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Objective: To evaluate the effect of mulberry leaf extract on cardiovascular inflammation, insulin resistance and left ventricular hypertrophy in dyslipidemic mice. Methodology: Knockout mice for the LDL receptor gene were divided into four experimental groups (n=20): group S (Standard), fed a standard diet; group SA (Standard / Mulberry), fed a standard diet and mulberry leaves extract; group HL (Hyperlipidic), fed a hyperlipidic diet and group HLA (Hyperlipidic / Mulberry), fed a hyperlipidic diet and mulberry leaves extract. After 15 days of experiment, plasma was collected and the plasma levels of total cholesterol and its fractions, triglycerides, C-reactive protein, insulin, glucose were quantified and the Homa index calculated. Heart and aortic wall tissues were collected to quantify the expression of CD40L by the western blotting method. Histological slides with heart tissue were prepared and stained with hematoxylin and eosin for general histological evaluation and stained with picrosírius red to evaluate the collagen deposit area. Results: Mulberry leaf extract elevated plasma HDL, moderately prevented hypercholesterolemia and did not reduce hypertriglyceridemia in HLA group mice, prevented insulin resistance and consequently hyperinsulinemia, reduced plasma CRP level and prevented increased CD40L expression. Conclusion: Treatment with mulberry leaves extract prevented cardiovascular inflammation and insulin resistance, thus reducing the development of left ventricular hypertrophy. Objetivo: Evaluar el efecto del extracto de hoja de morera sobre la inflamación cardiovascular, la resistencia a la insulina y la hipertrofia ventricular izquierda en ratones dislipidémicos. Metodología: Los ratones con el gen del receptor de LDL eliminado se dividieron en cuatro grupos experimentales (n=20): grupo S (Estándar), alimentado con una dieta estándar; grupo SA (Estándar / Morera), alimentado con una dieta estándar y extracto de hoja de morera; grupo HL (Hiperlipídico), alimentado con una dieta hiperlipídica y grupo HLA (Hiperlipídico / Morera), alimentado con una dieta hiperlipídica y extracto de hoja de morera. Tras 15 días de experimento, se recogió el plasma y se cuantificaron los niveles plasmáticos de colesterol total y sus fracciones, triglicéridos, proteína C reactiva, insulina, glucosa y se calculó el índice Homa. Se recogieron tejidos de la pared cardíaca y aórtica para cuantificar la expresión de CD40L mediante western blotting. Se prepararon preparaciones histológicas con tejido cardíaco y se tiñeron con hematoxilina y eosina para la evaluación histológica general y se tiñeron con rojo picrosirio para evaluar el área de deposición de colágeno. Resultados: El extracto de hoja de morera elevó el HDL plasmático, previno moderadamente la hipercolesterolemia y no redujo la hipertrigliceridemia en los ratones del grupo HLA, previno la resistencia a la insulina y, en consecuencia, la hiperinsulinemia, redujo el nivel de CRP plasmático y evitó el aumento de la expresión de CD40L. Conclusión: El tratamiento con extracto de hoja de morera previno la inflamación cardiovascular y la resistencia a la insulina, reduciendo así el desarrollo de hipertrofia ventricular izquierda. Objetivo: Avaliar o efeito do extrato das folhas da amoreira na inflamação cardiovascular, na resistência insulínica e na hipertrofia ventricular esquerda de camundongos dislipidêmicos. Metodologia: Camundongos knockout para o gene do receptor LDL foram divididos em quatro grupos experimentais (n=20): grupo S (Standard), alimentados com dieta padrão; grupo SA (Standard /Amoreira), alimentados com dieta padrão e extrato das folhas da amoreira; grupo HL (Hyperlipidic), alimentados com dieta hiperlipídica e grupo HLA (Hyperlipidic/Amoreira), alimentados com dieta hiperlipídica e extrato das folhas da amoreira. Após 15 dias de experimento, foi coletado plasma e quantificado os níveis plasmáticos de colesterol total e suas frações, triglicerídeos, proteína C reativa, insulina, glicose e calculado o índice de Homa. Foram coletados tecidos cardíacos e da parede da aorta para quantificar a expressão do CD40L pelo método de western blotting. Lâminas histológicas com tecido cardíaco foram preparadas e coradas com hematoxilina e eosina, para avaliação histológica geral, e coradas com picrosírius red para avaliar a área de depósito de colágeno. Resultados: O extrato das folhas de amoreira elevou o HDL plasmático, preveniu moderadamente a hipercolesterolemia e não reduziu a hipertrigliceridemia nos camundongos do grupo HLA, preveniu a resistência à insulina e, consequentemente a hiperinsulinemia, reduziu o nível plasmático de PCR e preveniu o aumento da expressão do CD40L. Conclusão: O tratamento com o extrato das folhas de amoreira preveniu a inflamação cardiovascular e a resistência insulínica, reduzindo desta forma, o desenvolvimento da hipertrofia ventricular esquerda.

Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: A amora preta é um fruto sazonal, climatérico, altamente perecível, apresenta alta taxa respiratória e alta produção de etileno, o que limita a sua comercialização in natura e nos períodos entre safra. O processo de secagem da polpa de amora visa melhorar a conservação, resultando na obtenção de pós com alta estabilidade e longa vida de prateleira, além de facilitar o manuseio, o transporte e o armazenamento deste produto. Neste contexto, destaca-se o processo de desidratação por secagem em leito de jorro. Devido à composição química e à alta concentração de água, a secagem da polpa sem a adição de adjuvantes pode resultar em níveis baixos de rendimento, inviabilizando o processo. A mistura leite-polpa de amora se torna uma alternativa para melhorar a eficiência do processo e, devido às importantes características nutricionais do leite e propriedades emulsificantes somadas às da amora preta, este novo produto, leite-amora em pó, caracteriza-se como um alimento de amplo espectro de utilização. As principais etapas desenvolvidas durante a execução deste projeto foram: (i) análise do processo de secagem da pasta leite-polpa de amora, a uma dada concentração, em leito de jorro cônico-cilíndrico, empregando diferentes polímeros como inerte, com o objetivo de encontrar o melhor desempenho do processo. A atomização e o gotejamento da pasta foram analisados como modos de alimentação. Avaliou-se a influência das váriáveis operacionais (temperatura do ar de entrada (Te), vazão de alimentação de pasta (Wf) e pressão de atomização da pasta), no desempenho do processo. Os melhores resultados foram alcançados quando se empregou alimentação da pasta por gotejamento e o poliestireno como inerte, usando Te= 60 oC e Wf= 2 mL/min, obtendo-se eficiência de produção de pó superior a 60%, baixo teor de umidade do pó e menos de 15% de degradação das antocianinas; (ii) estudo da secagem de polpa de amora preta em leito de jorro cônico-cilíndrico empregando como adjuvante o leite reconstituído a diferentes razões leite-polpa de amora (V/V). Avaliou-se, também, a influência da adição dos adjuvantes (maltodextrina DE 10, caseína e óleo de palma) na mistura leite-polpa de amora e da maltodextrina na polpa de amora (in natura). Dentre todas as pastas formuladas, constatou-se que a pasta leite-polpa de amora (25%: 75% (V/V)) foi a mais indicada ao processo de secagem em termos de estabilidade fluidodinâmica, quantidade de polpa de amora empregada e desempenho do processo, além da qualidade do produto obtido; (iii) construção de um secador do tipo leito de jorro retangular (duas entradas distintas de ar, resultando em duas fontes e duas linhas de alimentação), aplicado na secagem de leite e da pasta leite-polpa de amora. A secagem da pasta leite-polpa de amora utilizando partículas de poliestireno e sob as condições operacionais Wf= 6 mL/min, Te= 60 °C, resultou em eficiência de produção de pó superior a 75% e na obtenção de pós com baixo teor de umidade. Analisando os resultados de desempenho do processo de secagem das pastas em ambas as configurações de leito de jorro, a vantagem em utilizar o leito de jorro retangular com dupla fenda consistiu na possibilidade de triplicar a vazão de alimentação (empregando menor velocidade superfícial do ar de entrada), mantendo-se a estabilidade fluidodinâmica com resultados semelhantes de eficiência de produção produção de pó. Constatou-se, desta forma, uma potencial capacidade de ampliação de escala do processo Abstract: Blackberry is a seasonal fruit, climacteric and highly perishable, whose availability is limited by the periods between crops. Blackberry drying aims at enhancing its conservation, therefore, the development and application of drying techniques such as spray drying, spouted bed drying and freeze drying, which could increase the shelf life of this product is of great interest. The high reducing sugar and water content of pure blackberry pulp may result in low powder production during the drying process. On the other hand, drying of whole milk has shown good powder yields and product quality. A milk-blackberry mix paste becomes an alternative which may improve the process efficiency, reduce post-harvesting waste, and increase the shelf life of the product without significantly altering its nutritional characteristics. The main steps undertaken during the implementation of this project were: (i) analysis of conical-cylindrical spouted bed drying of a paste mixture of milk and blackberry pulp of fixed concentration, using different kinds of inert beads. Atomization and dripping of the paste were compared as feeding modes. The experimental design used atomization feeding to analyze the effects of air temperature (Te), paste feeding flow rate (Wf) and paste atomization pressure (Pat) on the drying performance. The best results were obtained for drip feeding on polystyrene beads using Te= 60 oC and Wf= 2 mL/min, yielding powder production efficiency greater than 60%, low final moisture content of the powder and less than 15 % anthocyanin degradation; (ii) analysis of conical-cylindrical spouted bed drying of milk-blackberry pulp mixture at different ratios (V/V). Afterward, analysis of the effects of addition of adjuvant (maltodextrin 10 DE, casein and palm oil) in the milk-blackberry mixture and maltodextrin in the pure blackberry pulp were made focusing on powder production efficiency.The paste formulated with milk and blackberry at a ratio of 25%: 75% (V/V) was the most appropriate for the drying process in terms of hydrodynamic stability, mass of blackberry pulp used on paste formulation and process performance, and also for the quality of the powder; (iii) analysis of a new spouted bed configuration (rectangular cross-section with air entry through two bottom slots), investigated as a dryer of milk and a paste mixture of milk and blackberry pulp. Drying of milk-blackberry pulp in a slot-rectangular spouted bed using polystyrene beads and the conditions Wf= 6 mL/min, and Te= 60 oC resulted in powder production efficiency greater than 75% and low moisture content. Similar results of drying performance were obtained in the slot-rectangular spouted bed as to and conventional spouted bed for the same inert and the same conditions of inlet air temperature and relative humidity. However, the slot-rectangular spouted bed allowed the paste feeding flow rate to be tripled and the bed to be operated at a lower superficial air velocity compared to the conventional geometry, showing its potential for scale-up Doutorado Engenharia de Processos Doutor em Engenharia Química

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A amoreira preta (Morus nigra L.), é uma planta de origem asiática, aclimatizada no Brasil, e suas folhas são utilizadas como infusões, devido a propriedades benéficas à saúde. Sua ação antioxidante e anticancerígena tem sido demonstrada e podem ser atribuídas à presença de compostos fenólicos na planta. Entretanto, essa classe de compostos possui baixa estabilidade e uma das alternativas de conservação da bioatividade destes compostos pode ser o encapsulamento. O objetivo deste trabalho é a extração de compostos fenólicos de folhas de amoreira preta para posterior encapsulamento em esferas de alginato de cálcio. As condições de extração para obtenção dos extratos aquosos de folhas de Morus nigra foram otimizadas por meio de um delineamento experimental, no qual foram avaliadas condições de temperatura de secagem, temperatura de infusão e tempo de extração, monitorando o conteúdo fenólico total (CFT). Foram determinadas concentrações de CFT, flavonoides, flavonóis, orto-difenólicos, atividade antioxidante frente ao radical DPPH· e capacidade redutora total dos extratos. Identificação e quantificação de compostos fenólicos por cromatografia líquida de alta eficiência acoplada à espectrometria de massas (LC-ESIMS/MS). Foram determinadas concentrações de minerais. A atividade antimicrobiana dos extratos também foi realizada. Os extratos foram encapsulados em esferas de alginato de cálcio e avaliados em termos do CFT, por testes de eficiência de encapsulamento, liberação do princípio ativo em água, estabilidade ao armazenamento e caracterização das esferas. Entre as condições avaliadas as extrações mais eficientes ocorreram em folhas que foram expostas a menores temperaturas de secagem e maiores temperaturas de infusão. Os extratos apresentaram concentrações apreciáveis de classes fenólicas e atividade antioxidante. A análise por LC-ESI-MS/MS permitiu identificar substância fenólica ainda não relatada na literatura até o momento. Além disso 10 elementos minerais foram determinados em concentrações significativas, entre eles o potássio, ferro e manganês. A eficiência de encapsulamento do CFT para esferas secas e úmidas foi de 95,1 ± 1,4 e 81,7 ± 0,8 % respectivamente. As imagens do MEV para esferas secas mostraram que o extrato e a secagem afetaram a morfologia das esferas. Os espectros de FTIR das esferas em branco e carregadas com extrato revelaram compatibilidade entre os compostos fenólicos e a matriz de alginato. Dos 81 dias de estocagem as esferas secas mantidas a 4 ± 1°C apresentaram estabilidade em CFT até 36 dias, entretanto leve decaimento no CFT foram observadas até o fim do período. Para as esferas úmidas mantidas a 4°C o CFT manteve-se estável nas primeiras quatro semanas. Assim, o encapsulamento de extratos de amoreira preta em esferas de alginato é uma técnica promissora para promover ação protetora sobre os compostos fenólicos. Black mulberry (Morus nigra L.) is a plant of Asian origin, acclimatized in Brazil, and its leaves are used as infusions, due to beneficial health properties. Its antioxidant and anticancer action has been demonstrated and can be attributed to the presence of phenolic compounds in the plant. However, this class of compounds has low stability and one of the alternatives of conservation of the bioactivity of these compounds can be the encapsulation. The objective of this work is the extraction of phenolic compounds from leaves of black mulberry for later encapsulation in spheres of calcium alginate. Initially, aqueous extracts of Morus nigra leaves were prepared through an experimental design to determine the best conditions of drying and infusion temperatures and extraction time regarding their total phenolic content (CFT). Concentrations of CFT, flavonoids, flavonols, ortho-diphenols, antioxidant activity against DPPH radical and total extractive capacity were determined. Identification and quantification of phenolic compounds by high performance liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-ESI-MS / MS). Concentrations of minerals were determined. The antimicrobial activity of the extracts was also performed. The extracts were encapsulated in calcium alginate beads and evaluated in terms of CFT, encapsulation efficiency tests, release of the active principle in water, storage stability and ball characterization. Among the evaluated conditions the most efficient extractions occurred in leaves that were exposed to lower drying temperatures and higher infusion temperatures. The extracts showed appreciable concentrations of phenolic classes and antioxidant activity. Analysis by LC-ESI-MS / MS allowed to identify phenolic substance not yet reported in the literature to date. In addition 10 mineral elements were determined in significant concentrations, among them potassium, iron and manganese. The encapsulation efficiency of CFT for dry and wet spheres was 95.1 ± 1.4 and 81.7 ± 0.8% respectively. SEM images for dry spheres showed that the extract and drying affected the morphology of the spheres. FTIR spectra of beads loaded with extract showed compatibility between the phenolic compounds and the alginate matrix. Along the 81 days of storage, the dried spheres kept at 4 °C showed stability in CFT up to 36 days, however small changes in CFT were observed until the end of the period. For moist spheres stored at 4 °C, CFT remained stable for the first four weeks. Thus, the encapsulation of black mulberry extracts in alginate beads is a promising technique to promote protective action of phenolic compounds.

Growing concerns about toxicity and development of resistance against synthetic herbicides have demanded looking for alternative weed management approaches. Allelopathy has gained sufficient support and potential for sustainable weed management. Aqueous extracts of six plant species (sunflower, rice, mulberry, maize, brassica and sorghum) in different combinations alone or in mixture with 75% reduced dose of herbicides were evaluated for two consecutive years under field conditions. A weedy check and S-metolachlor with atrazine (pre emergence) and atrazine alone (post emergence) at recommended rates was included for comparison. Weed dynamics, maize growth indices and yield estimation were done by following standard procedures. All aqueous plant extract combinations suppressed weed growth and biomass. Moreover, the suppressive effect was more pronounced when aqueous plant extracts were supplemented with reduced doses of herbicides. Brassica-sunflower-sorghum combination suppressed weeds by 74-80, 78-70, 65-68% during both years of study that was similar with S-metolachlor along half dose of atrazine and full dose of atrazine alone. Crop growth rate and dry matter accumulation attained peak values of 32.68 and 1,502 g m-2 d-1 for brassica-sunflower-sorghum combination at 60 and 75 days after sowing. Curve fitting regression for growth and yield traits predicted strong positive correlation to grain yield and negative correlation to weed dry biomass under allelopathic weed management in maize crop. As crescentes preocupações sobre toxicidade e desenvolvimento de resistência a herbicidas sintéticos exigiram a busca por abordagens alternativas no manejo de plantas daninhas. Alelopatia obteve apoio e potencial suficientes para o manejo sustentável de plantas daninhas. Extratos aquosos de seis espécies vegetais (girassol, arroz, amora, milho, colza ou couve-nabiça e sorgo) em diferentes combinações, isoladamente ou em mistura com 75% de redução da dose de herbicidas, foram avaliados por dois anos consecutivos em condições de campo. Uma verificação de plantas daninhas e S-metolachlor com atrazina (pré-emergência) e apenas atrazina (pós-emergência) nas doses recomendadas foi incluída para comparação. Dinâmica de plantas daninhas, índices de crescimento do milho e estimativa de rendimento foram realizados seguindo procedimentos padrão. Todas as combinações de extrato vegetal aquoso suprimiram crescimento e biomassa de ervas daninhas. Além disso, o efeito supressor foi mais pronunciado quando extractos de plantas aquosas foram suplementados com doses reduzidas de herbicidas. A combinação de colza ou couve-nabiça-girassol-sorgo suprimiu plantas daninhas em 74 - 80%, 78 - 70%, 65 - 68% durante os dois anos de estudo que foram semelhantes com S-metolachlor juntamente com meia dose de atrazina e uma dose completa apenas de atrazine. A taxa de crescimento da cultura e o acúmulo de matéria seca atingiram valores máximos de 32.68 e 1.502 g m-2 d-1 para a combinação de colza ou couve-nabiça-girassol-sorgo em 60 e 75 dias após a semeadura. Regressão de ajuste de curva para as características de crescimento e produção previu uma forte correlação positiva com o rendimento dos grãos e uma correlação negativa para biomassa seca de plantas daninhas em manejo alelopático de plantas daninhas na cultura de milho.

Agradecimentos: The authors wish to thank CAPES (Grant no. 2952/2011), by thegranting of the scholarship and funding this research project andfinancial aid, FAPESP (2012/22119-7 and 2013/02203-6) and CNPq (473342/2011-1) for financing research projects, and the BrazilianNational Nanotechnology Laboratory (LNNano) for the experimen-tal support Abstract: Supercritical carbon dioxide extraction (SFE) was performed to recover bioactive components from blackberry (Rubus sp.) industrial residues. Ultrasound was applied during the extractions in order to enhance rate and yield. Moreover, water and ethanol at different proportions were used as cosolvents to improve the extraction of polar compounds from the residues. The extraction global yields were measured at all performed conditions (pressure, temperature, ultrasound power and cosolvent). The extracts were evaluated in terms of their antioxidant activity, measured using two methods, phenolic content, monomeric anthocyanins, and anthocyanin profile. The application of ultrasound in SFE helped increasing the extraction rate at the beginning of the process, which could be observed on the extraction curves at 15 MPa, the lowest pressure applied. Scanning electron microscopy (FESEM) was used to analyze the blackberry bagasse undergoing SFE with and without ultrasounds and showed that ultrasound disturbs the cell walls, enhancing the release of the extractable compounds. The extracts have shown high antioxidant activity and phenolic contents when obtained at higher temperatures. Regarding anthocyanins, the use of water as cosolvent resulted in a significant increase. Four major anthocyanins were identified and quantified by ultra performance liquid chromatography (UPLC) CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQ COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPES FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP Fechado