tumour cells. Its application in a food product was carried out through the preparation of a donut topping. The obtained results highlight the potential application of F. carica peels as sources of anthocyanins to be considered in food industry, adding the benefits derived from its antioxidant and antimicrobial activity to the colorant power.
- Recuperação otimizada de antocianinas de Prunus spinosa L. e Ficus carica L. para aplicação como corante alimentarPublication . Leichtweis, Maria Gabriela; Backes, Emanueli; Pereira, Carla; Prieto Lage, Miguel A.; Barreiro, M.F.; Barros, Lillian; Ferreira, Isabel C.F.R.Os corantes alimentares são amplamente utilizados em todo o mundo para melhorar as características dos alimentos, nomeadamente conferir uma nova coloração ou intensificar a cor natural do alimento. No entanto, a maioria destes compostos é de origem artificial e muitos deles têm revelado problemas de toxicidade para a organismo humano. Entre eles, destacam-se reações alérgicas, hiperaüvidade e défice de atenção em crianças, ou até mesmo propriedades cancerígenas [l]. Por outro lado, existem moléculas de origem natural com elevado poder corante que não revelam toxicidade, podendo assim ser aplicadas na indústria alimentar em detrimento das artificiais. O presente estudo surge no seguimento desta problemática e visa recuperar antocianinas, uma classe de compostos fenólicos com reconhecidas propriedades corantes, a partir de fontes naturais muito pouco exploradas. Assim, o epicarpo dos frutos de Prunus spinosa L. (abrunho), rico em cianidina 3-rutinósido e peonidina 3-rutinósido, e a casca dos frutos de Ficus carica L. (figo), rica em cianidina 3-rutinósido, foram utilizados para extração destes compostos. Para assegurar uma recuperação máxima, foram testadas duas técnicas de extração, assistida por maceração (EAM) e por ultrassons (EAU), às quais se aplicou uma metodologia de superfície de resposta usando o desenho composto central circunscrito com cinco níveis em cada uma das variáveis independentes estudadas (tempo, proporção de água-etanol como solvente e temperatura (EAM) ou potência (EAU)). O perfil antociânico dos diferentes extratos foi obtido por HPLC-DAD-ESI/MS e como respostas para o modelo foram utüizadas a concentração total de antocianinas (C) no resíduo de extração (R; mg C/g R) e na amostra desidratada (A; mg C/g A), bem como o rendimento de resíduo obtido (g R/g A). Em ambas as matrizes, a técnica mais eficiente foi a extração assistida por ultrassons, obtendo-se condições ótimas de recuperação de compostos aos 5 min, 400 W e 48% de etanol no caso do epicarpo de abrunho, com um rendimento de extração de 0,69 g R/g A e um total de antocianinas de 18, 17 mg C/g Re 11,76 mg C/g A. Por outro lado, a partir da casca de figo foi possível obter 17,0 mg C/g R e 3, 11 mg C/g A, e um rendimento de 0,19 g R/g A, nas condições ideais de extração de 21 min, 310 W e 100% de etanol. Assim, a extração de antocianinas a partir de biorresíduos dos frutos de abrunho e figo, com recurso a técnicas de extração não convencionais, revelaram ser uma boa alternativa para recuperação destes compostos com vista à sua utilização na indústria alimentar.
- A critical appraisal of the most recent investigations on the hepatoprotective action of brazilian plantsPublication . Garcia-Manieria, Jéssica A.A.; Correa, Vanesa G.; Backes, Emanueli; Sa-Nakanishi, Anacharis Babeto de; Bracht, Lívia; Comar, Jurandir Fernando; Corrêa, Rúbia C.G.; Peralta, Rosane M.; Bracht, AdelarConventional treatments for liver diseases are often burdened by side effects caused by chemicals. For minimizing this problem, the search for medicines based on natural products has increased. The objective of this review was to collect data on the potential hepatoprotective activity of plants of the Brazilian native flora. Special attention was given to the modes of extraction, activity indicators, and identification of the active compounds. The databases were Science direct, Pubmed, and Google Academic. Inclusion criteria were: (a) plants native to Brazil; (b) studies carried out during the last 15 years; (c) high-quality research. A fair number of communications met these criteria. Various parts of plants can be used, e.g., fruit peels, seeds, stem barks, and leaves. An outstanding characteristic of the active extracts is that they were mostly obtained from plant parts with low commercial potential, i.e., by-products or bio-residues. The hepatoprotective activities are exerted by constituents such as flavonoids, phenolic acids, vitamin C, phytosterols, and fructose poly- and oligosaccharides. Several Brazilian plants present excellent perspectives for the obtainment of hepatoprotective formulations. Very important is the economical perspective for the rural producers which may eventually increase their revenue by selling increasingly valued raw materials which otherwise would be wasted.
- Recuperação de antocianinas de biorresíduos de Ficus carica L. e Prunus spinosa L.: propriedades corantes e bioativasPublication . Backes, Emanueli; Leichtweis, Maria Gabriela; Pereira, Carla; Alves, Maria José; Prieto Lage, Miguel A.; Barreiro, M.F.; Barros, Lillian; Ferreira, Isabel C.F.R.A recuperação de biorresíduos da indústria alimentar tem vindo a ganhar relevância pela crescente procura da sua valorização enquanto fontes de compostos de interesse para posterior aplicação em diversos ramos industriais, como é o caso da indústria alimentar, têxtil, e farmacêutica, entre outras [1,2]. Assim, o presente estudo visa a recuperação de antocianinas a partir de biorresíduos de frutos: a casca de figo, rica em cianidina 3-rutinósido (C3R), e o epicarpo de abrunho, rico em C3R e peonidina 3-rutinósido (P3R). Foram testadas duas técnicas de extração, maceração (EM) e assistida por ultrassons (EAU), às quais se aplicou uma metodologia de superfície de resposta usando o desenho composto central circunscrito com cinco níveis em cada uma das variáveis independentes estudadas (tempo, proporção de água-etanol como solvente e temperatura (EM) ou potência (EAU)). O perfil de antocianinas dos diferentes extratos foi obtido por HPLC-DAD-ESI/MS e utilizou-se a concentração total de antocianinas (C) no resíduo de extração (R; mg C/g R) e na amostra desidratada (A; mg C/g A) e o rendimento de resíduo obtido (g R/g A) como respostas para o modelo. Foi ainda avaliada a bioatividade (citotoxicidade e atividade antioxidante e antimicrobiana) dos extratos obtidos em condições ótimas, bem como o poder corante dos mesmos avaliados pela incorporação do extrato ótimo em produtos de pastelaria. Para ambas as amostras, a EAU revelou ser a técnica mais eficiente, com condições ótimas de recuperação de C3R aos 21,3±0,6 min, 310±26 W e 100±1% de etanol no caso da casca de figo, com um rendimento de 0,5±0,2 g R/g A e um total de antocianinas de 9,0±0,8 mg C/g R e 4,3±0,1 mg C/g A. Por sua vez, a partir do epicarpo de abrunho foi possível obter um total de C3R e P3R de 18±2 mg C/g R e 11,8±0,8 mg C/g A, e um rendimento de 0,69±0,02 g R/g A, nas condições ideais de extração de 5,0±0,2 min, 400±32 W e 48±3% de etanol. Relativamente às propriedades bioativas, o extrato de casca de figo revelou um valor de EC50 de 2447±2 μg/mL no método TBARS e valores de EC80 de 515±31 e 1624±56 μg/mL, para 60 e 120 min, respetivamente, no ensaio OxHLIA. O extrato de epicarpo de abrunho apresentou valores de EC50 (TBARS; 204,22±0,02 μg/mL) e EC80 (OxHLIA; 303±3 e 540±3 μg/mL, para 60 e 120 min, respetivamente) inferiores, o que indica uma maior atividade antioxidante em ambos os ensaios. Ambos os extratos revelaram propriedades antibacterianas, inibindo o crescimento de 9 estirpes bacterianas (5 Gram-negativo e 4 Grampositivo), em concentrações entre 2,5 e 20 mg/mL. Para além disso, não apresentaram toxicidade em células não tumorais de fígado de porco, o que torna viável a sua aplicação em produtos alimentares sem problemas de toxicidade. Assim, o poder corante dos extratos antociânicos foi testado em produtos de pastelaria: o extrato de casca de figo foi incorporado em cobertura de “donut” e o de epicarpo de abrunho em “beijinhos”, um doce típico do Brasil. Esta aplicação não alterou significativamente o valor nutricional das matrizes em estudo e, para além de conferir ao alimento a cor desejada, proporciona também propriedades antioxidantes e antimicrobianas.
- Blueberry (Vaccinium myrtillus L.) juice and bagasse for antioxidant products developmentPublication . Backes, Emanueli; Molina, Adriana K.; Pereira, Carla; Dias, Maria Inês; Ferreira, Isabel C.F.R.; Barros, LillianBlueberry, Vaccinium corymbosum L., is a fruit consumed worldwide and considered one of the most antioxidant fruits [1]. Its pulp, seeds, and peel contain different chemical compounds responsible for its beneficial properties for human health [2]. This knowledge has led to the development of different industrialized products, such as juices and derivatives, in search of more practical forms of consumption. However, in the manufacture of these products, a large amount of waste is generated and has no further application, generating an environmental problem and a high cost for the industry [3]. In this context, this study aimed to evaluate the blueberry juice in terms of bioactive properties (antioxidant and antimicrobial), nutritional value (AOAC methods), free sugars (HPLC-RI), organic acids (UFLC-PDA), and phenolic (HPLC-DAD/ESI-MS) composition. Moreover, the hydroethanolic extract of blueberry bagasse, resulting from juice production, was also analyzed regarding its phenolic composition and bioactivity, to assess its applicability as source of added-value molecules to be used in food industry. The blueberry juice presented a balanced nutritional value, with carbohydrates as the main macronutrients. The free sugars found in higher concentrations were fructose and glucose. Four organic acids were also identified, with quinic acid as the most abundant. As for the phenolic composition of the juice, four phenolic acids and six anthocyanins were detected. With respect to bagasse, eight anthocyanin compounds were identified in significant amounts, with cyanidin-3- O-glucoside and malvidin-3-O-glucoside being the most abundant compounds, and four non- anthocyanin compounds, with a prevalence of cis 5-O-caffeoylquinic acid and trans 5-O- caffeoylquinic. Concerning the bioactive properties, as expected considering their chemical composition, both the juice and the bagasse extract revealed a strong antioxidant capacity, being able to inhibit lipid peroxidation and oxidative hemolysis. None of the two showed cytotoxic properties, being considered safe for food consumption. Thus, this study validated the nutritional and bioactive quality of blueberry juice and justified the application of bagasse in the development of novel foods.
- Determinação de antocianinas no epicarpo de frutos de Prunus spinosa L.Publication . Leichtweis, Maria Gabriela; Pereira, Carla; Backes, Emanueli; Carvalho, Ana Maria; Baraldi, Ilton J.; Barros, Lillian; Ferreira, Isabel C.F.R.A fim de otimizar processos e/ou desenvolver novos produtos, a indústria alimentar tem utilizado diversas substâncias, denominadas aditivos alimentares [1]. Estes aditivos são adicionados aos alimentos de forma a terem uma contribuição tecnológica e/ou fisiológica, no entanto, existe também uma preocupação por parte dos consumidores relativa aos efeitos adversos que alguns dos aditivos artificiais podem ter. Os corantes são uma das classes de aditivos, amplamente utilizados para conferir coloração aos alimentos. Atualmente, existe uma grande tendência de substituição de corantes artificiais por alternativas naturais. As antocianinas são um grupo de pigmentos que apresentam uma coloração vermelha, azul e/ou violeta, estando presentes em muitas flores e frutos, podendo ser consideradas alternativas aos corantes artificiais [2]. Os frutos de Prunus spinosa L. (abrunho) apresentam um epicarpo de coloração azul intensa evidenciando ser uma fonte promissora de corantes naturais. Neste trabalho, efetuou-se a caracterização do epicarpo do abrunho em termos de antocianinas, determinadas por cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a um detetor de díodos e a um espetrómetro de massa (HPLC-DAD-ESI/MS). A identificação dos compostos foi realizada utilizando padrões, quando disponíveis, comparando os seus tempos de retenção, espetros UV-Vis e espetros de massa. Na ausência de padrões, a identificação foi efetuada pelo perfil de fragmentação e por comparação com a informação disponível na literatura. A quantificação foi realizada a partir das áreas dos picos registados ao comprimento de onda de 520 nm, por comparação com as curvas de calibração dos padrões. O epicarpo do abrunho apresentou dois compostos antociânicos, cianidina-3-rutinósido ([M-H]- a m/z 595) e peonidina-3-rutinósido ([M-H]- a m/z 609), estando a primeira molécula em maior concentração. Esta matriz poderá ser considerada uma fonte de pigmentos na gama de cores vermelho-roxo, tendo aplicabilidade tanto na indústria alimentar como farmacêutica.