Evaluación de condiciones de extracción asistida por ultrasonido de compuestos bioactivos de cáscara de pitahaya amarilla / Evaluation of conditions of ultrasound assisted extraction of yellow pitahaya peel bioactive compounds / Avaliação das condições da extração com ultrassom dos compostos bioactivos da casca da pitaia amarela

Resumen Introducción: la extracción de los polifenoles ha tomado un interés debido a la relación que tiene con la prevención del estrés oxidativo y efectos benéficos sobre la salud en la prevención de enfermedades no transmisibles; estos están comúnmente en algunas frutas por lo que su extracción se ha convertido en una tendencia para obtener productos de alto valor agregado. El ultrasonido es una técnica que puede disminuir el tiempo de extracción de estos biocomponentes. Objetivo: evaluar las condiciones de la extracción asistida por ultrasonido de polifenoles con actividad antioxidantes en cáscara de pitahaya amarilla deshidratada. Materiales y métodos: Se deshidrataron las cáscaras y construyó cinéticas de secado a 60°C, con el fin de disminuir las reacciones de deterioro. Para la extracción, una solución de etanol al 96% (V/V) fue usada como disolvente, en una relación cáscara-disolvente 1:1. El proceso fue realizado a 25 °C en un sistema de ultrasonido indirecto con una frecuencia de 37 kHz. Se usó un diseño central compuesto, fueron evaluados el efecto de la potencia (40 - 80%) y tiempo de sonicación (11,90 - 33,10 minutos). Se hizo extracción con el método soxhlet (control). Los polifenoles totales y capacidad antioxidantes fue determinado por lo métodos Folin-Ciocalteau y ABTS respectivamente. Resultados: Bajos tiempos y altas potencias de sonicación fueron asociados con incremento en la extracción de polifenoles y capacidad antioxidante. En particular, la extracción asistida con ultrasonido con 60% de potencia y 11 minutos, se obtuvo un 77% más de polifenoles que 24 horas de proceso con método Soxhlet. Conclusión: El ultrasonido tiene potencial en comparación con la técnica tradicional para reducir el tiempo de procesamiento en extracción de biocomponentes, en este caso aprovechar la cáscara de pitahaya amarilla que es considerada como un residuo, se encontraron concentraciones de polifenoles de 973,10 mg/L que pueden ser extraídos por ultrasonido a 222 W de potencia nominal (60%), 35kHz de frecuencia y 22 minutos y con una capacidad antioxidante superior al 90%.

Abstract Introduction: the extraction of polyphenols has taken an interest due to the relationship it has with the prevention of oxidative stress and beneficial effects on health in the prevention of non-communicable diseases. These are commonly found in some fruits, so their extraction has become a trend to obtain products with high added value. Ultrasound is a technique that can decrease the extraction time of these biocomponents. Objective: the main objective of this work was to evaluate the conditions of the ultrasound-assisted extraction of polyphenols with antioxidant activity in dehydrated peel yellow pitahaya. Materials and methods: the kinectis drying was made at 60 °C, in order to decrease deterioration reactions. For the extraction, a solution of 96% ethanol (V / V) was used as disolvent; the ratio Peel-Disolvent was 1:1. The process was performed at 25 °C and 37 kHz frequency. A central composite design was used, in which the effect of power (40 - 80%) and ultrasonication time (11.90 -33.10 minutes) were evaluated. One control point was evaluated with Soxhlet extraction. The extracted amount of polyphenols and antioxidant capacity was determined by Folin-Ciocalteau and ABTS methods, respectively. Results: lower time exposures and higher sonication power were associated with increases in polyphenols and antioxidant capacity. In particular, ultrasound-assisted extraction in 60% power and 11 min, obtained 77% more polyphenols than 24-h standard method (Soxhlet). Conclusion: Ultrasound has potential compared to the traditional technique to reduce the processing time in biocomponent extraction, in this case taking advantage of the yellow pitahaya peel that is considered as a residue, polyphenol concentrations of 973.10 mg / L were found that They can be extracted by ultrasound at 222 W nominal power (60%), 35kHz frequency and 22 minutes and with an antioxidant capacity of over 90%.

Resumo Introdução: Muita atenção tem o efeito benéfico dos polifenóis e antioxidantes na obesidade relacionada ao estresse oxidativo. O ultra-som é uma técnica que pode diminuir o tempo de extração desses biocompostos. A extração de polifenóis interessou-se pela relação que tem com a prevenção do estresse oxidativo e efeitos benéficos à saúde na prevenção de doenças não transmissíveis; como são comumente encontradas em algumas frutas, sua extração tornou-se uma tendência para obter produtos com alto valor agregado. O ultrassom é uma técnica que pode diminuir o tempo de extração desses biocomponentes. Objetivo: foi avaliar as condições da extração assistida por ultrassom de polifenóis com atividade antioxidante em pitaia amarela desidratada. Materiais e métodos: as cascas foram desidratadas e construídas cinéticas de secagem a 60 °C, a fim de diminuir as reações de deterioração. Para extração, utilizou-se uma solução de etanol 96% (V/V) como dissolvente, numa proporção escudo-dissolvente 1:1. O processo foi feito a 25°C e uma frequência de 37 kHz. Foi utilizado μM projeto central composto, avaliando-se o efeito da potência (40-80%) e do tempo de sonificação (11,9-33,1 minutos). A extração foi feita com o método soxhlet (controle). A quantidade de polifenóis e capacidade antioxidantes extraídos foi determinada pelos métodos Folin-Ciocalteau e ABTS, respectivamente. Resultados: os tempos baixos e as altas potências de sonicação foram associados com aumento da extração de polifenóis e antioxidantes. Em particular, a extração assistida com ultra-som ao 60% de potência e 11 minutos, 77% a mais de polifenóis foram obtidos a 24 horas do método soxhlet. Conclusão: Ultra-som tem o potencial comparado à técnica tradicional de reduzir o tempo de processamento na extração de biocomponentes, neste caso, aproveitando a casca de pitaiaiás amarela que é considerada μM resíduo, foram encontradas concentrações de polifenóis de 973,10 mg / L que. Eles podem ser extraídos por ultrassom a 222 W de potência nominal (60%), frequência de 35kHz e 22 minutos e com uma capacidade antioxidante acima de 90%..

Impact of the incorporation of probiotic strains and fruit by-products in fermented synbiotic soy product and on the composition and metabolic activity of the gut microbiota in vitro / Impacto da incorporação de cepas probióticas e de subprodutos de frutas em um produto fermentado de soja simbiótico e sobre a composição e a atividade metabólica da microbiota intestinal humana in vitro

The present study aimed to develop a fermented soy beverage containing fruit by-products and probiotics and to evaluate the impact of this product on the composition and metabolic activity of the human intestinal microbiota using an in vitro simulation model of the intestinal conditions (TIM-2). Therefore, the present study was divided into three stages. Stage I was based on obtaining, processing and physical-chemical, microbiological and functional characterization of fruit by-products (acerola, orange, mango, and passion fruit) and soybean (okara), as well as amaranth flour. Additionally, the ability to use these vegetable by-products and amaranth flour by probiotic and non-probiotic strains was evaluated. The results showed that the acerola byproduct presented the highest dietary fibre content (48.46 g/100 g) among the by-products tested, as well as amaranth flour. Orange and passion fruit by-products were the substrates that most promoted the growth of bacterial populations, including strains of Escherichia coli and Clostridium perfringens. On the other hand, the acerola by-product was the substrate that showed the highest selectivity for beneficial bacteria. Also, in this stage, ten probiotic strains (seven lactobacilli and three bifidobacteria) and three starter strains (Streptococcus thermophilus) were tested for their ability to deconjugate bile salts and for proteolytic activity against milk and soy proteins. The results showed that none of the tested strain showed proteolytic ability against milk and soybean proteins. In addition, the probiotic strains Lactobacillus acidophilus LA-5 and Bifidobacterium longum BB-46 deconjugated more types of bile acids tested, and the strains of S. thermophilus tested showed no ability to deconjugate bile salts. Next, the acerola by-product (ABP) and the probiotic strains LA-5 and BB-46 were selected to continue stage II of the study (development of a fermented soy beverage). For this purpose, a 23 factorial design was used, in a total of 8 trials with three replicates of each one, and the effects of the probiotic strains and the acerola by-product on the physical-chemical, microbiological, and sensory characteristics of these fermented soy beverages were evaluated. At the same time, probiotic viability and survival under in vitro gastrointestinal (GI) simulated conditions were evaluated in fermented soy beverage (FSB). The results showed that the presence of BB-46 and ABP affected the sensory acceptability of FSB negatively. ABP also led to significant differences in the texture profile of the FSB (P<0.05). Populations of probiotic strains ranged from 7.0 to 8.2 log CFU equivalent/mL during 28 days of refrigerated storage (4° C) of FBS, and the co-culture (LA-5+BB-46) and the ABP did not affect the viability of both microorganisms significantly (P> 0.05). However, ABP increased the survival of BB-46 under in vitro simulated GI conditions significantly. For stage III, a 22 experimental design was performed. To evaluate the impact of these FBS on the composition and metabolic activity of the intestinal microbiota of lean and obese humans, a validated in vitro model called TIM-2 was used, available at the Maastricht University (Venlo, The Netherlands), which simulates normal conditions of the lumen of the proximal colon, with all parameters controlled by a computer. Samples were collected from TIM-2 to quantify probiotic microorganisms (LA-5 and BB-46), Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp., and total bacteria, using the quantitative PCR method (qPCR) and the intestinal microbiota profile was determined using an Illumina Mysec Next Generation Sequencing (NGS) method. Concentrations of shortchain fatty acids and branched-chain fatty acids and lactate produced by the different microbiotas during fermentation in TIM-2 were also determined. The results showed that the lean microbiota presented the high production of acetate and lactate than the microbiota of obese individuals. Significant reductions in Bifidobacterium populations in the lean microbiota were observed at 0 and 48 h of an assay for all experimental meals, except for the meal that had the probiotic combination (LA-5 and BB-46) and the ABP supplementation, which showed an increased total Bifidobacterium and Lactobacillus populations throughout the experimental period for both microbiotas tested. The FSB supplemented with ABP presented the best characteristics regarding the modulation of the obese microbiota, with an increase in Bifidobacterium spp. and Lactobacillus spp. Additionally, after 48 hours of intervention in TIM-2, the obese microbiota was apparently similar to the lean microbiota, showing a beneficial modulation of this microbiota. The results suggest that the fermented soy beverage supplemented with the acerola by-product and the probiotic strains may present beneficial health effects. However, clinical studies are required to complement and confirm the results observed in the in vitro assays

O presente trabalho visou desenvolver uma bebida fermentada de soja adicionada de resíduos de frutas e suplementada com cepas probióticas e avaliar o impacto desse produto sobre a composição e a atividade metabólica da microbiota intestinal humana, utilizando um modelo de simulação in vitro das condições intestinais (TIM-2). Para tanto, o presente trabalho foi dividido em três etapas. A etapa I foi baseada na obtenção, processamento e caracterização físico-química, microbiológica e funcional de subprodutos de frutas (acerola, laranja, manga e maracujá) e soja (okara), bem como da farinha de amaranto. Adicionalmente, a capacidade de utilização desses subprodutos vegetais e da farinha de amaranto por cepas probióticas e não probióticas foi avaliada. Os resultados mostraram que o subproduto de acerola apresentou o maior conteúdo de fibras alimentares totais (48,46 g/100 g) dentre os subprodutos testados, bem como a farinha de amaranto. Os subprodutos de laranja e maracujá foram os substratos que mais promoveram a multiplicação das populações bacterianas, incluindo das cepas de Escherichia coli e Clostridium perfringens. Por outro lado, o subproduto de acerola foi o substrato que apresentou a maior seletividade para bactérias benéficas. Ainda nessa etapa, dez cepas probióticas (sete lactobacilos e três bifidobacterias) e três cepas starter (Streptococcus thermophilus) foram testadas quanto à sua capacidade de desconjugação de sais biliares e atividade proteolítica frente às proteínas do leite e da soja. Os resultados revelaram que nenhuma cepa testada apresentou capacidade de proteólise das proteínas do leite e da soja. Adicionalmente, as cepas probióticas Lactobacillus acidophilus LA-5 e Bifidobacterium longum BB-46 desconjugaram a maior quantidade de ácidos biliares testados e as cepas de S. thermophilus testadas não apresentaram capacidade de desconjugação de sais biliares. Após a análise dos resultados da etapa I, o resíduo de acerola (ABP) e as cepas probióticas LA-5 e BB-46 foram selecionadas para dar continuidade à etapa II do estudo(desenvolvimento de uma bebida fermentada a base de soja). Para esse fim, foi utilizado um delineamento experimental do tipo fatorial 23, totalizando 8 ensaios com três repetições de cada, e foram avaliados os efeitos das cepas probióticas e do subproduto de acerola sobre as características físico-químicas, microbiológicas e sensoriais dessas bebidas fermentadas de soja. Paralelamente, foram realizadas análises da sobrevivência das cepas probióticas frente às condições gastrintestinais simuladas in vitro nas bebidas fermentadas de soja (FSB). Os resultados mostraram que a presença de BB-46 e ABP afetaram negativamente a aceitabilidade sensorial das FSB. O ABP também levou a diferenças significativas no perfil de textura das FSB (P<0,05). As populações das cepas probióticas nas diferentes formulações de FSB variaram de 7,0 a 8,2 log de UFC equivalente/mL durante os 28 dias de armazenamento (4 ºC) e a co-cultura (LA-5+BB-46) e o ABP não afetaram (P>0,05) a viabilidade de ambos os microrganismos. No entanto, ABP aumentou significativamente a sobrevivência de BB-46 frente às condições gastrintestinais sumuladas in vitro. Para a etapa III do presente estudo, um delineamento experimental fatorial 22 foi realizado. Para a avaliação do impacto dessas FSB sobre a composição e atividade metabólica da microbiota intestinal de humanos eutróficos e obesos, foi utilizado um modelo in vitro TIM-2 na Maastricht University (Venlo, Holanda), que simula as condições normais do lúmen do cólon proximal, com todos os parâmetros controlados por um computador. Amostras foram coletadas do TIM-2 para a quantificação dos microrganismos probióticos (LA-5 e BB-46), Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp. e bactérias totais, utilizando o método de PCR quantitativo (qPCR), e o perfil da microbiota intestinal foi determinado utilizando Next-Generation Sequencing (NGS) Illumina Mysec. A concentração de ácidos graxos de cadeia curta e de cadeia ramificada e lactato produzidos pelas diferentes microbiotas durante a fermentação no TIM-2 também foi determinada. Os resultados mostraram que a microbiota de humanos eutróficos apresentou uma alta produção de acetato e lactato em comparação com a microbiota de obesos. Reduções significativas das populações de Bifidobacterium na microbiota de eutróficos foram observadas entre 0 e 48 h de ensaio para todas as refeições experimentais, exceto para a refeição que apresentou a combinação probiótica (LA-5 e BB-46) e a suplementação com ABP, que apresentou aumento de Bifidobacterium e Lactobacillus totais durante todo o período de análise para ambas as microbiotas testadas. As FSB suplementadas com ABP apresentaram os melhores resultados em relação à modulação da microbiota de humanos obesos, com o aumento Bifidobacterium spp. e Lactobacillus spp. Adicionalmente, após 48 horas de intervenção no TIM-2, a microbiota de obesos foi aparentemente similar à microbiota de eutróficos, mostrando uma modulação benéfica dessa microbiota. Os resultados sugerem que as bebidas fermentadas de soja suplementadas com o subproduto de acerola e cepas probióticas podem apresentar efeitos benéficos à saúde. No entanto, estudos clínicos são necessários para complementar e confirmar os resultados observados nos ensaios in vitro

Evaluation of sugar cane bagasse subjected to haying and ensiling / Avaliação do bagaço de cana-de-açúcar submetido à fenação e à ensilagem

This work aimed to evaluate sugar cane bagasse from cachaça production, subjected to hay-making and ensiling. The experiment was conduced at Universidade Federal de Lavras, MG, using the completely random delineation (CRD), with seven treatment and three repetitions. The treatments were constituted of in natura sugar cane bagasse (INB), manually hayed and baled sugar cane bagasse, mechanically hayed and baled, manually baled INB and mechanically baled INB, whole ensiled INB and chopped ensiled INB. Bromatological composition, tampon capacity (TC), pH values and total sugar rate of the INB were evaluated. For the ensilage, there were used cistern silos and for the baling, manual and mechanical balers. The bagasse was baled in natura, or after reaching 89 percent rate of DM, according to the treatments. The evaluated characteristics were dry matter rate (DM), crude protein (CP), fiber in neutral detergent (FND), fiber in acid detergent (FAD). The results went through variance analyses and the averages were compared by the Scott - Knott test (P<0.05). The INB presented rates of 51.70 percent of DM; 2 percent of CP; 79.43 percent of FND; 48.78 percent of FAD and 16.4 percent of total sugar in the MS. The sugar cane bagasse presented low TC and the silage presented satisfactory pH for good conservation. The dehydration followed by the manual baling provided a decrease in the cell wall components, revealing itself as the best bagasse conservation method.

Neste trabalho, objetivou-se avaliar o bagaço de cana-de-açúcar proveniente da produção de cachaça, submetido à fenação e à ensilagem. O experimento foi conduzido na Universidade Federal de Lavras, MG, utilizando-se o delineamento inteiramente casualizado (DIC), com sete tratamentos e três repetições. Os tratamentos foram constituídos por bagaço de cana in natura (BIN), bagaço de cana fenado e enfardado manualmente, bagaço de cana fenado e enfardado mecanicamente, BIN enfardado manualmente, BIN enfardado mecanicamente, BIN ensilado inteiro e BIN ensilado picado. Foram avaliadas a composição bromatológica, capacidade tampão (CT), valores de pH e os teores de açúcares totais do BIN. Para a ensilagem foram utilizados silos cisternas e para o enfardamento, enfardadoras manual e mecânica. O bagaço foi enfardado in natura, ou após atingir teor de 89 por cento de MS, conforme os tratamentos. As características avaliadas foram os teores de matéria seca (MS), proteína bruta (PB), fibra em detergente neutro (FDN) e fibra em detergente ácido (FDA). Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias foram comparadas pelo teste de Scott-Knott (P<0,05). O BIN apresentou teores de 51,70 por cento de MS; 2 por cento de PB; 79,43 por cento de FDN; 48,78 por cento de FDA e 16,4 por cento de açúcares totais na MS. O bagaço de cana apresentou baixa CT e as silagens apresentaram pH satisfatório para boa conservação. A desidratação seguida do enfardamento manual proporcionou diminuição nos componentes da parede celular, revelando-se o melhor método de conservação do bagaço.