Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/52908
Type: Tese
Title: Evaluation of the bioactivity of hibiscus extracts (Hibiscus sabdariffa and H. rosa-sinensis) and anti-inflammatory potential.
Other Titles: Avaliação da bioatividade de extratos de hibisco (Hibiscus sabdariffa e H. rosa-sinensis)e potencial anti-inflamatório.
Authors: Matheus Thomaz Nogueira Silva Lima
First Advisor: Jacqueline Aparecida Takahashi
First Referee: Leandro Soares de Oliveira
Second Referee: Veronica Ortiz Alvarenga
Third Referee: Júlio Onésio Ferreira Melo
metadata.dc.contributor.referee4: Flávia Augusta Guilherme Gonçalves
Abstract: Hibiscus, commonly known as roselle, is a plant with worldwide distribution and is greatly used as food, in the preparation of teas, food dyes, and fermented products. Red hibiscus flowers are commonly commercialized and studied around the world due to their nutritional benefits and therapeutic uses. However, other color variations occur naturally and may present potential applications in the food industry. The formulation of hibiscus-based functional foods would be of great value once nutraceutical effects have been implied to this plant. At first, this work aimed to characterize the total phenolic (TPC) and total flavonoid contents (TFC), the antioxidant, the anti-glycoxidation, and neuroprotective effects of hibiscus floral extracts. Secondly, we approached the applicability of gamma radiation as a tool in the hibiscus supply chain, by characterizing the effects of this ionizing radiation on hibiscus bioactivity. Lastly, on the way to investigate the pro-inflammatory/oxidative stress of dietary compounds as advanced glycation end-products, we evaluated the use of endothelial cells (HUVECs) as a functional model for RAGE-mediated inflammation screening. The red hibiscus variety (Hibiscus sabdariffa) is a well-known source of phenolic and flavonoids. However, here we demonstrated that the pink variety of H. rosa-sinensis presented the highest TPC (31.28±1.24 mg GAE/100 g) and TFC (469.20±3.24 mg QE/100 g) in aqueous extracts which is the most common solvent in hibiscus preparation as food. Antioxidant activity remained over 60% and 80% of DPPH and ABTS radical scavenging, respectively for all samples. Grater variation resulted from iron reducing power activity of ethanolic extracts of pink and red varieties (> 50 %). Hibiscus red variety also showed consistent anti-glycation (55 %), anti-acetylcholinesterase (> 95 %), and neuroprotective effect in vivo (D. melanogaster). The use of gamma radiation did not present extensive effects on hibiscus bioactivity. Doses of 10 kGy to 30 kGy allowed high microbial loads decontamination but 30 kGy had effects on TFC. Finally, the induction of inflammation was made possible on HUVEC culture, with increased expression of TNFα, IL6, and VCAM1 gene under TNFα (10 ng/mL) effects. However, HMGB1, a well-known inflammation activator, did not induce inflammation under the experimental conditions here applied. In a conclusion, the biodiversity within Hibiscus influences the variation in the phenolic content and bioactivity of these plants, and new varieties have been demonstrated to hold antioxidants, TPC, and TFC, comparable to the commonly consumed red hibiscus and deserve attention. Moreover, gamma radiation showed efficacy in microbial contamination reduction, while maintaining bioactive potential in the different hibiscus samples. Lastly, results from HUVECS suggested that inflammation activation is independent of variations of RAGE expression both at the transcriptional and translational levels. However, further investigation is required to delineate the precise participation of RAGE in inflammation activation on HUVEC cultures.
Abstract: O hibisco, comumente conhecido como vinagreira, é uma planta com distribuição mundial e muito utilizada como alimento, no preparo de chás, corantes alimentícios e produtos fermentados. As flores de hibisco vermelho são comumente comercializadas e estudadas em todo o mundo devido aos seus benefícios nutricionais e usos terapêuticos. No entanto, outras variações de cor ocorrem naturalmente e podem apresentar aplicações potenciais na indústria alimentícia. A formulação de alimentos funcionais à base de hibisco seria de grande valia, uma vez que efeitos nutracêuticos foram implicados nesta planta. Primeiro, este trabalho teve como objetivo caracterizar os teores de fenólicos totais (TPC) e flavonoides totais (TFC), os efeitos antioxidante, anti-glicação e neuroprotetor de extratos florais de hibisco. Em segundo lugar, abordar a aplicabilidade da radiação gama como ferramenta na cadeia de produção do hibisco, caracterizando os efeitos dessa radiação ionizante na bioatividade de extratos desta planta. Por fim, de modo a avaliar o estresse pró-inflamatório/oxidativo de compostos dietéticos como produtos finais de glicação avançada, estudar o uso de células endoteliais (HUVECs) como modelo funcional para de inflamação mediada pelo Receptor de Produtos Avançados de Glicação (RAGE). A variedade de hibisco vermelho (Hibiscus sabdariffa) é uma fonte bem conhecida de fenólicos e flavonoides. No entanto, aqui foi demonstrado que a variedade rosa de H. rosa-sinensis apresentou o maior TPC (31,28±1,24 mg EAG/100 g) e TFC (469,20±3,24 mg EQ/100 g) em extratos aquosos que é o solvente mais comum na preparação do hibisco como alimento. A atividade antioxidante permaneceu acima de 60% e 80% da eliminação de radicais DPPH e ABTS, respectivamente para todas as amostras. Maior distinção entre o potencial antioxidante foi feito a partir da atividade do poder redutor do férrico, em que apenas os extratos etanólicos das variedades rosa e vermelha ultrapassou 50 %. A variedade vermelha de hibisco também mostrou atividade anti-glicação equivalente (55%), anti-acetilcolinesterásica (> 95%) e efeito neuroprotetor in vivo (D. melanogaster). O uso de radiação gama não apresentou efeitos negativos consideráveis na bioatividade do hibisco. Doses de 10 kGy a 30 kGy permitiram a descontaminação de altas cargas microbianas, mas 30 kGy tiveram efeitos diversos no TFC. Por fim, a indução da inflamação foi possível em cultura de HUVEC, com aumento da expressão dos genes TNFα, IL6 e VCAM1 sob efeitos de TNFα (10 ng/mL). No entanto, HMGB1, um ligante de RAGE de alta afinidade, não induziu inflamação nas condições experimentais aqui apresentadas. Em conclusão, a biodiversidade dentro do gênero hibisco influencia a variação no conteúdo fenólico e bioatividade dos extratos, e novas variedades demonstraram conter antioxidantes, TPC e TFC, comparáveis ao hibisco vermelho comumente consumido e merecem atenção. Além disso, a radiação gama mostrou eficácia na redução da contaminação microbiana, mantendo o potencial bioativo nas diferentes amostras de hibisco. Por fim, os resultados do HUVECS sugeriram que a ativação da inflamação é independente das variações da expressão de RAGE tanto nos níveis transcricionais quanto translacional. No entanto, investigações são necessárias para delinear a participação precisa de RAGE na ativação da inflamação em culturas de HUVEC.
language: eng
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: FARMACIA - FACULDADE DE FARMACIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciência de Alimentos
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/52908
Issue Date: 29-Aug-2022
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