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Mestrado de dupla diplomação com a Université Libre de Tunis The food processing and storage became imperative to provide the quotidian needs of humans. Therefore, the use of artificial additives started to be mandatory to decrease or postpone the nutritional value losses due to chemical, microbiological and enzymatic changes, thus maintaining the characteristics of the processed food for a longer period. Nevertheless, the use of synthetic additives has been highly studied due to several scientific alerts about their harmful effects that can include allergic problems, asthma, among others. This situation leads to a deep search for natural alternatives able to serve the same purpose. To do so, food industries started this mission through the extraction of natural compounds from microorganisms, animals, plants and agri-food bio-waste. Indeed, among the food industry, several sectors produce huge amounts of bio residues. Figs, for instance, are known for their richness in minerals and nutrients, which leads to their high consumption, thus generating several fig bio-wastes, which include fig leaves that could be useful for the recovery of bioactive compounds, such phenolic compounds, to act as natural preservatives, hence, valorizing fig-waste and promoting circular economy. Therefore, in the present work, fig leaves from five different varieties, namely Dauphine (Da), Longue d’Aout (La), Bourjassote Noire (Bn), Marseille (Ma) and Pasteliere (Pa) were screened to determine their phenolic content by HPLC-DAD-ESI-MS as well as their bioactivities, namely antioxidant through the TBARS and CAA assays, antimicrobial by the microdilution method, anti-inflammatory using RAW 264.7 mouse macrophage cell line and cytotoxic through the sulforhodamine B assay. The extraction of total phenols was optimized through response surface methodology and carried out by dynamic maceration and ultrasound assisted extraction, being their determination assessed by the Folin ciocalteu assay. Finally, the extracts obtained from the optimal conditions of ultrasound assisted extraction, used as a cost effective method, were mixed together searching for possible synergistic effects. When the leaves acted together, the antioxidant activity was higher, since the lowest EC50 recorded for Bn was 0.23±0.01 mg/mL, and for the mixture an EC50 of 0.12 ±0.01 mg/mL was achieved. Moreover, the mixture also revealed promising results regarding the antimicrobial activity by acting against all the tested bacteria and fungi strains. It was important to showcase that the mixture revealed activity against Pseudomonas aeruginosa with a MIC of 10 mg/mL. In addition, as the extracts showed no toxicity against normal cell line PLP2 with a GI50>400 μg/mL, a concentration of 10mg/mL was incorporated, after the cooking process, at 80°C and 50°C in two formulations of fig jams (extracts with honey and extracts without honey) to determine the efficiency of the developed extracts, acting as natural preservatives, and their stability in the final products. The fig jams were subjected to the evaluation of physical parameters (color, texture, aw and pH), nutritional (moisture, ash, fat using soxhlet, protein by the kjeldahl method, carbohydrates and energy) and chemical profiles as the free sugars by HPLC-RI and fatty acids through the GC-FID, and microbial load following ISO procedures. The low-sugar fig jam incorporated with natural fig leaf preservatives revealed that the incorporation did not change the overall appearance of the jams. Regarding the nutritional and chemical properties, the formulas presented low sugar, low protein content and high amount of carbohydrates, low fatty acids content with palmitic acid as the major compound. Furthermore, the different temperatures of incorporation showed no discernible changes over time, implying that the molecules of interest present in the extracts are not thermolabile. O processamento e armazenamento de alimentos tornou-se imperativo para suprir as necessidades quotidianas do ser humano. Assim, o uso de aditivos artificiais passou a ser obrigatório para diminuir as perdas de valor nutricional por alterações químicas, microbiológicas e enzimáticas, mantendo assim as características do alimento processado por mais tempo. No entanto, o uso de aditivos artificiais tem sido bastante avaliado devido a vários estudos científicos que alertaram sobre os seus efeitos nocivos, que podem incluir problemas alergénicos, asma, entre outros. Esta situação leva à busca exaustiva por alternativas naturais capazes de servir o mesmo propósito. Para tal, a indústria alimentar iniciou essa missão através da extração de compostos naturais de microrganismos, animais, plantas ou de bio resíduos/desperdício alimentar. De facto, na indústria alimentar, diversos setores produzem grandes quantidades de resíduos, como por exemplo na produção de figos, que podem ser úteis para a recuperação de compostos bioativos para atuar como conservantes naturais. Os figos, por exemplo, são conhecidos pela sua riqueza em minerais e nutrientes e, por isso, o seu consumo aumentou significativamente, levando também à inevitável produção de bioresíduos que incluem folhas de figueira. Assim, no presente trabalho, foram exploradas folhas de figueira de cinco variedades diferentes, nomeadamente Dauphine, Longue d'Aout, Bourjassote Noire, Marseille e Pasteliere. Estas variedades foram analisadas relativamente ao seu perfil fenólico por HPLC-DAD-ESI- MS, bem como as suas bioatividades, nomeadamente propriedades antioxidantes pelos métodos de TBARs e CAA, antimicrobianas pelo ensaio de microdiluição, anti-inflamatórias utilizando macrógafos de rato e citotóxicas pelo método da sulforrodamina B. A extração dos compostos fenólicos foi otimizada pela metodologia de superfície de resposta e realizada por maceração dinâmica e extração assistida por ultrassons, sendo a sua determinação feita pelo ensaio de Folin ciocalteu. Finalmente, os extratos obtidos nas condições ótimas de extração pela tecnologia de ultrassons, utilizada por ser mais rápida, com um custo mais baixo, foram misturados de forma a analisar possíveis efeitos sinérgicos. Quando avaliada a atividade antioxidante dos extratos de folhas em conjunto, esta foi mais forte, já que a menor EC50 registrada para Bn (0,23 ± 0,01 mg/mL), e para a mistura foi EC50 de 0,12 ± 0,01 mg/mL. Além disso, a mistura apresentou resultados promissores quanto à atividade antimicrobiana, pois foram capazes de inibir todas as estirpes de bactérias e fungos testados. De realçar, que, quando em conjunto, os extratos revelaram atividade contra Pseudomonas aeruginosa com valor de CMI de 10 mg/mL. Como os extratos não apresentaram toxicidade na linha celular PLP2 com GI50>400 μg/mL, estes foram incorporados em duas formulações de compota de figo (com e sem mel), de forma a atuarem como conservantes naturais. Os produtos finais foram avaliados quanto às suas propriedades físicas (cor, textura, aw e pH), perfil nutricionais (humidade, cinzas, gordura por soxhlet, proteína pelo método kjeldahl, hidratos de carbono e energia), e químico, como os açúcares livres por HPLC-RI e ácidos gordos por GC-FID, e aindacarga microbiana. Após o processo de cocção, as diferentes propriedades foram avaliadas em duas temperaturas de incorporação (80°C e 50°C), de forma a determinar a eficiência dos extratos desenvolvidos e a sua estabilidade nos produtos finais. A compota de figo com baixo teor de açúcar incorporada com extratos conservantes naturais obtidos a partir de folhas de figueira, não revelou alterações na aparência geral das compotas. Em relação às propriedades nutricionais e químicas, as formulações apresentaram baixo teor de açúcar, baixo teor de proteína, alta quantidade de hidratos de carbono, e baixo teor de ácidos gordos (ácido palmítico como composto majoritário). Além disso, as diferentes temperaturas de incorporação não apresentaram alterações discerníveis ao longo do tempo, implicando que as moléculas de interesse presentes nos extratos não são termolábeis. European Regional Development Fund (ERDF) through the Competitiveness and Internationalization Operational Program for financial support to the project 100% Figo (POCI-01-0247- FEDER-064977). |
