Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos

Scaffolds de okara e soja funcionalizados com erva-mate: caracterização e potencial aplicação em carne cultivada

2026-09-04T23:30:05Z

Scaffolds de okara e soja funcionalizados com erva-mate: caracterização e potencial aplicação em carne cultivada Colombo, Carlos Henrique A produção de carne cultivada requer matrizes capazes de mimetizar a matriz extracelular, sendo os hidrogéis uma alternativa promissora frente a abordagens como descelularização, impressão 3D e eletrofiação. Embora colágeno e gelatina sejam amplamente utilizados, sua origem animal limita sua aplicação nesse contexto, tornando necessário o desenvolvimento de biomateriais sustentáveis, escaláveis e economicamente viáveis. Nesse sentido, este estudo teve como objetivo desenvolver e caracterizar sistemas de alginato funcionalizados com OKP e polifenóis de erva-mate, preparados nas concentrações de 1,5%, 2,5%, 3,5% e 5% (p/v). Tratase do primeiro trabalho a integrar essas matérias-primas em hidrogéis aplicados como scaffolds para a produção de carne cultivada, combinando inovação em biomateriais e valorização de resíduos agroindustriais. Os scaffolds foram produzidos por gelificação iônica do alginato e caracterizados quanto às suas propriedades físico-químicas, estruturais e biofuncionais. A morfologia e a porosidade foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), enquanto as interações químicas foram investigadas por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Adicionalmente, foram analisadas propriedades como capacidade de inchaço, biodegradação, comportamento reológico e estabilidade mecânica. A biocompatibilidade foi avaliada por meio de ensaios de adesão, viabilidade e proliferação celular utilizando células musculares esqueléticas (C2C12) e mioblastos bovinos. Após 48 h, o scaffold com 5% de OKP apresentou o maior número de células (3,14 × 105), em comparação com os sistemas com 2,5% de OKP e com o controle (1,2 × 105 e 5,23 × 104, respectivamente). Após 7 dias, os valores aumentaram para 2,66 × 106 (5% OKP), 1,26 × 106 (2,5% OKP) e 6,05 × 105 (controle) evidenciando efeito positivo da incorporação de OKP nos scaffolds. Os três grupos testados apresentaram resultados promissores em cultivo estático com ambos os tipos celulares, indicando interação favorável com o material e aumento consistente da proliferação ao longo do tempo. Entre eles, os scaffolds com 5% de OKP destacaram-se pela microestrutura otimizada, com porosidade de 43,07% e rede de poros interconectados. Interações eletrostáticas e ligações de hidrogênio entre OKP e alginato contribuíram para o reforço estrutural, enquanto o elevado índice de inchaço favoreceu o transporte de nutrientes. Em conjunto, os resultados demonstram que a valorização do okara promoveu a formação de um microambiente bioativo e sustentável, alinhado aos princípios da economia circular, oferecendo uma alternativa livre decomponentes de origem animal e com potencial aplicação na produção de carne cultivada.; Abstract: Cultivated meat production requires scaffolds capable of mimicking the extracellular matrix, with hydrogels emerging as a promising alternative to decellularization, 3D printing, and electrospinning. Although collagen and gelatin are widely used, their animal origin limits their applicability, highlighting the need for sustainable, scalable, and cost-effective biomaterials. Here, alginate-based hydrogels functionalized with okara protein (OKP) and yerba mate polyphenols were developed at concentrations of 1.5%, 2.5%, 3.5%, and 5% (w/v). This is the first study to integrate these raw materials into hydrogels applied as scaffolds for cultivated meat production, combining biomaterial innovation with agro-industrial waste valorization. The hydrogels were produced via ionic gelation of alginate and characterized for their physicochemical, structural, and functional properties. Morphology and porosity were evaluated by scanning electron microscopy (SEM), while chemical interactions were analyzed using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Swelling behavior, biodegradation, rheological properties, and mechanical stability were also assessed. Biocompatibility was investigated using C2C12 murine myoblasts and bovine primary myoblasts through adhesion, viability, and proliferation assays. After 48 h, the 5% OKP scaffold showed the highest cell number (3.14 × 105), compared to 2.5% OKP and control (1.2 × 105 and 5.23 × 104, respectively). After 7 days, cell numbers increased to 2.66 × 106 (5% OKP), 1.26 × 106 (2.5% OKP), and 6.05 × 105 (control), indicating a positive effect of OKP incorporation. All groups supported cell growth under static conditions, while the 5% OKP scaffold exhibited the most optimized microstructure, with 43.07% porosity and an interconnected pore network. Electrostatic interactions and hydrogen bonding between OKP and alginate contributed to structural reinforcement, while the high swelling capacity improved nutrient transport. Overall, okara valorization enabled the formation of a bioactive and sustainable microenvironment aligned with circular economy principles, offering an animal-free platform with potential application in cultivated meat production. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2026.

Caracterização do perfil proteico e do conteúdo fenólico antioxidante de grãos de lentilha (Lens culinaris) em estudos de bioacessibilidade e bioatividade em células intestinais humanas Caco-2

2026-08-27T23:31:02Z

Caracterização do perfil proteico e do conteúdo fenólico antioxidante de grãos de lentilha (Lens culinaris) em estudos de bioacessibilidade e bioatividade em células intestinais humanas Caco-2 Almeida, Maria do Socorro Mônica Pinheiro de A lentilha é uma das leguminosas de maior importância no mundo, é bastante reconhecida por seu alto teor de proteínas, fibras, vitaminas e minerais, e pela presença de compostos fenólicos com propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias. Esses compostos estão associados à redução do risco de doenças crônicas, como diabetes, doenças cardiovasculares e certos tipos de câncer, o que torna a lentilha uma escolha importante para estudos que buscam relacionar alimentação e saúde. O presente trabalho teve como objetivo caracterizar o perfil proteico, o conteúdo fenólico total, a atividade antioxidante e a bioacessibilidade de grãos de lentilha brasileira e canadense, bem como de concentrados proteicos obtidos a partir de lentilhas cozidas, além de avaliar a bioatividade das frações bioacessíveis em células intestinais humanas Caco-2. Os grãos de lentilha foram submetidos à cocção, caracterização nutricional e extração de compostos fenólicos e proteínas. As amostras, incluindo grãos inteiros e os concentrados proteicos, foram submetidas à digestão in vitro, simulando as fases oral, gástrica e intestinal. A atividade antioxidante foi determinada pelos métodos ABTS e capacidade redutora do reagente de Folin-Ciocalteu, enquanto o índice de bioacessibilidade foi calculado com base na fração de compostos fenólicos ou proteínas liberadas após a digestão intestinal. A quantificação de proteínas solúveis totais foi realizada antes e após a digestão in vitro pelo método de Bradford e o perfil proteico foi avaliado por eletroforese em gel de poliacrilamida com dodecil-sulfato de sódio (SDS-PAGE), visando identificar modificações estruturais e a formação de peptídeos de menor peso molecular. A bioatividade dos extratos não digeridos e das frações bioacessíveis foi investigada em células intestinais humanas Caco-2 por meio de ensaios de citotoxicidade celular. Os resultados demonstraram que a digestão in vitro promoveu alterações significativas no conteúdo fenólico e na atividade antioxidante das amostras, antes da digestão in vitro, a atividade antioxidante dos grãos cozidos que variou de 131,2 a 143,5 µmol TEAC/100 g, enquanto a capacidade redutora variou de 191,8 a 226,7 mg GAE/100 g, para as lentilhas importada e nacional, respectivamente. Durante a digestão observou-se redução inicial da atividade antioxidante na fase oral (27,8 a 29,9 µmol TEAC/100 g; 119,3 a 121,6 mg GAE/100 g), seguida de aumento na fase gástrica (34,9 a 50,1 µmol TEAC/100 g; 245,7 a 275,2 mg GAE/100 g) e valores máximos na fase intestinal (89,9 a 189,9 µmol TEAC/100 g; 470,0 a 519,5 mg GAE/100 g), respectivamente. Os índices de bioacessibilidade foram de 144,8% (AA) e 245,0% (CRF) para a lentilha canadense e 62,7% (AA) e 229,1% (CRF) para a nacional. A atividade antioxidante dos concentrados atingiu valores elevados na fase intestinal (296,7 a 311,7 µmol TEAC/100 g), acompanhada por aumento da capacidade redutora (216,1 a 296,4 mg GAE/100 g). Os concentrados proteicos apresentaram maior teor de proteínas solúveis antes da digestão (0,26 a 0,58 mg/g) e maior liberação proteica durante a digestão, com máximos na fase gástrica (1120,2 a 1489,2 µg/mL). A análise do perfil proteico por SDS-PAGE revelou a predominância de leguminas (11S) e vicilinas (7S), com fragmentação progressiva e formação de peptídeos de menor peso molecular após a digestão, sugerindo possível formação de peptídeos bioativos. Os ensaios em células Caco-2 indicaram que tanto a lentilha cozida quanto suas frações bioacessiveis não apresentaram efeito citotóxico nas concentrações avaliadas (CC50 > 20?60 µM), evidenciando potencial bioatividade e segurança para aplicação alimentar. Assim, conclui-se que a lentilha, tanto na forma de grão quanto de concentrado proteico, apresenta elevado potencial bioativo após a digestão gastrointestinal simulada, reforçando seu papel como alimento funcional e como fonte promissora de compostos fenólicos antioxidantes e proteínas com possível atividade biológica.; Abstract: Lentils are one of the most important legumes in the world, widely recognized for their high protein, fiber, vitamin, and mineral content, and for the presence of phenolic compounds with antioxidant and anti-inflammatory properties. These compounds are associated with a reduced risk of chronic diseases such as diabetes, cardiovascular disease, and certain types of cancer, making lentils an important choice for studies seeking to relate diet and health. This study aimed to characterize the protein profile, total phenolic content, antioxidant activity, and bioavailability of domestic and imported lentil grains, as well as protein concentrates obtained from cooked lentils, and to evaluate the bioactivity of bioaccessible fractions in human Caco-2 intestinal cells. Lentil grains were subjected to cooking, physicochemical characterization, and extraction of phenolic compounds and proteins. Samples, including whole grains and protein concentrates, were subjected to in vitro digestion, simulating the oral, gastric, and intestinal phases. Antioxidant activity was determined by the ABTS method and the reducing capacity of the Folin-Ciocalteu reagent, while the bioaccessibility index was calculated based on the fraction of phenolic compounds or proteins released after intestinal digestion. Total soluble protein quantification was performed before and after in vitro digestion using the Bradford method, and the protein profile was evaluated by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) to identify structural modifications and the formation of lower molecular weight peptides. The bioactivity of undigested extracts and bioaccessible fractions was investigated in human Caco-2 intestinal cells using cellular cytotoxicity assays. The results demonstrated that in vitro digestion promoted significant changes in the phenolic content and antioxidant activity of the samples. Before in vitro digestion, the antioxidant activity of the cooked grains ranged from 131.2 to 143.5 µmol TEAC/100 g, while the reducing capacity ranged from 191.8 to 226.7 mg GAE/100 g for imported and domestic lentils, respectively. During digestion, an initial reduction in antioxidant activity was observed in the oral phase (27.8 to 29.9 µmol TEAC/100 g; 119.3 to 121.6 mg GAE/100 g), followed by an increase in the gastric phase (34.9 to 50.1 µmol TEAC/100 g; 245.7 to 275.2 mg GAE/100 g) and maximum values in the intestinal phase (89.9 to 189.9 µmol TEAC/100 g; 470.0 to 519.5 mg GAE/100 g), respectively. The bioaccessibility indices were 144.8% (AA) and 245.0% (CRF) for the imported lentil and 62.7% (AA) and 229.1% (CRF) for the national lentil. The antioxidant activity of the concentrates reached high values in the intestinal phase (296.7 to 311.7 µmol TEAC/100 g), accompanied by an increase in reducing capacity (216.1 to 296.4 mg GAE/100 g). The protein concentrates showed a higher content of soluble proteins before digestion (0.26 to 0.58 mg/g) and greater protein release during digestion, with maximum values in the gastric phase (1120.2 to 1489.2 µg/mL). The analysis of the protein profile by SDS-PAGE revealed the predominance of legumes (11S) and vicilins (7S), with progressive fragmentation and formation of lower molecular weight peptides after digestion, suggesting possible formation of bioactive peptides. Assays in Caco-2 cells indicated that neither cooked lentils nor their bioaccessible fractions showed cytotoxic effects at the evaluated concentrations (CC50 > 20?60 µM), demonstrating potential bioactivity and safety for food application. Thus, it is concluded that lentils, both in grain and protein concentrate form, exhibit high bioactive potential after simulated gastrointestinal digestion, reinforcing their role as a functional food and as a promising source of antioxidant phenolic compounds and proteins with possible biological activity Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2026.

Avaliação da fermentação sequencial de bactérias ácido lácticas e propiônicas para a produção biotecnológica de metabólitos conservantes para discos de pizza

2026-08-27T23:30:16Z

Avaliação da fermentação sequencial de bactérias ácido lácticas e propiônicas para a produção biotecnológica de metabólitos conservantes para discos de pizza Wendhausen, Luise de Faria A deterioração microbiológica por fungos e bactérias representa um dos principais desafios na indústria de produtos panificados, sendo tradicionalmente controlada por conservantes sintéticos, como sorbatos e propionatos; entretanto, a crescente demanda por ingredientes naturais tem impulsionado o desenvolvimento de estratégias de bioconservação, nas quais fermentados obtidos por culturas microbianas emergem como alternativa promissora para a produção de compostos antimicrobianos. Este estudo avaliou a produção de ácidos orgânicos por monoculturas de bactérias ácido propiônicas e por co-culturas de bactérias ácido lácticas e propiônicas, utilizando farinha de trigo como substrato, bem como o potencial conservante desses fermentados em aplicação tecnológica. Os ácidos orgânicos foram quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), e a atividade antimicrobiana foi determinada por testes de vida de prateleira em discos de pizza, comparando diferentes concentrações e formas de incorporação dos fermentados a um controle sem conservante e a um tratamento com propionato sintético. As concentrações de ácido propiônico variaram de abaixo do limite de quantificação (

Perfil de fenólicos, características tecnológicas e digestibilidade simulada in vitro do bagaço e das sementes de açaí juçara (Euterpe edulis Martius)

2026-08-27T23:28:26Z

Perfil de fenólicos, características tecnológicas e digestibilidade simulada in vitro do bagaço e das sementes de açaí juçara (Euterpe edulis Martius) Yabiku, Alanna Britisqui Na produção da polpa de açaí juçara uma grande quantidade de resíduos é gerada em função de mais de 70 % dos frutos serem compostos por sementes. O bagaço, uma parte fibrosa constituída por restos de cascas e polpa do açaí, também é descartada na produção da polpa. No presente trabalho foram obtidas e caracterizadas as farinhas do bagaço e de duas frações de obtidas das sementes (F1 e F2) de açaí juçara como uma estratégia para o aproveitamento total dos frutos. Através dos estudos de cinética foi determinada um tempo de secagem de 285 e 105 minutos para as farinhas do bagaço e das sementes, respectivamente, a 60 °C. Foi observado um teor de fibras insolúveis de 67,15 ± 0,8, 76,54 ± 1,10 e 82,14 ± 0,5 g 100 g-1; lipídios de 13,82 ± 0,05, 0,58 ± 0,15 e 0,55 ± 0,10 g 100 g-1; e proteínas de 4,90 ± 0,96, 4,82 ± 0,18 e 6,04 ± 0,05 g 100 g-1, para as farinhas de bagaço, e das frações F1 e F2 das sementes, respectivamente. Nas farinhas de bagaço e das sementes F1 e F2, foram identificados 20, 14 e 12 compostos fenólicos, respectivamente. Na farinha de bagaço foi identificada a cianidina-3-rutinosídeo (0,98 ± 0,09 g 100 g-1). Foi observada diminuição significativa da capacidade antioxidante e teor de compostos fenólicos das farinhas das sementes no ensaio de digestão gastrointestinal in vitro nas fases oral, gástrica e intestinal. Para a farinha do bagaço houve diminuição significativa do teor de antocianinas e da capacidade antioxidante (FRAP e CRT) em todas as fases. O teor de fenólicos foi maior na fase oral, diminuindo na fase gástrica e intestinal. As propriedades tecnológicas indicaram solubilidade em água de 8,44 ± 0,53, 5,62 ± 0,38 e 3,89 ± 0,66 %; capacidade de absorção de água de 2,20 ± 0,05, 1,92 ± 0,51 e 1,42 ± 0,31 g g-1; de óleo de 1,76 ± 0,07, 1,50 ± 0,1 e 1,03 ± 0,04 g g-1; e de leite de 2,16 ± 0,06, 2,23 ± 0,06 e 1,86 ± 0,16 g g-1, para as farinhas de bagaço, F1 e F2, respectivamente. A farinha do bagaço apresentou tonalidade marrom arroxeado, e as farinhas das sementes coloração marrom claro. A microscopia de Varredura Eletrônica (MEV) indicou partículas dispersas em função do baixo teor de umidade (<15 %), que foram menores e mais uniformes para o bagaço e maiores e mais heterogêneas para as farinhas F1 e F2. Os resultados obtidos indicaram o potencial para o uso da farinha de bagaço em produtos de panificação, sopas e molhos devido ao seu alto teor de fibras insolúveis. As farinhas de sementes de açaí apresentam potencial como extensores de massa em produtos cárneos, em função do elevado teor de fibras insolúveis.; Abstract: A large amount of waste is generated during the production of açaí juçara pulp, since more than 70% of the fruit is composed of seeds. The bagasse, a fibrous part consisting of remnants of peels and açaí pulp, is also discarded in the pulp production process. In this work, flours from bagasse and two fractions obtained from the seeds (F1 and F2) of açaí juçara were obtained and characterized as a strategy for the total utilization of the fruit. A drying time of 285 and 105 minutes was determined through kinetic studies, for the bagasse and seed flours, respectively, at 60 °C. An insoluble fiber content of 67.15 ± 0.8, 76.54 ± 1.10 and 82.14 ± 0.5 g 100 g-1; lipids of 13.82 ± 0.05, 0.58 ± 0.15, and 0.55 ± 0.10 g 100 g?¹; and proteins of 4.90 ± 0.96, 4.82 ± 0.18, and 6.04 ± 0.05 g 100 g?¹ were observed for the bagasse flours and the F1 and F2 fractions of the seeds, respectively. In the bagasse flours and the F1 and F2 seed flours, 20, 14, and 12 phenolic compounds were identified, respectively. Cyanidin-3-rutinoside (0.98 ± 0.09 g 100 g?¹) was identified in the bagasse flour. A significant decrease in the antioxidant capacity and phenolic compound content of the seed flours was observed in vitro gastrointestinal digestion assay for the oral, gastric, and intestinal phases. A significant decrease in anthocyanin content and antioxidant capacity (FRAP and CRT) was observed for the bagasse flour in all phases. The phenolic content was higher in the oral phase, decreasing in the gastric and intestinal phases. Technological properties indicated water solubility of 8.44 ± 0.53, 5.62 ± 0.38 and 3.89 ± 0.66%; water absorption capacity of 2.20 ± 0.05, 1.92 ± 0.51 and 1.42 ± 0.31 g g-1; oil absorption capacity of 1.76 ± 0.07, 1.50 ± 0.1 and 1.03 ± 0.04 g g-1; and milk of 2.16 ± 0.06, 2.23 ± 0.06 and 1.86 ± 0.16 g g-1, for the bagasse flours, F1 and F2, respectively. A purplish-brown hue and a light brown color were observed for bagasse and seeds flours, respectively. Scanning Electron Microscopy (SEM) indicated dispersed particles due to the low moisture content (<15%), which were smaller and more uniform for the bagasse, and larger and more heterogeneous for the flours F1 and F2. The results obtained indicated the potential for the use of bagasse flour in bakery products, soups and sauces due to its high content of insoluble fiber. Açaí seed flours show potential as mass extenders in meat products, due to their high content of insoluble fiber. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2026.