Biotransformation of phenolic compounds from soymilk to obtain enriched product in bioactive compounds

Orientador: Gabriela Alves MacedoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: A soja atrai considerável atenção no atual cenário econômico mundial devido ao seu elevado potencial nutritivo e efeitos potencialmente benéficos à saúde humana, que são atribuídos principalmente às isoflavonas. Esta classe de fenóis heterocíclicos é conhecida por suas atividades biológicas, tais como as atividades estrogênica, antioxidante e antitumoral, sendo as formas agliconas mais ativas do que as glicosiladas. Contudo, estudos têm mostrado que a eficácia clínica das isoflavonas está relacionada com a capacidade de produção de equol, um metabólito da daidzeína que, segundo a literatura vigente, é produzido exclusivamente pela ação da microbiota intestinal. Assim, há evidências de que nem todos os indivíduos são capazes de metabolizar as isoflavonas a equol, sendo essa variabilidade atribuída às diferenças na composição da microflora intestinal, hábitos alimentares, fatores genéticos, dentre outros. Neste contexto, os produtos à base de soja são uma forma de incluir as isoflavonas na dieta, sendo que o extrato hidrossolúvel de soja (EHS) é um substrato que tem se apresentado com potencial para produção de novos alimentos com apelo saudável. Desse modo, com o propósito de aumentar o conteúdo de isoflavonas bioativas e avaliar a viabilidade de um processo biotecnológico para produção de equol in vitro, neste projeto foi investigada a aplicação de culturas starters e bactérias lácticas probióticas na fermentação do EHS, aliado à ação do extrato bruto de tanase obtido a partir de Paecilomyces variotti. Além disso, também foi avaliada a biotransformação dos compostos fenólicos e atividade antioxidante do produto obtido. O teor de fenóis totais foi avaliado pelo método de Folin-Ciocalteau, a atividade antioxidante pelos métodos in vitro ORAC e de sequestro de radicais DPPH e o perfil químico dos extratos, antes e depois dos processos de biotransformação, foi avaliado por CLAE-DAD com co-injeção de padrões de isoflavonas. Após o processo fermentativo e/ou tratamento enzimático do EHS, houve um significativo aumento no teor de fenólicos totais e capacidade antioxidante, evidenciada por ambos métodos empregados (ORAC e DPPH), quando comparados com o controle do EHS sem reação. Além disso, foi verificada uma modificação no perfil polifenólico das amostras do EHS biotransformadas evidenciado por CLAE-DAD, resultando em um aumento na concentração das formas agliconas em relação às glicosiladas, bem como o aumento da concentração de equol após os processos de biotransformação propostos. Os resultados obtidos por CLAE-DAD confirmaram que o extrato de tanase de P. variotty foi capaz de biotransformar as formas glicosiladas (daidzina e genistina) das isoflavonas em suas respectivas formas agliconas (daidzeína e genisteína), indicando uma atividade diglicosídica do extrato semipurificado de tanase. Pelo que se tem conhecimento, a hidrólise de isoflavonoides glicosilados por tanase, bem como a formação de equol, é um relato inédito na literatura demonstrando que é possível desenvolver um processo in vitro para a obtenção deste composto bioativo, sem a presença de bactérias intestinais, utilizando apenas uma biotransformação enzimáticaAbstract: The soy attracts considerable attention in the current global economic scenario due to their high nutritional potential and potentially beneficial effects to human health, which are mainly attributed to isoflavones. This class of heterocyclic phenols is known for its biological activities, such as estrogenic, antioxidant and antitumor activities, and the aglycone forms are more active than the glycosylated. However, studies have shown that the clinical efficacy of isoflavones is related to the capacity to produce equol, a metabolite of daidzein, which according to the current literature it is produced exclusively by the action of the gut microbiota. Thus, there is evidence that not all individuals are able to metabolize isoflavones to equol and this variability is attributed to differences in the composition of gut microflora, diet, genetic factors, among others. In this context, the soy-based products are a way to include the isoflavones in the diet, and the soymilk is a substrate that has shown the potential to produce new foodstuff with healthy appeal. Thus, in order to increase the content of bioactive isoflavones and assess the viability of a biotechnological process for in vitro production of equol, in this project was investigated the application of starters and probiotic lactic bacteria strains in the fermentation of soymilk, combined with the action of the crude extract of tannase obtained from Paecilomyces variotii. Furthermore, it was also evaluated the biotransformation of phenolic compounds and antioxidant activity of the obtained product. The total phenolic content was assessed by Folin-Ciocalteau method, the antioxidant activity by in vitro methods of ORAC and DPPH radical sequestration and the chemical profile of the extracts, before and after the processes of biotransformation, was evaluated by HPLC-DAD with co- injection of standards of isoflavones. After the fermentation process and/or enzymatic treatment of the soymilk, there was a significant increase of the total phenolic content and antioxidant capacity, as evidenced by both methods employed (ORAC and DPPH), compared with the standard soymilk. Furthermore, there was observed a change in the polyphenolic profile of biotransformed samples of soymilk, evidenced by HPLC-DAD, resulting in an increase in the concentration of the aglycones in relation to glucosides forms, as well as there was a significant increase of the concentration of equol after the biotransformation processes proposed. The results obtained by HPLC-DAD confirmed that the extract of tannase from P. variotii was able to biotransform the glucosides forms (daidzin and genistin) of isoflavones in their aglycone forms (daidzein and genistein), indicating a diglycosidase activity of the crude extract of tannase. From what is known, the hydrolysis of glucosides isoflavone by tannase, as well as the formation of equol, is an unpublished report in the literature demonstrating that it is possible to develop an in vitro method for obtaining this bioactive compound, without the presence of gut bacteria process using only an enzymatic biotransformationMestradoCiência de AlimentosMestra em Ciência de Alimento