Produção de composto bioativo a base de polissacarídeo e proteína com atividades angiogênica e anti-inflamatória utilizando cultura mista de bactérias e leveduras do kefir tibetando em soro de leite
Resumo
Resumo: A pesquisa de novas biomoléculas com atividade biológica é de suma importância para
as indústrias farmacêuticas, indústrias de cosméticos e indústrias alimentícias. As
pesquisas envolvendo a obtenção de novas substâncias principalmente por
biotecnologia tem-se intensificado sempre com o intuito de aproveitar resíduos das
indústrias agroalimentares e agregar valor as substâncias produzidas. O presente
trabalho teve como objetivo pesquisar e produzir extrato composto por biomoléculas
como polissacarídeo e proteína a partir de cultura mista do kefir tibetano utilizando
como meio fermentativo o soro de leite, caracterizar a composição monossacarídica do
polissacarídeo, comprovar atividade biológica de modulação angiogênica e antiinflamatória,
desenvolver formulação com a incorporação deste extrato. Este trabalho foi
dividido em quatro capítulos, o primeiro capítulo consiste em revisão bibliográfica para
um maior conhecimento do que já existe sobre o assunto abordado e fundamentar a
necessidade da pesquisa realizada. O capítulo 2, foi utilizado cultura mista de bactérias
ácida láctica e leveduras do kefir tibetano, na sequência realizou-se a seleção de
substrato para o processo de fermentação com a definição da composição por meios
analíticos, para aumentar a produção do extrato composto por polissacarídeo e proteína
foi realizada a otimização dos parâmetros fermentativos por meio de planejamentos
estatísticos, cinética da produção em biorreator, também foi feita a composição
monossacarídica do polissacarídeo presente no extrato. Foi utilizado soro de leite, um
subproduto da cadeia do leite, como substrato e após a otimização do meio de cultura,
foi possível obter uma produção de 4,58 g/L de ExPP liofilizado. Esta produção foi maior
do que as relatadas na literatura, utilizando culturade BAL. A composição
monossacarídica do ExPP é composta por galactose (39%), glicose (28%) e manose
(26%) em concentração mais elevadas classificando-o como um heteropolissacarídeo
No capítulo 3 foi avaliada a atividade moduladora da angiogênese do extrato composto
por polissacarídeo e proteína liofilizado pelo método ex-ovo, avaliado também a
atividade anti-inflamatória pela inibição da enzima hialuronidase e avaliado a
citotoxicidade do extrato em cultivo de células Vero. Na avaliação da atividade
angiogênica deste extrato foi definida a concentração EC50 de 192 ng/mL e confirmado
que ele é uma substância pró angiogênica com bons resultados na estimulação de
novos vasos sanguíneos. Quanto à atividade anti-inflamatória o extrato liofilizado
apresentou uma ação inibidora da enzima hialuronidase. E o extrato liofilizado
apresentou segurança quanto a citotoxicidade. No capítulo 4 foram desenvolvidas duas
formulações de géis e realizado os testes de estudo de estabilidade acelerada,
avaliações microbiológicas e avaliação da atividade anti-inflamatória dos géis. As duas
formulações apresentaram segurança em relação a presença de microrganismos e
eficazes no quesito de ação do conservante utilizado. No estudo da estabilidade os dois
géis são instáveis à temperatura de 40ºC em relação à atividade anti-inflamatória, mas
estáveis nas outras temperaturas testadas. Conclui-se, portanto que a produção de
extrato composto por polissacarídeo e proteína a partir de cultura mista do kefir tibetano
foi a maior já relatada e que o polissacarídeo presente no extrato é um
heteropolissacarídeo. O extrato possuía atividade promotora da angiogênese com doseefeito
na formação de novos vasos e atividade anti-inflamatória pela inibição da enzima
hialuronidase excelente sendo superior ao produto comercial comparado. Os géis
contendo o extrato composto por polissacarídeo e proteína, foram estáveis nas
temperaturas de -10ºC e ambiente mantendo a atividade anti-inflamatória e as duas
formulações são seguras em relação à avaliação microbiana.
PALAVRAS-CHAVE: extrato composto por polissacarídeo e proteína; atividade
moduladora da angiogênese; atividade anti-inflamatória; kefir tibetano; soro de leite. Abstract: The research of new biomolecules with biological activity is of substantial importance to
the pharmaceutical, cosmetics and food industries. The researches involving the
acquisition of new substances mainly by biotechnology have being intensified always
with the intention of profit by residues of agrifood industries and aggregate value to
produced substances.The present job had as objective to research and produce
composed extract by biomolecules as polysaccharide and protein since the mixed
culture of the kefir using as fermentative way the whey, to feature the monosaccharide
composition of the polysaccharide, to prove biological activity of angiogenic and antiinflammatory
modulation, to develop formulation with the incorporation of this extract.
This job was divided in four chapters, the first one consists in bibliographic revision to a
bigger knowledge about what already exists around the subject and to underlie the
necessity of the realized research.At chapter 2 we show the usage of mixed culture of
lactic acid bacteria and kefir yeasts, it was realized the selection of substrate to the
fermentation process with the composition definition by analytical ways, to increase the
extract production composed by polysaccharide and protein it was realized the
optimization of the fermentative production by means of statistical plannings, production
kinetics in bioreactor, it also was done the monosaccharide composition of
polysaccharide presented in the extract.Whey was used, a subproduct of the milk chain,
as substrate and after the optimization of the culture way it was possible to obtain a
production of 4,58 g/L of ExPP freeze-dried. This production was bigger than the ones
related at literature, using culture of BAL. The monosaccharide composition of the ExPP
is composed by galactose (39%), glucose (28%) and mannose (26%) in more elevated
concentration classifying it as a heteropolysaccharide. In chapter 3 it was evaluated the
modulated activity of the composed extract angiogenesis by polysaccharide and freezedried
protein by the ex-ovo method, it was also evaluated the anti-inflammatory activity
by the inhibition of the hyaluronidase and evaluated the cytotoxicity of the extract in Vero
cells. In the angiogenic activity of this extract it was defined the concentration EC50 of
192 ng/mL and confirmed that it is a pro-angiogenic substance with good results in the
new blood vessels. Relating to anti-inflammatory activity the freeze-dried extract showed
an inhibitor action of the hyaluronidase enzyme.The freeze-dried extract showed security
relating to the cytotoxicity. In chapter 4 two gel formulations were developed and
accelerated stability tests were done, microbiological evaluations and evaluation of the
gel anti-inflammatory activity. Both formulations showed security relating to
microorganisms presence and efficient in enquiry of conservation action used. In the
stability study both gels are unstable at 40ºC in relation to the anti-inflammatory activity,
but stable at other tested temperatures. So is concluded that the production of
composed extract by polysaccharide and protein since the mixed culture of kefir was the
major already related and that the polysaccharide presented inthe extract is a
heteropolysaccharide. The extract owned activity promoter of angiogenesys with doseeffect
in new vessels formation and anti-inflammatory activity by the excellent inhibition
of the hyaluronidase enzyme being superior than the purchased commercial product.
The gels containing the composed extract by polysaccharide and protein were stable at
temperatures of -10ºC and environmental, keeping the anti-inflammatory activity and the
two formulations are secure relating to microbial evaluation.
KEYWORD: extract composed by polysaccharide and protein, angiogenic activity,
anti-inflammatory activity, Tibetan kefir, whey.
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